秸稈壓塊機是shi把ba鬆song散san的de農nong作zuo物wu秸jie稈gan壓ya製zhi成cheng塊kuai狀zhuang物wu料liao的de設she備bei。經jing壓ya縮suo後hou的de秸jie稈gan塊kuai便bian於yu存cun放fang，牲sheng畜chu易yi於yu咀ju嚼jiao，營ying養yang也ye易yi於yu吸xi收shou，便bian於yu儲chu運yun，同tong時shi也ye可ke製zhi成cheng燃ran能neng很hen高gao的de生sheng物wu質zhi燃ran料liao。我wo國guo是shi世shi界jie農nong業ye生sheng產chan大da國guo，農nong作zuo物wu秸jie稈gan年nian生sheng產chan6億t多duo，秸jie稈gan資zi源yuan豐feng富fu。近jin幾ji年nian，隨sui著zhe我wo國guo畜chu牧mu業ye的de發fa展zhan及ji農nong業ye部bu關guan於yu秸jie稈gan綜zong合he利li用yong方fang案an的de推tui行xing，秸jie稈gan塊kuai的de需xu求qiu存cun在zai著zhe巨ju大da的de市shi場chang空kong間jian。為wei了le更geng好hao更geng快kuai地di搶qiang占zhan市shi場chang，壓ya塊kuai機ji的de設she計ji效xiao率lv與yu設she計ji水shui平ping需xu要yao進jin一yi步bu提ti高gao。
隨著科技的迅速發展和計算機CAD/CAE技術的應用，機械設計已由傳統二維設計向三維設計轉變。為了適應現代機械設計發展的趨勢，需要綜合應用CAD/CAE技術進行機構的三維設計與分析。本文采用UG軟件對秸稈壓塊機進行機構實體建摸和整機的裝配，運用ANSYS有you限xian元yuan分fen析xi軟ruan件jian取qu代dai手shou工gong計ji算suan對dui秸jie稈gan壓ya塊kuai機ji進jin行xing分fen析xi。此ci種zhong設she計ji方fang法fa不bu僅jin縮suo短duan了le秸jie稈gan壓ya塊kuai機ji的de設she計ji周zhou期qi，而er且qie提ti高gao了le設she計ji精jing度du，使shi秸jie稈gan壓ya塊kuai機ji的de機ji械xie結jie構gou更geng趨qu合he理li。
1、秸稈壓塊機的設計及原理
1.1建模思路
對秸稈壓塊機的CAD建模主要有兩種建模思路，分別是“自底向上”與“自頂向下”兩種。通常采用的設計思路是“自底向上”。這種方法是先構造基本的幾何圖元（如點、線、麵等），然後逐漸地向上構造體，直到整個零件的生成。“自頂相下”的構造思路基本相反。秸稈壓塊機的設計結合這兩種設計思路，進行混合設計。
1.2建模方法
UG軟件對產品的三維建模的具體方法有顯式建模、參數建模、基(ji)於(yu)約(yue)束(shu)的(de)建(jian)模(mo)及(ji)複(fu)合(he)建(jian)模(mo)。為(wei)了(le)使(shi)建(jian)模(mo)後(hou)的(de)壓(ya)塊(kuai)機(ji)各(ge)機(ji)構(gou)的(de)重(zhong)構(gou)性(xing)更(geng)好(hao)，建(jian)模(mo)過(guo)程(cheng)中(zhong)多(duo)采(cai)用(yong)草(cao)圖(tu)的(de)構(gou)圖(tu)方(fang)式(shi)，使(shi)得(de)所(suo)建(jian)模(mo)型(xing)的(de)參(can)數(shu)化(hua)更(geng)強(qiang)，便(bian)於(yu)後(hou)續(xu)的(de)修(xiu)改(gai)。
1.3壓塊機總裝
對構建好的壓塊機所有零部件進行裝配，生成如圖1所示的秸稈壓塊機總裝圖。
運用UG軟件的分解圖功能，可清晰地了解壓塊機的各部件組成情況，如圖2所示。
2、壓塊機主軸的有限元分析
2.1 ANSYS中主軸模型的導入
通過IGES接口把UG中建好的主軸模型導入AN-SYS中進行分析。圖3是導入ANSYS的主軸幾何實體模型。
2.2對主軸進行有限元網格劃分
在ANSYS中，網格劃分的方法主要有自由、yingsheyijisaolvedengfangfa。wanggehuafendehaohuaizhijieyingxiangdaohouxudejisuansuduyujisuanjingdu。cichuweileshihuafendewanggegengjiajunyun，caiyongsaolveyuziyouhuafenxiangjiehedefangfajinxingwanggehuafen。
圖4為網格劃分示意圖（有限元模型）。由於結構比較規則，適宜采用ANSYS9.0中的solid95六麵體單元進行網格劃分。劃分結果：節點總數為19168，單元總數為12 024。
2.3主軸的應力分析
2. 3.1應力求解
在求解之前，定義有限元分析的邊界條件，即鍵槽的自由度約束與軸端裙板最大扭矩的施加。
求解得到階梯軸的最小直徑75處的最大剪切應力為12.9 MPa，小於許用應力40 MPa。軸的設計滿足應力要求。
2.3.2分析比較
經過ANSYS的分析計算，得到直徑5軸的橫截麵應力分布，如圖5所示。
X與y坐標分別為主軸徑向的兩個坐標．y軸延裙板豎直方向，主軸圓心為坐標原點。圖6為直徑75軸剪切應力的等值線圖。
根據設計經驗，階梯軸應力分布完全符合實際應力分布情況，證明了ANSYS分析結果的正確性。
根據材料力學的最大應力計算公式，理論計算得到妒5軸所受最大應力值為11.5MPa。這與有限元分析的結果最大剪切應力為12.9MPa很相近，進一步證明了ANSYS有限元分析軟件分析結果的正確性。
2.4主軸的模態分析
2.4.1模態的概念
模態是結構係統的一種屬性，表征模態的特征參數是振動係統各階固有頻率、振型、模態質量、模態剛度和模態阻尼等。不論何種阻尼情況，機械結構對外力的響應都可以表示成固有頻率、阻尼比與振型等模態參數組成的各階振型模態的疊加。模態分析就是用模態參數來表示結構係統的運動方程，並確定模態參數的過程。
有(you)限(xian)元(yuan)模(mo)態(tai)分(fen)析(xi)的(de)核(he)心(xin)問(wen)題(ti)就(jiu)是(shi)找(zhao)到(dao)結(jie)構(gou)的(de)各(ge)階(jie)固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)，以(yi)及(ji)機(ji)構(gou)的(de)彎(wan)曲(qu)剛(gang)度(du)與(yu)扭(niu)轉(zhuan)剛(gang)度(du)的(de)分(fen)布(bu)情(qing)況(kuang)。知(zhi)道(dao)了(le)固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)，就(jiu)可(ke)以(yi)指(zhi)導(dao)機(ji)構(gou)設(she)計(ji)和(he)使(shi)用(yong)，使(shi)得(de)設(she)計(ji)固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)和(he)使(shi)用(yong)時(shi)的(de)外(wai)部(bu)激(ji)振(zhen)頻(pin)率(lv)相(xiang)避(bi)開(kai)。同(tong)時(shi)，根(gen)據(ju)剛(gang)度(du)的(de)分(fen)布(bu)情(qing)況(kuang)，可(ke)以(yi)指(zhi)導(dao)機(ji)構(gou)剛(gang)度(du)的(de)改(gai)進(jin)，提(ti)高(gao)整(zheng)體(ti)剛(gang)度(du)分(fen)布(bu)，從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)機(ji)構(gou)使(shi)用(yong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。
2.4.2主軸的模態計算
主軸的彈性模量E=2. 08×105 MPa，泊鬆比e=0.3，密度p=7，8×10-6kg／mm3。根據主軸的材料與幾何參數，采用Block Lanczos（蘭索斯法）方法，計算得到主軸前25階振型，其中主要振型如表1所示。
2.4.3結果分析
由振型的分布情況可以看出：當外部激振頻率低於22 Hz時，主軸整體機構的剛性足夠；當激振頻率大於150 Hz並且不斷增高後，階梯軸將不受到擾動，工作穩定，此時的裙板變形明顯增大，剛性嚴重不足；當工作頻率高於51 Hz時，需要改變裙板的尺寸或結構來提高其剛性。
3、結論
1)通過以上的一係列分析計算與比較，充分證明了ANSYS有限元分析軟件的可靠性，采用此種設計方法可大大提高壓塊機的設計效率。
2)由(you)計(ji)算(suan)結(jie)果(guo)可(ke)知(zhi)，主(zhu)軸(zhou)的(de)設(she)計(ji)遠(yuan)遠(yuan)滿(man)足(zu)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)，有(you)很(hen)大(da)的(de)改(gai)進(jin)空(kong)間(jian)。由(you)以(yi)往(wang)的(de)設(she)計(ji)經(jing)驗(yan)可(ke)知(zhi)，空(kong)心(xin)軸(zhou)比(bi)實(shi)心(xin)軸(zhou)具(ju)有(you)更(geng)良(liang)好(hao)的(de)抗(kang)扭(niu)矩(ju)能(neng)力(li)，而(er)且(qie)又(you)節(jie)省(sheng)材(cai)料(liao)，因(yin)此(ci)有(you)必(bi)要(yao)對(dui)主(zhu)軸(zhou)進(jin)行(xing)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)結(jie)構(gou)優(you)化(hua)。
3)優化後可以很方便地通過ANSYS軟件進行分析驗證，或直接采用ANSYS軟件對主軸進行自動結構優化設計，以得到滿意的設計結果。
三門峽富通新能源主要生產和銷售顆粒機、秸稈壓塊機、木屑顆粒機等生物質燃料飼料成型機械設備。
