秸秆压块机组合环模的磨损机理.pdf

第 30 卷 第 4 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.4 32 2014 年 2 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Feb. 2014 秸秆压块机组合环模的磨损机理 ※ 夏先飞，孙 宇 ，武 凯，蒋清海 （南京理工大学机械工程学院，南京 210094 ） 摘 要：针对环模式秸秆压块机成型模具易磨损的问题，该文对 45 钢秸秆燃料成型模具的磨损过程进行了研究。 通过测试磨损模具的磨损形貌，分析了该类磨损的作用机理，结合分形理论得出了磨损深度率的计算模型，在此 基础上探讨了影响磨损的因素，并针对成型速度和模具硬度对磨损的影响进行了有限元仿真和试验验证。结果表 明：秸秆原料对金属模具的磨损沿进料方向依次减弱，磨损主要发生在模具中间部位和下侧面，以硬磨料磨损为 主；模具磨损受多种因素影响，其中模具硬度越大、成型速度越低，模具耐磨性能越好，硬度影响大于成型速度 的影响；成型速度为9 mm/s 时，模具耐磨性能和成型产品品质较好，而用于秸秆燃料成型的模具硬度不能太高， 否则易发生脆性断裂。该文研究结果有利于指导压块机组合环模的设计。 关键词：秸秆；成型；模具；分形；磨料磨损；成型速度；硬度 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.04.005 中图分类号：TK6; TH142.1 文献标志码：A 文章编号：1002-6819 2014 -04-0032-08 夏先飞，孙 宇，武 凯，等. 秸秆压块机组合环模的磨损机理[J]. 农业工程学报，2014，30 4 ：32－39. Xia Xianfei, Sun Yu, Wu Kai, et al. Wear mechanism of ring die for straw briquetting machine[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Transactions of the CSAE , 2014, 30 4 : 32－39. in Chinese with English abstract [7] 粒度是影响模具磨损的重要因素，孔雪辉 则对生 0 引 言 物质环模的磨损问题进行研究后建立了模孔等磨 中国是一个农业生产大国，具有极为丰富的农 损优化数学模型。由于秸秆压块机环模的实际工作 作物秸秆资源，秸秆是一种宝贵的可再生能源材 环境相对复杂，秸秆原料对组合式环模磨损的研究 [1] 料，其合理利用关系到中国农业的可持续发展 。 还有待进一步深入。本文在现有的工作基础上，结 近年来发展起来的致密成型技术是秸秆资源化利 合生产试验和理论分析研究环模式秸秆压块机组 用的重要发展方向之一，通过致密成型技术将秸秆 合模具的磨损失效情况，以期为合理设计成型模具 转化为成型燃料，可解决秸秆随意焚烧带来的环境 提供理论依据。 问题，同时该类燃料