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车用复合模压超细木粉粉碎设备研究

作　者: 赵越
导　师: 齐英杰
学　校: 东北林业大学
专　业: 车辆工程
关键词: 实验分析成型超细木粉有限元分析粉碎设备
分类号: U465
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

自20世纪80年代,许多高性能新型材料大量涌现,人们越来越关注对新型材料的开发应用。超细木粉是近几年新兴的环保型纯天然材料,它拥有着广泛的应用前景如高档汽车的木质装饰内饰、木塑复合材、人造碳纤维、人造滤膜、环境保护等方面。利用超细木粉做的木基质材料,必然在一定程度上能够有效地缓解我国汽车内饰污染和节约材料的问题,提高木材综合利用率。并且就木材加工剩余物的循环再利用而言,也应该找到一种合理、高效的方法。因此,设计一种能够将木粉进行超细化加工的工业设备有着很重要的意义。它不仅有利于木材加工过程中剩余物料的再利用,而且对提高经济效益、保护环境、降低生产成本均有着重要的意义。本论文的主要内容是研究能够将普通木粉加工成车用复合模压超细木粉的加工设备及工作原理。论文从木材细胞受力情况着手分析,综合国内外近些年的研究成果和发展趋势。对现有木粉加工设备的加工方法和工艺过程进行了优化改进。传统木粉机的设计一般都是经验设计,本文在设计时就充分考虑了结构的合理性,并运用有限元分析对机器进行了静态、模态分析。对结构强度薄弱的零部件逐步进行了优化设计,探索出了一种全新的超细木粉机的结构形式和加工方法。在通过木材细胞截面形状的特点确定切削箱体的结构形式及所需切削功率。提出了超细木粉冷却降温的热交换方程、分级收集的动力学方程。阐述了车用复合模压超细木粉机的气流分选工艺与切削箱体和木粉的冷却方法。另外,根据车用复合模压超细木粉机的加工特点,确定了设备主要的技术参数并对机器的主要零部件进行了有限有分析验证强度。在样机加工完之后进行了大量实验,获得影响加工效率、木粉加工目数、切削磨削机构对超细木粉的生产效率等实验数据,验证了设计理论的正确性。高质量高目数的超细木粉是加工车用环保内饰材料的最佳原材料,它可以有效的解决传统原材料的环境污染问题。木论文的研究为车用复合模压超细木粉粉碎设备的结构设计与结构优化提供了指导和经验,为超细木粉机的工业化的发展奠定了一定基础,可有效改善现有产品对环境污染的问题。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 引言  9
  1.2 国内超细木粉粉碎设备的研究现状  9-10
  1.3 国外超细木粉粉碎设备的发展现状  10-11
  1.4 我国超细木粉粉碎设备的工业化前景  11-12
  1.5 超细木粉研究中的问题  12
  1.6 本文的研究内容  12-14
2 传统木粉加工的工艺及设备  14-20
  2.1 传统木粉机的总体结构  14-15
  2.2 传统木粉生产工艺方法  15-18
    2.2.1 木粉的主要技术参数  15-16
    2.2.2 传统木粉生产工艺方法  16-17
    2.2.3 传统木粉机切削加工原理分析  17-18
  2.3 本章小结  18-20
3 超细木粉细胞裂解理论的研究  20-25
  3.1 加工原料的选择  20
  3.2 超细木粉细胞粉碎的破壁力分析  20-23
  3.3 超细木粉加工目数与细胞裂解的关系  23-24
  3.4 本章小结  24-25
4 车用复合模压木粉粉碎设备的理论分析  25-36
  4.1 碰撞切削过程模拟计算  25-26
  4.2 研磨切削过程模拟计算  26-30
  4.3 木粉冷却箱内降温干燥过程模拟计算  30-31
  4.4 木粉的分离与分级收集  31-35
    4.4.1 木粉的分离  31-34
    4.4.2 木粉的收集  34-35
  4.5 本章小结  35-36
5 车用复合模压超细木粉粉碎设备研究的总体设计  36-47
  5.1 设计总体原则  36
  5.2 超细木粉粉碎设备的总体结构确定  36-38
  5.3 超细木粉粉碎设备切削研磨系统设计  38-40
    5.3.1 切削系统形式确定  39-40
    5.3.2 磨削系统形式确定  40
  5.4 超细木粉粉碎设备冷却系统研究  40-41
  5.5 分选系统的设计  41-42
  5.6 超细木粉粉碎设备收集系统设计  42-43
  5.7 超细木粉粉碎设备总体结构  43-44
  5.8 车用复合模压超细木粉粉碎设备三维造型设计  44-46
  5.9 本章小结  46-47
6 车用复合模压超细木粉粉碎设备的有限元分析  47-56
  6.1 车用复合模压超细木粉粉碎设备有限元分析思路  47
  6.2 主轴系统的有限元分析  47-52
    6.2.1 主轴有限元模型的建立  47-48
    6.2.2 主轴的受力分析  48-50
    6.2.3 切削主轴临界转速的分析  50-52
  6.3 焊接机架的有限元分析  52-55
    6.3.1 焊接机架的限元模型的建立  52
    6.3.2 焊接机架有限元模型的网格划分  52-53
    6.3.3 机架有限元模型的施加载荷与边界条件  53
    6.3.4 机架有限元模型的求解及后处理  53-55
  6.4 本章小结  55-56
7 整机三维建模及实验分析  56-66
  7.1 三维建模与仿真分析  56-60
    7.1.1 零件模型的建立  56-57
    7.1.2 整机装配设计  57-59
    7.1.3 运动仿真分析  59-60
  7.2 实验结果分析  60-65
    7.2.1 样机展示  60
    7.2.2 实验目的与结果测量  60-64
    7.2.3 切削间隙对加工木粉的影响  64-65
    7.2.4 阻力板对加工效率的影响  65
    7.2.5 切削机构温度变化规律  65
  7.3 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-70
攻读学位期间发表的学术论文  70-71
致谢  71-72

车用复合模压超细木粉粉碎设备研究

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