生物质颗粒粉碎、成型一体机（附SolidWorks模型、CAD图纸、ANSYS仿真源文件）

摘要

生物质颗粒燃料作为可再生能源的重要形式，其高效制备技术对推动能源转型与废弃物资源化利用具有关键作用。针对传统生物质成型设备存在的工序分离、能耗高及成型稳定性不足等问题，本研究提出一种集粉碎与成型功能于一体的新型环模颗粒成型机设计方案。通过理论分析揭示了生物质物料中纤维素、半纤维素与木质素在高温高压下的黏结机理，阐明了物料颗粒在挤压过程中的填充、弹塑性变形及稳定成型三阶段演化规律，构建了环模-压辊系统的力学模型，明确了摩擦特性与几何参数对成型效率的影响机制。
在结构设计方面，创新采用凸轮驱动机构替代传统压辊系统，优化了导引环模孔径分布与凸模顶杆复位系统，结合模块化环模设计与动态切刀装置，实现了物料连续均匀成型。通过对比螺旋挤压、活塞冲压及压辊式成型机的性能特征，验证了一体化设计在降低能耗、提升成型密度及设备稳定性方面的优势。借助有限元仿真对关键部件进行模态分析与静力学评估，结果表明新型结构在固有频率分布与应力承载方面满足设计要求，有效避免了共振风险与局部应力集中。
该生物质颗粒粉碎、成型一体机通过工艺整合与结构创新，解决了传统设备效率低、易堵塞及维护成本高等瓶颈问题，为农业废弃物规模化处理与清洁能源生产提供了技术装备支撑，对促进循环经济发展与“双碳”目标实现具有应用价值。

关键词：生物质成型机；清选装置；抛洒式；构建模型；仿真试验

摘要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1.1研究目的和意义 1
1.2 生物质成型机类型及国内外研究现状 1
1.2.1 生物质成型机类型 1
1.2.2 国外研究现状 3
1.2.3国内生物质成型机发展和研究现状 4
2 生物质颗粒成型理论分析 8
2.1 生物质物料成分 8
2.1.1 生物质颗粒成型理论分析 8
2.1.2 生物质燃料成型的粘结机理 8
2.1.3 生物质成型过程中微观力学分析 9
2.2 挤压成型原理 10
2.3生物质燃料颗粒成型基本条件 11
2.4本章小结 12
3 生物质颗粒粉碎、成型一体机总体方案设计 13
3.1 方案设计 13
3.2总体设计 15
3.3 生物质颗粒粉碎、成型一体机总体方案设计关键部件的设计 17
3.4 本章小结 23
4 生物质颗粒粉碎、成型一体机关键零部件设计 24
4.1 电动机选型 24
4.2 减速器 25
4.3联轴器 26
4.4 轴的设计 26
5 有限元仿真分析 30
5.1 模态仿真基础 30
5.2加载与求解 31
5.3 结果分析 31
5.4 静力学基础 35
5.5加载与求解 36
5.6结果分析 36
结论 38
参考文献 39
致谢 41