随着世界能源消耗的增加，化石能源紧缺日益严峻，如何寻找代替或辅助能源显得愈发紧迫。秸秆成型燃料作为一种可再生、低污染、高洁净和燃烧热值高的燃料在很大程度上可替代化石能源。当前，我国秸秆成型设备多为模辊挤压式，存在生产率低、能耗高、启动时“热机”预运行时间长、关键部件易磨损、设计理论薄弱、压块致密性和生产稳定性差等问题。本文基于立式环模原理，对环模秸秆压块机进行理论设计与试验研究，以提高秸秆成型设备性能。　　本文主要研究内容:　　(1)分析立式环模秸秆压块机成型原理，确定整机结构方案和技术参数，对压块机压缩室关键部件环模和压辊受力进行分析，建立环模孔挤压力和压块机吨燃料能耗数学模型，分析压块机吨燃料能耗的主要影响因素，确定环模块和压辊的结构参数，对环模块和压辊进行设计。　　(2)分析现有成型设备的不足，根据技术性能指标要求，对立式环模秸秆压块机主要部件动力系统、加热系统、间隙调节机构和分料机构进行设计。　　(3)应用ANSYS软件对水稻秸秆压块成型过程进行分析，探究秸秆在压块成型过程中的流变规律、应力分布及摩擦应力与位移关系，并结合分析针对环模孔应力集中，将锥型环模孔改进为凸曲面型环模孔，改善环模孔成型腔与保型腔连接处应力分布，降低环模磨损。　　(4)参与立式环模秸秆压块机样机图纸设计，分析影响压块机工作的主要因素，在此基础上进行单因素试验，确定不同因素的范围，采用二次回归正交旋转中心组合设计试验方法，寻求工作参数对立式环模压块机压缩水稻秸秆成型影响规律，建立回归模型，优化工艺参数。　　本文以水稻秸秆为原料，分析立式环模压块机整机结构与工作原理，确定压块机技术指标，对压块机关键部件及主要部件进行理论设计;利用有限元法对水稻秸秆压块成型过程进行分析，改进环模孔型;探讨工作参数对压块机压块成型的影响;为立式环模秸秆压块机机理研究、改进设计与自动监测提供理论依据。