På grund af de lavere skadelige stoffer som aske, nitrogen og svovl i biomasse sammenlignet med mineralenergi, har den karakteristika af store reserver, god kulstofaktivitet, let antændelse og højflygtige komponenter. Derfor er biomasse et meget ideelt energibrændstof og er meget velegnet til forbrændingsomdannelse og udnyttelse. Den resterende aske efter biomasseforbrænding er rig på næringsstoffer, der kræves af planter, såsom fosfor, calcium, kalium og magnesium, så den kan bruges som gødning til at vende tilbage til marken. I betragtning af biomasseenergiens enorme ressourcereserver og unikke vedvarende fordele, betragtes det i øjeblikket som et vigtigt valg for national udvikling af ny energi af lande rundt om i verden. Kinas nationale udviklings- og reformkommission har klart udtalt i "Implementeringsplanen for omfattende udnyttelse af afgrødehalm i løbet af den 12. femårsplan", at den omfattende udnyttelsesgrad af halm vil nå 75 % i 2013 og stræbe efter at overstige 80 % pr. 2015.
Hvordan man konverterer biomasseenergi til højkvalitets, ren og bekvem energi er blevet et presserende problem, der skal løses. Biomassefortætningsteknologi er en af de effektive måder at forbedre effektiviteten af biomasseenergiforbrænding og lette transport. På nuværende tidspunkt er der fire almindelige typer af tæt formningsudstyr på det indenlandske og udenlandske marked: spiralekstruderingspartikelmaskine, stempelstemplingspartikelmaskine, fladformspartikelmaskine og ringformspartikelmaskine. Blandt dem er ringformpillemaskinen meget udbredt på grund af dens egenskaber, såsom intet behov for opvarmning under drift, brede krav til råmaterialets fugtindhold (10% til 30%), stor enkelt maskine output, høj kompressionstæthed og god dannende effekt. Disse typer pillemaskiner har dog generelt ulemper såsom let formslid, kort levetid, høje vedligeholdelsesomkostninger og ubekvem udskiftning. Som svar på de ovennævnte mangler ved ringformpelletmaskinen har forfatteren lavet et helt nyt forbedringsdesign på formningsformens struktur og designet en formgivningsform af en fast type med lang levetid, lave vedligeholdelsesomkostninger og bekvem vedligeholdelse. I mellemtiden gennemførte denne artikel en mekanisk analyse af formningsformen under dens arbejdsproces.
1. Forbedring af design af formningsformstrukturen til ringformgranulator
1.1 Introduktion til ekstruderingsformningsproces:Ringdysepillemaskinen kan opdeles i to typer: lodret og vandret, afhængigt af ringformens position; Alt efter bevægelsesformen kan den opdeles i to forskellige bevægelsesformer: den aktive pressevalse med fast ringform og den aktive presserulle med drevet ringform. Dette forbedrede design er hovedsageligt rettet mod ringformspartikelmaskinen med en aktiv trykvalse og en fast ringform som bevægelsesform. Den består hovedsageligt af to dele: en transportmekanisme og en ringformspartikelmekanisme. Ringformen og trykvalsen er de to kernekomponenter i ringformspelletmaskinen, med mange formhuller fordelt rundt om ringformen, og trykrullen er installeret inde i ringformen. Trykrullen er forbundet til transmissionsspindelen, og ringformen er installeret på et fast beslag. Når spindlen roterer, driver den trykrullen til at rotere. Arbejdsprincip: For det første transporterer transportmekanismen det knuste biomassemateriale til en bestemt partikelstørrelse (3-5 mm) ind i kompressionskammeret. Derefter driver motoren hovedakslen for at drive trykrullen til at rotere, og trykrullen bevæger sig med en konstant hastighed for jævnt at sprede materialet mellem trykrullen og ringformen, hvilket får ringformen til at komprimere og friktion med materialet , trykrullen med materialet og materialet med materialet. Under processen med at presse friktion kombineres cellulose og hemicellulose i materialet med hinanden. Samtidig blødgør varmen, der genereres ved klemfriktion, lignin til et naturligt bindemiddel, som gør cellulose, hemicellulose og andre komponenter mere fast bundet sammen. Med den kontinuerlige påfyldning af biomassematerialer fortsætter mængden af materiale, der udsættes for kompression og friktion i de dannende formhuller, med at stige. Samtidig fortsætter klemkraften mellem biomasse med at stige, og den fortættes løbende og dannes i støbehullet. Når ekstruderingstrykket er større end friktionskraften, ekstruderes biomassen kontinuerligt fra støbehullerne omkring ringformen, hvorved der dannes biomassestøbebrændstof med en støbedensitet på ca. 1 g/Cm3.
1.2 Slid på forme:Pillemaskinens enkeltmaskineydelse er stor, med en relativt høj grad af automatisering og stærk tilpasningsevne til råmaterialer. Det kan bruges i vid udstrækning til forarbejdning af forskellige biomasseråmaterialer, velegnet til storskalaproduktion af biomasseformende brændstoffer og opfylder udviklingskravene for biomasseformende brændstofindustrialisering i fremtiden. Derfor er ringformpillemaskinen meget brugt. På grund af den mulige tilstedeværelse af små mængder sand og andre ikke-biomasse-urenheder i det forarbejdede biomassemateriale, er det højst sandsynligt, at det forårsager betydeligt slid på pillemaskinens ringform. Ringformens levetid beregnes ud fra produktionskapaciteten. I øjeblikket er levetiden for ringformen i Kina kun 100-1000t.
Svigtet af ringformen opstår hovedsageligt i følgende fire fænomener: ① Efter at ringformen har virket i en periode, slides den indvendige væg af det formende formhul, og åbningen øges, hvilket resulterer i betydelig deformation af det dannede brændstof; ② Tilførselshældningen af ringformens formningshul er slidt af, hvilket resulterer i et fald i mængden af biomassemateriale, der presses ind i matricehullet, et fald i ekstruderingstrykket og let blokering af formningsformens hul, hvilket fører til svigt af ringformen (figur 2); ③ Efter den indre væg materialer og kraftigt reducerer udledningsmængden (Figur 3);
④ Efter slid på ringformens indre hul bliver vægtykkelsen mellem tilstødende formstykker L tyndere, hvilket resulterer i et fald i ringformens strukturelle styrke. Revner er tilbøjelige til at opstå i det farligste afsnit, og efterhånden som revnerne fortsætter med at udvide sig, opstår fænomenet ringskimmelbrud. Hovedårsagen til ringformens lette slid og korte levetid er den urimelige struktur af den formende ringform (ringformen er integreret med formhullerne). Den integrerede struktur af de to er tilbøjelig til sådanne resultater: nogle gange når kun nogle få formhuller i ringformen er slidte og ikke kan fungere, skal hele ringformen udskiftes, hvilket ikke kun medfører besvær for udskiftningsarbejdet, men forårsager også stort økonomisk spild og øger vedligeholdelsesomkostningerne.
1.3 Strukturel forbedringsdesign af formeformFor at forlænge levetiden for pillemaskinens ringform, reducere slid, lette udskiftning og reducere vedligeholdelsesomkostninger, er det nødvendigt at udføre et helt nyt forbedringsdesign på ringformens struktur. Den indlejrede støbeform blev brugt i designet, og den forbedrede kompressionskammerstruktur er vist i figur 4. Figur 5 viser tværsnitsbilledet af den forbedrede støbeform.
Dette forbedrede design er hovedsageligt rettet mod ringformspartikelmaskinen med en bevægelsesform af aktiv trykrulle og fast ringform. Den nederste ringform er fastgjort på kroppen, og de to trykruller er forbundet med hovedakslen gennem en forbindelsesplade. Formningsformen er indlejret på den nedre ringform (ved hjælp af interferenspasning), og den øvre ringform fastgøres på den nedre ringform gennem bolte og fastspændes på formningsformen. For at forhindre, at formningsformen springer tilbage på grund af kraft, efter at trykvalsen ruller over og bevæger sig radialt langs ringformen, anvendes der samtidig forsænkede skruer til at fastgøre formeformen til henholdsvis den øvre og den nedre ringform. For at reducere modstanden af materialet, der kommer ind i hullet, og gøre det mere bekvemt at komme ind i formhullet. Den koniske vinkel på tilførselshullet i den konstruerede formeform er 60 ° til 120 °.
Det forbedrede strukturelle design af formningsformen har karakteristika af multicyklus og lang levetid. Når partikelmaskinen arbejder i en periode, bevirker friktionstab, at åbningen i formen bliver større og passiveres. Når den slidte formeform fjernes og udvides, kan den bruges til fremstilling af andre specifikationer for formningspartikler. Dette kan opnå genbrug af forme og spare vedligeholdelses- og udskiftningsomkostninger.
For at forlænge granulatorens levetid og reducere produktionsomkostningerne, anvender trykvalsen højt kulstof højt manganstål med god slidstyrke, såsom 65Mn. Formningsformen skal være lavet af legeret karburiseret stål eller nikkel-chromlegering med lavt kulstofindhold, f.eks. indeholdende Cr, Mn, Ti osv. På grund af forbedringen af kompressionskammeret vil den friktionskraft, som den øvre og nedre ring udsættes for under driften er relativt lille sammenlignet med formeformen. Derfor kan almindeligt kulstofstål, såsom 45 stål, bruges som materiale til kompressionskammeret. Sammenlignet med traditionelle integrerede ringforme kan det reducere brugen af dyrt legeret stål og derved sænke produktionsomkostningerne.
2. Mekanisk analyse af formningsformen i ringformpelletmaskinen under arbejdsprocessen af formningsformen.
Under støbeprocessen bliver ligninet i materialet fuldstændig blødgjort på grund af højtryks- og højtemperaturmiljøet, der genereres i støbeformen. Når ekstruderingstrykket ikke stiger, gennemgår materialet plastificering. Materialet flyder godt efter plastificering, så længden kan indstilles til d. Formningsformen betragtes som en trykbeholder, og belastningen på formningsformen forenkles.
Gennem ovenstående mekaniske beregningsanalyse kan det konkluderes, at for at opnå trykket på et hvilket som helst punkt inde i formningsformen, er det nødvendigt at bestemme den periferiske belastning på det punkt inde i formningsformen. Derefter kan friktionskraften og trykket på det sted beregnes.
3. Konklusion
Denne artikel foreslår et nyt strukturel forbedringsdesign til formningsformen af ringformpelleteringsmaskinen. Brugen af indlejrede forme kan effektivt reducere formslid, forlænge formcyklussens levetid, lette udskiftning og vedligeholdelse og reducere produktionsomkostningerne. Samtidig blev der foretaget mekaniske analyser på formeformen under dens arbejdsproces, hvilket gav et teoretisk grundlag for yderligere forskning i fremtiden.
Indlægstid: 22-2-2024