Благодарение на по-ниските вредни вещества като пепел, азот и сяра в биомасата в сравнение с минералната енергия, тя има характеристиките на големи запаси, добра въглеродна активност, лесно запалване и високо летливи компоненти.Следователно биомасата е много идеално енергийно гориво и е много подходяща за изгаряне и използване.Остатъчната пепел след изгаряне на биомаса е богата на хранителни вещества, необходими на растенията като фосфор, калций, калий и магнезий, така че може да се използва като тор за връщане на полето.Като се имат предвид огромните запаси от ресурси и уникалните възобновяеми предимства на енергията от биомаса, в момента тя се счита за важен избор за национално ново енергийно развитие от страни по света.Националната комисия за развитие и реформи на Китай ясно е заявила в „Плана за изпълнение за цялостно използване на сламата от култури през 12-ия петгодишен план“, че степента на цялостно използване на сламата ще достигне 75% до 2013 г. и ще се стреми да надхвърли 80% до 2015 г.
Как да преобразуваме енергията от биомаса във висококачествена, чиста и удобна енергия се превърна в неотложен проблем за решаване.Технологията за уплътняване на биомаса е един от ефективните начини за подобряване на ефективността на изгарянето на енергия от биомаса и улесняване на транспортирането.Понастоящем има четири често срещани типа оборудване за плътно формоване на вътрешния и външния пазар: машина за спирално екструдиране на частици, машина за частици с бутално щамповане, машина за частици с плоска форма и машина за частици с пръстеновидна форма.Сред тях машината за пелети с пръстеновидна форма е широко използвана поради своите характеристики като липса на необходимост от нагряване по време на работа, широки изисквания за съдържание на влага в суровината (10% до 30%), голяма производителност на една машина, висока плътност на компресия и добра формиращ ефект.Въпреки това, тези видове машини за пелети обикновено имат недостатъци като лесно износване на формата, кратък експлоатационен живот, високи разходи за поддръжка и неудобна подмяна.В отговор на горепосочените недостатъци на машината за пелети с пръстеновидна форма, авторът е направил чисто нов дизайн за подобрение на структурата на формовъчната форма и е проектирал формовъчна форма с дълъг експлоатационен живот, ниски разходи за поддръжка и удобна поддръжка.Междувременно тази статия проведе механичен анализ на формовъчната форма по време на нейния работен процес.
1. Подобряване на дизайна на структурата на формовъчната форма за гранулатор на пръстеновидна форма
1.1 Въведение в процеса на формоване чрез екструдиране:Машината за пелети с пръстеновидна матрица може да бъде разделена на два типа: вертикална и хоризонтална, в зависимост от позицията на пръстеновидната матрица;Според формата на движение, тя може да бъде разделена на две различни форми на движение: активна пресоваща ролка с фиксирана пръстеновидна форма и активна пресоваща ролка със задвижвана пръстеновидна форма.Този подобрен дизайн е насочен главно към машината за частици с пръстеновидна форма с активна притискаща ролка и фиксирана пръстеновидна форма като форма на движение.Състои се главно от две части: транспортиращ механизъм и пръстеновиден механизъм за частици.Пръстенообразната форма и притискащата ролка са двата основни компонента на машината за пелети с пръстеновидна форма, с много отвори за формоване на формата, разпределени около пръстеновидната форма, а притискащата ролка е монтирана вътре в пръстеновидната форма.Притискащата ролка е свързана към шпиндела на трансмисията, а пръстеновидната форма е монтирана на фиксирана скоба.Когато шпинделът се върти, той задвижва притискащата ролка да се върти.Принцип на работа: Първо, транспортиращият механизъм транспортира натрошения материал от биомаса в определен размер на частиците (3-5 mm) в камерата за компресия.След това моторът задвижва главния вал, за да задвижи притискащата ролка да се върти, а притискащата ролка се движи с постоянна скорост, за да разпръсне равномерно материала между притискащата ролка и пръстеновидната форма, което кара пръстеновидната форма да се компресира и трие с материала , притискащата ролка с материала и материала с материала.По време на процеса на триене на изстискване целулозата и хемицелулозата в материала се комбинират помежду си.В същото време топлината, генерирана от триенето при изстискване, омекотява лигнина в естествено свързващо вещество, което прави целулозата, хемицелулозата и други компоненти по-здраво свързани заедно.С непрекъснатото пълнене на материали от биомаса, количеството материал, подложено на компресия и триене във формиращите отвори на формата, продължава да се увеличава.В същото време силата на изстискване между биомасата продължава да се увеличава и тя непрекъснато се уплътнява и оформя в отвора за формоване.Когато налягането на екструдиране е по-голямо от силата на триене, биомасата се екструдира непрекъснато от формовъчните отвори около пръстеновидната форма, образувайки гориво за формоване на биомаса с плътност на формоване от около 1g/Cm3.
1.2 Износване на формовъчните форми:Производителността на една машина на машината за пелети е голяма, със сравнително висока степен на автоматизация и силна адаптивност към суровините.Може да се използва широко за обработка на различни суровини от биомаса, подходящи за широкомащабно производство на горива за плътно образуване на биомаса и отговарящи на изискванията за развитие на индустриализацията на гориво за плътно формиране на биомаса в бъдеще.Следователно машината за пелети с пръстеновидна форма е широко използвана.Поради възможното наличие на малки количества пясък и други примеси, различни от биомаса, в обработения материал от биомаса, е много вероятно да причини значително износване и разкъсване на пръстеновидната форма на машината за пелети.Срокът на експлоатация на пръстеновидната форма се изчислява въз основа на производствения капацитет.В момента експлоатационният живот на пръстеновидната форма в Китай е само 100-1000 t.
Повредата на пръстеновидната форма възниква главно при следните четири явления: ① След като пръстеновидната форма работи за определен период от време, вътрешната стена на отвора на формовъчната форма се износва и отворът се увеличава, което води до значителна деформация на образуваното гориво;② Наклонът на захранване на формиращия отвор на матрицата на пръстеновидната форма се износва, което води до намаляване на количеството материал от биомаса, изстискан в отвора на матрицата, намаляване на налягането при екструдиране и лесно блокиране на формиращия отвор на матрицата, което води до повреда на пръстеновидната форма (Фигура 2);③ След материалите на вътрешната стена и рязко намалява количеството на изхвърлянето (Фигура 3);
④ След износването на вътрешния отвор на пръстеновидната форма, дебелината на стената между съседни форми L става по-тънка, което води до намаляване на структурната здравина на пръстеновидната форма.Пукнатините са склонни да се появят в най-опасния участък и тъй като пукнатините продължават да се разширяват, възниква феноменът на счупване на пръстеновидната форма.Основната причина за лесното износване и краткия експлоатационен живот на пръстеновидната форма е неразумната структура на формиращата пръстеновидна форма (пръстенообразната форма е интегрирана с отворите на формовъчната форма).Интегрираната структура на двете е предразположена към такива резултати: понякога, когато само няколко отвора за формовъчни форми на пръстеновидната форма са износени и не могат да работят, цялата пръстеновидна форма трябва да бъде сменена, което не само създава неудобства при работата по подмяната, но и но също така причинява големи икономически загуби и увеличава разходите за поддръжка.
1.3 Проектиране на структурно подобрение на формовъчна формаЗа да се удължи експлоатационният живот на пръстеновидната форма на машината за пелети, да се намали износването, да се улесни подмяната и да се намалят разходите за поддръжка, е необходимо да се извърши чисто нов дизайн за подобрение на структурата на пръстеновидната форма.Вградената формовъчна форма е използвана при проектирането и подобрената структура на компресионната камера е показана на Фигура 4. Фигура 5 показва изглед на напречно сечение на подобрената формовъчна форма.
Този подобрен дизайн е насочен главно към машината за частици с пръстеновидна форма с форма на движение на активна притискаща ролка и фиксирана пръстеновидна форма.Долната пръстеновидна форма е фиксирана върху тялото, а двете притискащи ролки са свързани към главния вал чрез свързваща плоча.Формовъчната форма е вградена в долната пръстеновидна форма (използвайки намеса), а горната пръстеновидна форма е фиксирана върху долната пръстеновидна форма чрез болтове и се затяга към формовъчната форма.В същото време, за да се предотврати отскачането на формовъчната форма поради сила, след като притискащата ролка се преобърне и се движи радиално по пръстеновидната форма, се използват вдлъбнати винтове за фиксиране на формовъчната форма съответно към горните и долните пръстеновидни форми.За да се намали съпротивлението на материала, влизащ в отвора, и да стане по-удобно да влезе в отвора на формата.Коничният ъгъл на захранващия отвор на проектираната формовъчна форма е 60 ° до 120 °.
Подобреният структурен дизайн на формовъчната форма има характеристиките на много цикъл и дълъг експлоатационен живот.Когато машината за частици работи за определен период от време, загубата на триене кара отвора на формовъчната форма да стане по-голям и пасивиран.Когато износената формовъчна форма се отстрани и разшири, тя може да се използва за производството на други спецификации на формовъчните частици.Това може да постигне повторна употреба на форми и да спести разходи за поддръжка и подмяна.
За да се удължи експлоатационният живот на гранулатора и да се намалят производствените разходи, притискащият валяк използва стомана с високо съдържание на въглерод и манган с добра устойчивост на износване, като 65Mn.Формата за формоване трябва да бъде направена от легирана карбуризирана стомана или нисковъглеродна никело-хромова сплав, като например съдържаща Cr, Mn, Ti и др. Поради подобряването на компресионната камера, силата на триене, изпитвана от горните и долните пръстеновидни форми по време на операцията е сравнително малка в сравнение с формовъчната форма.Следователно обикновена въглеродна стомана, като стомана 45, може да се използва като материал за камерата за компресия.В сравнение с традиционните интегрирани форми за формоване на пръстени, той може да намали използването на скъпа легирана стомана, като по този начин намали производствените разходи.
2. Механичен анализ на формовъчната форма на машината за пелети с пръстеновидна форма по време на работния процес на формовъчната форма.
По време на процеса на формоване, лигнинът в материала е напълно омекотен поради високото налягане и околната среда с висока температура, генерирана във формовъчната форма.Когато налягането на екструдиране не се увеличава, материалът претърпява пластификация.Материалът тече добре след пластификация, така че дължината може да бъде зададена на d.Формовъчната форма се разглежда като съд под налягане и напрежението върху формовъчната форма е опростено.
Чрез горния анализ на механичното изчисление може да се заключи, че за да се получи налягане във всяка точка вътре в формовъчната форма, е необходимо да се определи периферното напрежение в тази точка вътре в формовъчната форма.След това могат да се изчислят силата на триене и налягането на това място.
3. Заключение
Тази статия предлага нов дизайн на структурно подобрение за формовъчната форма на пелетизатора с пръстеновидна форма.Използването на вградени формовъчни форми може ефективно да намали износването на матрицата, да удължи живота на цикъла на матрицата, да улесни подмяната и поддръжката и да намали производствените разходи.В същото време беше извършен механичен анализ на формовъчната форма по време на нейния работен процес, осигурявайки теоретична основа за по-нататъшни изследвания в бъдеще.
Време на публикуване: 22 февруари 2024 г