【生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機設(shè)計9500字（論文）】

PAGE7生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機設(shè)計目錄TOC\o"1-2"\h\u6902生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機設(shè)計 128227摘要 119243關(guān)鍵詞：生物質(zhì)成型機，螺旋軸，進料口 2186151．緒論 223581.1研究背景及意義 2313621.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2132311.3生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的發(fā)展趨勢 4124561.4研究內(nèi)容 443981.5本章小結(jié) 5139442．生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機輸送過程的理論分析 6190652.1生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的機構(gòu)組成 6147322.2減速電機的選型 617912.3進料口的設(shè)計 6150542.4螺旋葉片螺距的計算 7180112.5螺旋軸直徑的計算 8318682.6軸承的選擇 899022.7螺旋葉片介紹 8321383．生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機螺旋軸的有限元分析 1018113.1分析意義 10217123.2用有限元進行分析 10119053.3螺旋軸的壓力和扭矩分析 1048354．結(jié)論與展望 1389094.1主要結(jié)論 13183224.2研究展望 1330892參考文獻(xiàn) 14摘要我國“十三五”可再生能源計劃中提出提高可再生能源比例，改變能源結(jié)構(gòu)目標(biāo)，生物質(zhì)能是其重要組成部分，生物質(zhì)固體成型燃料就是在這種情況下產(chǎn)生的，因此有必要對加工、壓縮、成型生物質(zhì)固體燃料的生物質(zhì)成型機進行深入研究。本研究對生物質(zhì)成型機原料喂入部分進行了創(chuàng)新設(shè)計,以解決螺旋軸斷裂，輸送機出現(xiàn)架空等問題，闡述了生物質(zhì)成型機原料喂入部分的總體結(jié)構(gòu)和工作原理，具體地討論了輸送量和螺旋葉片螺距的計算關(guān)系，對進料口的大小進行了設(shè)計計算，用有限元軟件對螺旋進行了靜力分析。本研究得出與同類成型機原料喂入輸送機相比，具有生物質(zhì)原料輸送更容易、效率更高等優(yōu)勢，值得使用和推廣。關(guān)鍵詞：生物質(zhì)成型機，螺旋軸，進料口緒論1.1研究背景及意義隨著人口經(jīng)濟增長，傳統(tǒng)能源已不滿足全中國的現(xiàn)代化需求。同時生物質(zhì)能在自然界中儲量巨大，可以填補能源不足問題，保證了經(jīng)濟發(fā)展多元化，促進了高效、清潔的新能源技術(shù)的發(fā)展的。生物質(zhì)能每年產(chǎn)生大約6億噸農(nóng)作物秸稈，其中大約一半農(nóng)作物秸稈能用作燃料使用[1]，總體來講，我國生物質(zhì)能資源在逐年穩(wěn)定增加。利用成型機使秸稈等生物質(zhì)固化成型，不僅能減少秸稈焚燒所產(chǎn)生的環(huán)境污染，還能使廢棄秸稈收集、運輸、儲存成本高問題得以解決。本文設(shè)計了一種新型的生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機將已經(jīng)粉碎過的生物質(zhì)物料通過電機轉(zhuǎn)動，利用螺旋葉片輸送到成型機中壓縮成固體形態(tài)的燃料塊[2]。其耐久性比較好，運輸包裝要求低，不易松散，可用于農(nóng)村地區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)取暖和廚衛(wèi)的用途[3]。圖1.1生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的應(yīng)用Fig.1.1Applicationoffeederforbio-pellettemakingmachine1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機又稱螺旋輸送機，是在化工企業(yè)中用途較廣的一種輸送設(shè)備，主要用于輸送粉狀、顆粒狀和小塊狀物料，如煤粉、炭黑、純堿、碳酸鈣及小塊煤等[4]。國內(nèi)首先采用的水平生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機，以粉末、小塊物料和松散體為主要輸送物料。這種生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機具有能耗低，防塵性能好，適應(yīng)性強的優(yōu)點，但缺點是不能輸送易粘結(jié)或劣化的物料。輸送過程中的能耗高，磨損嚴(yán)重，物料可能會破裂。由于物料以及工作場所的不同，這也造成不同的環(huán)境會應(yīng)用不同類型的設(shè)備。因此，出現(xiàn)了一些傾角較大（甚至傾斜角度為90°的垂直生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機，還有雙生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機，兩級單生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機等。1.2.1垂直生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機垂直生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機除了具有水平和傾斜生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的特點外，也有其獨具特色的結(jié)構(gòu)。到目前為止大量科研工作者已經(jīng)對其進行了許多創(chuàng)新，賦予了其新的功能和應(yīng)用。在對物料進行垂直輸送時，通常采用垂直生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機，其過程為：在剛開始階段物料會伴隨螺旋體的旋轉(zhuǎn)而運動，在物料的旋轉(zhuǎn)速度增加的過程中其離心力也在增加。直到物料的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到臨界值時，在臨界狀態(tài)下，離心力的作用可使該系統(tǒng)受力達(dá)到極限平衡狀態(tài)，其中包括物料與螺旋機槽內(nèi)壁之間的摩擦力、物料與輸送葉片之間的摩擦力和物料質(zhì)點所受重力，因而物料會伴隨螺旋體的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定地向上輸送。[5]1.2.2二級料倉的雙螺旋進料裝置二級料倉的雙螺旋進料裝置能較好地解決秸稈材料加工利用過程中，物料進料時產(chǎn)生的架橋、搭拱、掛壁，甚至堵塞問題。采用一大、一小兩個長方體狀的料倉，將儲料與喂料兩個功能分開，一級大料倉用來儲存物料，其體積可以做到較大，而二級小料倉用來給膨化機喂料，其尺寸與膨化機進料口尺寸一致。兩個料倉的側(cè)面均采用垂直面，徹底避免了斜面。一級料倉與二級料倉之間采用傳送帶進行物料的輸送，傳送帶上等距離均勻分布多個橫向小隔板，在爬坡時將物料阻隔在隔板間，防止物料滑動而堆積在一起，導(dǎo)致進料不均[6]。1.2.3兩級單生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機兩級單生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機輸送物料時，在總體布置時應(yīng)注意不要使支撐底座或出料口布置在機殼接頭的法蘭處，進料口也不應(yīng)布置在機蓋接頭處。物料由進料貯倉頂部管中加入，灌入一級螺旋輸送器中。啟動電機后，一級生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機輸送物料至與二級螺旋輸送器交接處，在二級螺旋輸送器高速運轉(zhuǎn)下帶入到流化床中。啟動螺旋輸送器時，為防止在一級、二級螺旋輸送器的交接處物料堆積，應(yīng)先啟動二級螺旋輸送器，再啟動一級。而在停止輸送時，應(yīng)先停止一級螺旋輸送器再停止二級螺旋輸送器[7]。1.2.4螺旋管生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機螺旋管生物質(zhì)成型原料喂入輸送機又稱為滾筒輸送機。相對比與其他的螺旋輸送形式，螺旋管生物質(zhì)成型原料喂入輸送機應(yīng)用場合較少，這種螺旋方式適合于直徑較大的情況[8]。螺旋替由外筒、忘管和葉片組成。它采用將葉片焊接在蒼管上，后裝在外筒內(nèi)，將兩頭焊死，這樣就成了一個整體。其依靠回轉(zhuǎn)的葉片及管壁帶動物料向前運動。螺旋管生物質(zhì)成型原料喂入輸送機優(yōu)點是結(jié)構(gòu)更為簡單，制造和維修方便；可水平和傾斜輸送，且軸承結(jié)構(gòu)簡單；輸送功率低，能耗低；可輸送熱料、冷卻熱料等[9]。1.3生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的發(fā)展趨勢基于生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的各種優(yōu)勢，使得其在輸送行業(yè)的應(yīng)用情況變得愈發(fā)擴大，對于減輕人們的勞動強度和實現(xiàn)與未來的人工智能技術(shù)的對接起到了極其關(guān)鍵的作用。所以在總結(jié)國內(nèi)外生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的發(fā)展情況，得出了其未來的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個方向[10]：（1）大輸送能力、長使用壽命。提高輸送性能始終是其發(fā)展的主要目標(biāo)。關(guān)鍵技術(shù)主要是為了提高生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的輸送能力。在輸送過程中顆粒與結(jié)構(gòu)的碰撞會導(dǎo)致其組成部件的破裂。為了減少在輸送過程中的磨損，減少物料顆粒與生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的接觸和摩擦，這樣就直接降低了在輸送過程中的摩擦力，對于提高關(guān)鍵部件的摩擦性能和提高結(jié)構(gòu)的疲勞壽命具有積極的意義。（2）低能耗。在提升輸送能力的同時，也不能忽略對能量消耗的考慮。正是因為在輸送過程中的物料顆粒與機體機構(gòu)之間的摩擦，導(dǎo)致能量消耗嚴(yán)重，工作效率大為降低。所以在今后的研究中應(yīng)該將能耗考慮在優(yōu)化的范圍內(nèi)。（3）智能化。隨著人工智能技術(shù)和智能制造技術(shù)的快速發(fā)展，往后的發(fā)展必將朝著智能化的方向去努力，同樣對生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機將進行智能化的操作。這些一系列的實現(xiàn)都需要自動化控制技術(shù)作為支持。（4）空間可彎曲輸送。為了實現(xiàn)在空間內(nèi)任意兩個點之間的物料輸送，通過設(shè)計柔性生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機，既能完成彎曲輸送，也能完成直線輸送。在今后的發(fā)展中必將成為發(fā)展的閃光點和突破點。（5）組合復(fù)合化、大型化?，F(xiàn)在工程類機械都屬于協(xié)同作戰(zhàn)，一個獨立的機構(gòu)已經(jīng)很難完成一系列功能，所以需要不同的機構(gòu)共同完成任務(wù)，不同機構(gòu)的協(xié)同做任務(wù)必將會讓機器發(fā)展變得大型化，所以這也是生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機后續(xù)發(fā)展的然趨勢。（6）綠色環(huán)保設(shè)計。在保持高生產(chǎn)效率的同時不能以犧牲環(huán)境為代價。應(yīng)該充分考慮對環(huán)境的保護，解決在連續(xù)輸送過程中灰塵的飛揚造成對人的傷害。所以為了實現(xiàn)環(huán)境的綠色化保護，生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的發(fā)展道路任重而道遠(yuǎn)。1.4研究內(nèi)容生物質(zhì)成型機研制目前已初具規(guī)模，但是產(chǎn)業(yè)化還有一些技術(shù)問題需要解決。每個部件仍需進一步創(chuàng)新優(yōu)化和完善，可靠性能差，部件易磨損，運行不平穩(wěn)，維修和更換不方便，還有生物質(zhì)成型機的生產(chǎn)率有待提高[11]。本文通過對生物質(zhì)成型機進料部分進行設(shè)計，其輸送時力度要求雖小，但它的螺桿容易磨損，需要更換新的，造價又非常高。通過計算得出適當(dāng)?shù)穆菪~片螺距，還有進料口的大小，對生物質(zhì)成型機原料喂入裝置進行合理設(shè)計，達(dá)到理想的進料效果。1.5本章小結(jié)本章闡述了研究課題的來源背景，對生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的工作原理進行了說明，然后根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)了垂直生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機、二級料倉的雙螺旋進料裝置兩級單生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的結(jié)構(gòu)和工作原理。研究分析了生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的設(shè)計和應(yīng)用方面，能提供一定的指導(dǎo)意義，之后，結(jié)合實際生產(chǎn)過程中存在的一些問題，提出了本文的主要研究內(nèi)容與方法。

生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機輸送過程的理論分析2.1生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的機構(gòu)組成對于生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機而言，其基本結(jié)構(gòu)主要包括：①減速電機，②軸承座，③軸承，④輸入軸，⑤進料口，⑥螺旋軸，⑦螺旋葉片⑧輸出軸等。生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機比其他類型生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機具有較高的輸送能力和較低的能量利用率，廣泛用于各行各業(yè)的國家生產(chǎn)。但是，在我國沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。只有一些具有一定實力和規(guī)模的企業(yè)通過設(shè)計自己的系列產(chǎn)品才能開拓市場，以適應(yīng)客戶需求。下面就生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的主要參數(shù)的計算和其關(guān)鍵元件的設(shè)計分析如下。2.2減速電機的選型減速電機選用的是GFAF平行軸-斜齒輪減速電機，由兩部分組成，左邊部分由電機和減速器組成，右邊部分中心處有鍵槽，通過鍵與輸入軸連接，帶動輸入軸進行轉(zhuǎn)動，起聯(lián)軸器的作用；在中心的最左邊有一顆六角頭螺栓，輸入軸最左端有螺紋孔，二者連接在一起且一起轉(zhuǎn)動，起軸向定位，防止減速單機與輸入軸分離。減速電機的功率為4KW，輸出轉(zhuǎn)速為105r/min，輸出扭矩為365N.m。圖2.2GFAF平行軸-斜齒輪減速電機Fig2.2Parallelshaft-helicalgearreductionmotor2.3進料口的設(shè)計進料口由于被加工物料顆粒小、形狀不規(guī)則、密度小、休止角大、流動性差，容易在料倉中產(chǎn)生架橋、搭拱或掛壁等現(xiàn)象，從而引起加料不穩(wěn)定或停止供料等問題。為了解決秸稈物料加工利用過程中物料進料時產(chǎn)生的架橋、搭拱、掛壁從而導(dǎo)致的進料不連續(xù)、不均勻的問題，提出了形似長方體料倉設(shè)計，消除斜面，使物料在料倉中不會發(fā)生架橋、搭拱、掛壁等現(xiàn)象，達(dá)到上料方便，進料連續(xù)、均勻的目的[12]。設(shè)輸送機的生產(chǎn)率為10t/h，進料口是四棱臺形狀但形似長方體，底面為300mm×500mm，頂面400mm×500mm，高度為400mm，常用物料的密度為1.1t/m3，該進料裝置的還具有加料方便、儲料量大等優(yōu)點，在實際應(yīng)用過程中能夠滿足加料的連續(xù)性、均勻性要求。2.4螺旋葉片螺距的計算螺旋部分是生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的基本組件，也是最重要的一個組件，螺旋部分主要由螺旋葉片和主軸兩部分組成。在螺旋葉片的加工和制造上，為了便于安裝，螺旋一般制成節(jié)段狀，采用等距、等深的圓柱螺旋體[13]。螺旋葉片旋向一般設(shè)計為右旋，螺旋葉片表面要求應(yīng)盡可能的光滑以減小摩擦，螺旋葉片與葉片之間的連接處也應(yīng)過渡平滑，減少螺旋葉片表面粗糙度。螺旋葉片的直徑一般是通過計算得出的，主要看看輸送能力，還和螺旋的結(jié)構(gòu)，物料的填充系數(shù)、堆積密度、濕度粘性等密切相關(guān)。主軸的質(zhì)量直接影響螺桿的燒度和能耗，因此為了減輕設(shè)備重量，螺旋軸一般設(shè)計成管狀。如果已知生物質(zhì)成型機原料喂入是送機的生產(chǎn)率和被輸送物料的特性，那么可按以下公式計算螺旋的直徑D：D=5.79QyQ——生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的生產(chǎn)率（t/h），設(shè)計為10t/h；y——根據(jù)物料的充填系數(shù)表，選取為0.25；圖2.4物料的填充系數(shù)表Fig2.4b0——輸送機傾斜向上輸送物料時對輸送量的影響系數(shù)，水平取為1；k2——螺旋螺距P與直徑D的比例系數(shù)，螺距P的大小與螺旋直徑D和輸送機的布置及物料的特性有關(guān)。該螺旋水平布置，輸送的物料流動性好，具有一定的磨磋性，取為0.7；r——被輸送物料的堆積密度（kg/m3），物料的密度為1100kg/m3；n——螺旋轉(zhuǎn)速（r/min），為電機的輸出轉(zhuǎn)速105r/min；g——重力加速度，g＝9.8m/s2;計算得螺旋直徑D=0.256m，圓整為300㎜。螺距P=0.9×300＝270㎜，取300mm。2.5螺旋軸直徑的計算生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機是由帶有螺旋葉片的轉(zhuǎn)動軸在一密閉的機殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使進入的物料沿機殼向前移動，在運轉(zhuǎn)中，螺旋推動物料作軸向運動。物料可以從槽的端部輸出。當(dāng)然，螺旋軸的材料會根據(jù)使用場合的不同而有所差異，如常用的碳鋼、合金鋼、耐磨鋼、鋁合金等，這些材料的性能、價位均不相同，其中，屬碳鋼材質(zhì)更受歡迎，只因其能滿足強度、剛度硬性標(biāo)準(zhǔn)，還能為企業(yè)節(jié)約經(jīng)濟成本、減少螺旋軸自重，是一種不可多得的材料[15]，因此，在日常生產(chǎn)過程中，碳鋼材質(zhì)的螺旋軸更為常見，根據(jù)常用的軸徑計算公式：D=0.2~0.55P＝60~165㎜，取80mm，厚度取4mm[16]。螺旋軸設(shè)計好后，螺旋管必須與它相配合，壁厚一般取為4~12mm，取4mm。2.6軸承的選擇選用圓柱孔調(diào)心球軸承，有自動調(diào)心性能，但內(nèi)、外套圈軸線斜度不得大于3°，是基本型調(diào)心球軸承。主要承受徑向載荷，也同時承受少量軸向載荷，其調(diào)心能力可以對對中誤差、軸變形和軸承座變形進行補償[17]。本研究選用的是02系列1210型圓柱孔調(diào)心球軸承，其d=50，D=90，B=20。2.7螺旋葉片介紹螺旋葉片是水平生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機基本構(gòu)件，其大部分有薄鋼板經(jīng)過沖壓形成，其厚度δ=2～8mm。輸送糧食物料盒谷物時，其厚度δ=2～4mm。如果直徑很小時，且生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機工作時間很短時，螺旋葉片的厚度δ有時可以取2mm以下。本研究的螺旋葉片的厚度為4mm。螺旋可以左旋也可以右旋，可以是單頭、雙頭或三頭。依據(jù)使用情況的不同，螺旋葉片有多種形式，經(jīng)常使用的有滿面式、帶式、齒式和槳式四種。目前制造螺旋葉片的工藝方法大致有以下四種[18]：（1）擠壓成形法：采用對剛帶鋼外側(cè)進行擠壓，使其延展成螺旋狀葉片。螺旋的一周要擠壓幾百次，甚至上千次才能成形，這種方法生產(chǎn)出來的葉片質(zhì)量比較好，但是生產(chǎn)效率特別低，并且在螺旋葉片外側(cè)有較深的擠壓痕跡。（2）纏繞成形法：這種方法是將帶鋼環(huán)繞在螺旋形模具的空腔內(nèi)成形，不過在環(huán)繞工藝時，葉片外緣容易呈現(xiàn)裂紋，葉片橫截面容易發(fā)生卷曲，同時每種型號的葉片都需要有專用的與葉片的外徑長度相等的模具，生產(chǎn)成本高。（3）拉制成形法：生產(chǎn)時先將板料沖裁成帶缺口的平面環(huán)狀件，再講各平面環(huán)狀件焊接或鉚接成一串，套在軸上，再用人工拉開螺距，經(jīng)整形后把它焊在軸上。用此方法生產(chǎn)螺旋葉片時，不僅生產(chǎn)效率低，而且勞動強度較高。（4）冷軋成形法：對螺旋葉片冷滾軋工藝?yán)漭佨埑尚畏椒ǖ幕具^程是：由一對圓錐滾子滾軋機原帶，形成一個連續(xù)的多圈螺旋環(huán)，在令其通過螺旋分導(dǎo)裝置，就形成了具有左（右）螺旋向并且有一定螺距的螺旋葉片。這項技術(shù)的形成過程和前三種葉片相比，其顯著優(yōu)點是生產(chǎn)效率大大提高，而生產(chǎn)成本也大大降低，高效的材料利用，生產(chǎn)效率高，降低了勞動強度，表面光滑，螺旋葉片成形后的尺寸精度高，整體剛性好，特別是葉片表面處理的冷冷作硬化后，提高螺旋葉片的使用壽命。螺旋葉片的磨損分為粘著磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損四種[19]。(1)粘著磨損。粘著磨損又稱咬合磨損,是滑動摩擦?xí)r摩擦副接觸面局部發(fā)生金屬粘著,在隨后相對滑動中粘著處被破壞,有金屬屑粒從零件表面被拉拽下來、或零件表面被擦傷的一種磨損形式。(2)磨料磨損。磨料磨損是堅硬粒子在載荷作用下切割材料而發(fā)生的。堅硬的顆粒在正常載荷作用下壓入軟金屬的表面,滑動時就劃出溝槽,從而形成金屬碎屑或疏松的磨屑。(3)腐蝕磨損。腐蝕磨損是磨損的表面受到化學(xué)腐蝕的作用而發(fā)生的磨損。大多數(shù)耐蝕合金最初會因化學(xué)腐蝕作用面形成一層保護層,當(dāng)表面滑動時,這層保護層被磨掉,裸露的金屬暴露在周圍腐蝕性介質(zhì)中,從而使磨損率大大提高。(4)表面疲勞磨損。表面疲勞磨損是工件表面在接觸壓應(yīng)力的長期不斷反復(fù)作用下引起的一種表面疲勞破壞現(xiàn)象,表現(xiàn)為接觸表面出現(xiàn)許多針狀或痘狀的凹坑,有的凹坑很深,形成疲勞裂紋。

生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機螺旋軸的有限元分析3.1分析意義眾所周知，機械在運轉(zhuǎn)過程中，難免會出現(xiàn)部分零部件的損壞，生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機也不例外，螺旋軸是該機器中比較容易出現(xiàn)問題的零部件。螺旋軸的損壞多以斷裂形式出現(xiàn)，是最容易產(chǎn)生變形和折斷的部件，在較常一段時期內(nèi)，深深困擾著各行各業(yè)，也嚴(yán)重干擾與阻礙了各行各業(yè)的正常運轉(zhuǎn)，保證螺旋軸的安全性是研究生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的前提。由此可見，對生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機螺旋軸斷裂的進行分析與計算有其必要性和意義。本研究采用Solidworks軟件對螺旋軸進行有限元分析[20]。3.2用有限元進行分析有限元法就是將連續(xù)問題離散化來解決工程實際問題中涉及到的偏微分方程的數(shù)值計算的一種方法?；谒己玫睦碚摶A(chǔ)、通用性和實用性，經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)滲透到許多科研和工程應(yīng)用領(lǐng)域。有限元法與就是采用數(shù)學(xué)上的微積分的理論原理，即把要解決的整體離散化，之后再將離散化的問題組合在一起，如“曹沖”的故事，中國古代數(shù)學(xué)家劉徽解的圓形切割方法的圓周一圈，是一個離散的近似理論。然后不同類型的微小單元組合在一起，就等于解決了全域的解。有限元法放棄尋找滿足整個解決方案領(lǐng)域的功能的方法，但是解決方案領(lǐng)域分為有限元素，然后為每個單元的插值方法，對各單位建立位移函數(shù)，每個單元有一個位移函數(shù)表達(dá)式，通過各各單元的力學(xué)特性分析、力的平衡方程，通過求解各各節(jié)點位移，然后，每個單元求解應(yīng)力[21]。大型通用有限元商業(yè)軟件：如ANSYS可以分析多學(xué)科的問題，例如：機械、電磁、熱力學(xué)等；電機有限元分析軟件NASTRAN等。還有三維結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的UG,CATIA,Proe，Solidworks等都是比較強大的。3.3螺旋軸的壓力和扭矩分析3.3.1建立算例算例是由一系列參數(shù)定義的，這些參數(shù)完整地表達(dá)了物理問題的有限元分析。當(dāng)對一個零件或裝配體進行分析時，想得到它在不同工作條件下的反應(yīng)就要運行不同類型的分析。一個算例的完整定義包括分析類型、材料、負(fù)荷、約束和網(wǎng)格。在這一步驟中，可以為本算例設(shè)定一個名稱，并同時設(shè)定算例的“類型”為”靜態(tài)”[22]。3.3.2應(yīng)用材料在運行算例之前，必須定義模型的材料屬性。在Simulation中定義材料不會更新已在SolidWorks中為CAD模型分配的材料。在裝配體中，每一個零件可以指定不同的材料，指定該軸材料為碳鋼。3.3.3添加約束為了完成一個靜態(tài)分析，模型必須被正確地約束。Simulation提供了各種夾具約束模型，一般而言，夾具可以應(yīng)用到模型的面、邊和頂點。單擊Simulation工具欄“夾具”下拉菜單的“固定幾何體”，完成對零件約束的添加。當(dāng)某個面添加了約束之后，就可以看到夾具符號出現(xiàn)在該面上。夾具符號分別用箭頭和圓角表示各方向的移動和轉(zhuǎn)動自由度的限制。該軸選擇“固定幾何體”夾具類型，意味著所有的6個自由度，包括三個移動自由度和三個轉(zhuǎn)動自由度都被限制了。3.3.4.施加載荷單擊Simulation工具欄中“外部載荷”下拉菜單中的“壓力”，完成對零件載荷的施加。3.3.5生成網(wǎng)格單擊Simulation工具欄中的“運行”下拉菜單中的“生成網(wǎng)格”，完成對零件的網(wǎng)格化。

3.3.6運行算例完成應(yīng)用材料、添加約束、施加載荷和對模型進行網(wǎng)格劃分后，就可以進行分析了。單擊Simulation工具欄中的“運行”，系統(tǒng)就開始進行分析，并彈出運行窗口，其中會顯示分析節(jié)點、單元以及自由度的數(shù)目。3.3.7顯示結(jié)果。螺旋軸的壓力分析運行結(jié)果如圖所示，軸所受壓力遠(yuǎn)低于最大值，符合條件，校核通過。圖3.3螺旋軸的壓力分析3.3.8螺旋軸的扭矩分析同理，螺旋軸的扭矩分析結(jié)果如下圖。變形不超過1mm，可以忽略不計，校核通過。圖3.3螺旋軸的扭矩分析

結(jié)論與展望4.1主要結(jié)論生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機是一種應(yīng)用廣泛的連續(xù)輸送設(shè)備，雖然設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，但其輸送機理卻非常復(fù)雜，如果設(shè)計不夠合理，就會出現(xiàn)喘振、破損率過高、葉片磨損嚴(yán)重、能耗過高等問題。實際生產(chǎn)制造過程中，相關(guān)設(shè)計參數(shù)設(shè)計往往過分拘于相關(guān)設(shè)計手冊中的經(jīng)驗性數(shù)據(jù)，不能有效的避免上述問題。目前關(guān)于生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機優(yōu)化設(shè)計的研究大都局限在幾種常見物料上，而且受到物質(zhì)條件的限制大都沒有進行實驗驗證。本文結(jié)合目前國內(nèi)外生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的研究現(xiàn)狀，分析了國內(nèi)與國外關(guān)于生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的差距以及未來的發(fā)展方向，以生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機為研究對象，分析了輸送量和螺旋葉片螺距的相互影響關(guān)系；對螺旋軸進行了有限元分析[23]。本文研究做的主要工作及成果如下：（1）對生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，在電機與輸入軸之間的連接方式做了改動，電機與螺管的連接方式也進行了改進。（2）通過所需輸送量設(shè)計計算進料口的大小，通過輸送量和螺旋葉片螺距的關(guān)系計算螺旋葉片螺距的大小。（3）鑒于生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機是輸送設(shè)備中最重要的設(shè)備之一，就有必要對生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機中的螺旋軸的斷裂進行分析與探究，只因螺旋軸的斷裂對影響生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的正常運轉(zhuǎn)，會給相關(guān)企業(yè)、行業(yè)帶去經(jīng)濟損失和實際困擾。對螺旋軸的進行有限元分析，得出設(shè)計合理更為的結(jié)論[24]。4.2研究展望本文通過研究計算取得了一些成果，但在研究的過程中，還是有一些問題值得更深一步的研究[25]：（1）生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的影響因素還有很多，本文只是提取了幾個主要的影響參數(shù)進行了分析，例如葉片磨損均未考慮；（2）在對螺旋體進行磨損分析時，在進料口僅考慮了均勻進料的情況，當(dāng)進料口具有很大沖擊時，產(chǎn)生的沖擊磨損對生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的磨損情況也未考慮[26]；（3）本文對生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的輸送性能進行了分析，但是對于后期的生物質(zhì)成型機原料喂入輸送機的結(jié)構(gòu)尚未作出優(yōu)化。參考文獻(xiàn)周建萍,王家珂.SWZ-110固體成型機的設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力,2020(11):61-63.萬建.柱塞式生物質(zhì)成型機成型控制系統(tǒng)研究[D].北京林業(yè)大學(xué),2019.李慧,宋二軍.螺旋輸送機進料系統(tǒng)實驗研究[J].輕工科技,2013,29(04):61+67..孫振鑫,宋志凱,李文濤,張敬昇.超聲輔助秸稈固化燃料成型機的設(shè)計[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),2020(10):70-71.郭居奇,李勇鵬,佟占勝,吳秀英.輥式擠壓造粒機螺旋進料機構(gòu)的設(shè)計與制造[J].磷肥與復(fù)肥,20