Dėl to, kad biomasėje yra mažiau kenksmingų medžiagų, tokių kaip pelenai, azotas ir siera, palyginti su mineraline energija, ji pasižymi didelėmis atsargomis, geru anglies aktyvumu, lengvai užsidega ir turi daug lakiųjų komponentų.Todėl biomasė yra labai idealus energetinis kuras ir labai tinkamas degimo konversijai bei panaudojimui.Liekamuosiuose pelenuose po biomasės deginimo gausu augalams reikalingų maistinių medžiagų, tokių kaip fosforas, kalcis, kalis ir magnis, todėl juos galima naudoti kaip trąšas grąžinant į lauką.Atsižvelgiant į milžiniškas biomasės energijos išteklių atsargas ir unikalius atsinaujinančios energijos pranašumus, šiuo metu visame pasaulyje ji yra laikoma svarbiu pasirinkimu nacionalinei naujos energetikos plėtrai.Kinijos nacionalinė plėtros ir reformų komisija „Visapusiško šiaudų panaudojimo 12-ajame penkerių metų plane įgyvendinimo plane“ aiškiai nurodė, kad visapusis šiaudų panaudojimo lygis iki 2013 m. sieks 75 proc., o iki 2013 m. sieks viršyti 80 proc. 2015 m.
Kaip paversti biomasės energiją į kokybišką, švarią ir patogią energiją, tapo neatidėliotina problema.Biomasės tankinimo technologija yra vienas iš efektyvių būdų pagerinti biomasės energijos deginimo efektyvumą ir palengvinti transportavimą.Šiuo metu vidaus ir užsienio rinkose yra keturi įprasti tankaus formavimo įrangos tipai: spiralinė ekstruzijos dalelių mašina, stūmoklinė štampavimo dalelių mašina, plokščių formų dalelių mašina ir žiedinių formų dalelių mašina.Tarp jų žiedinių formų granulių mašina yra plačiai naudojama dėl savo savybių, tokių kaip nereikia šildyti veikimo metu, dideli žaliavos drėgmės reikalavimai (10–30%), didelė vienos mašinos galia, didelis suspaudimo tankis ir geras. formuojantis efektas.Tačiau tokio tipo granulių mašinos paprastai turi trūkumų, tokių kaip lengvas formų susidėvėjimas, trumpas tarnavimo laikas, didelės priežiūros išlaidos ir nepatogus pakeitimas.Reaguodamas į minėtus žiedinių formų granulių mašinos trūkumus, autorius sukūrė visiškai naują formavimo formos struktūros tobulinimo projektą ir suprojektavo rinkinio tipo formavimo formą, kurios tarnavimo laikas yra ilgas, priežiūros sąnaudos yra mažos ir patogi priežiūra.Tuo tarpu šiame straipsnyje atlikta formavimo formos mechaninė analizė jos darbo proceso metu.
1. Žiedinių formų granuliatoriaus formavimo formos konstrukcijos tobulinimo projektas
1.1 Įvadas į ekstruzijos formavimo procesą:Žiedinio štampavimo granulių mašiną galima suskirstyti į du tipus: vertikalią ir horizontalią, priklausomai nuo žiedinio štampo padėties;Pagal judėjimo formą jį galima suskirstyti į dvi skirtingas judėjimo formas: aktyvų presavimo volą su fiksuota žiedine forma ir aktyvų presavimo volą su varoma žiedine forma.Šis patobulintas dizainas daugiausia skirtas žiedinių formų dalelių mašinai su aktyviu slėgio voleliu ir fiksuota žiedine forma kaip judesio forma.Jį daugiausia sudaro dvi dalys: transportavimo mechanizmas ir žiedinės formos dalelių mechanizmas.Žiedinė forma ir slėgio volas yra du pagrindiniai žiedinių formų granulių mašinos komponentai, aplink žiedinę formą paskirstyta daug formavimo angų, o slėginis volas yra sumontuotas žiedinės formos viduje.Slėgio volas yra prijungtas prie transmisijos veleno, o žiedinė forma sumontuota ant fiksuoto laikiklio.Kai velenas sukasi, jis priverčia suktis slėgio ritinėlį.Darbo principas: Pirma, transportavimo mechanizmas perneša susmulkintą biomasės medžiagą į tam tikro dydžio daleles (3-5 mm) į suspaudimo kamerą.Tada variklis varo pagrindinį veleną, kad suktųsi slėgio volas, o slėginis volas juda pastoviu greičiu, kad medžiaga tolygiai paskirstytų tarp slėgio ritinėlio ir žiedinės formos, todėl žiedinė forma susispaudžia ir trintis su medžiaga. , slėgio volelis su medžiaga ir medžiaga su medžiaga.Trinties gniuždymo metu medžiagoje esanti celiuliozė ir hemiceliuliozė susijungia viena su kita.Tuo pačiu metu spaudžiant trintį susidaranti šiluma suminkština ligniną į natūralų rišiklį, todėl celiuliozė, hemiceliuliozė ir kiti komponentai tvirčiau susijungia tarpusavyje.Nuolat pildant biomasės medžiagas, formuojančių formų skylėse gniuždomos ir trinties patiriamos medžiagos kiekis ir toliau didėja.Tuo pačiu metu suspaudimo jėga tarp biomasės ir toliau didėja, ji nuolat tankėja ir formuojasi formavimo angoje.Kai ekstruzijos slėgis yra didesnis už trinties jėgą, biomasė nuolat išspaudžiama iš formavimo angų aplink žiedinę formą ir susidaro biomasės formavimo kuras, kurio formavimo tankis yra apie 1g/Cm3.
1.2 Formavimo formų susidėvėjimas:Granuliavimo mašinos vienos mašinos našumas yra didelis, pasižymintis gana aukštu automatizavimo laipsniu ir dideliu prisitaikymu prie žaliavų.Jis gali būti plačiai naudojamas perdirbant įvairias biomasės žaliavas, tinkamas didelio masto tankaus biomasės formavimo kuro gamybai ir atitinkantis biomasės tankaus formavimo kuro industrializacijos plėtros reikalavimus ateityje.Todėl žiedinių formų granulių mašina yra plačiai naudojama.Dėl galimo nedidelio smėlio ir kitų ne biomasės priemaišų kiekio perdirbtoje biomasės medžiagoje labai tikėtina, kad granuliavimo mašinos žiedinė forma labai susidėvės.Žiedinės formos tarnavimo laikas skaičiuojamas pagal gamybos pajėgumus.Šiuo metu žiedinės formos tarnavimo laikas Kinijoje yra tik 100-1000 t.
Žiedinės formos gedimas dažniausiai įvyksta dėl šių keturių reiškinių: ① Tam tikrą laiką veikiant žiedinei formai, formavimo formos angos vidinė sienelė susidėvi, o anga padidėja, todėl susidaro didelė pagaminto kuro deformacija;② Žiedinės formos formavimo štampavimo angos padavimo nuolydis yra nusidėvėjęs, todėl sumažėja į štampavimo angą išspaudžiamos biomasės medžiagos kiekis, sumažėja ekstruzijos slėgis ir lengvai užsikemša formavimo štampavimo anga, todėl žiedinės formos gedimas (2 pav.);③ Po vidinės sienos medžiagos ir smarkiai sumažinamas išmetimo kiekis (3 pav.);
④ Susidėvėjus žiedinės formos vidinei angai, sienelės storis tarp gretimų formos gabalėlių L tampa plonesnis, todėl sumažėja žiedinės formos konstrukcinis stiprumas.Pavojingiausioje atkarpoje linkę atsirasti įtrūkimų, o įtrūkimams toliau plečiantis, atsiranda žiedinio pelėsio lūžio reiškinys.Pagrindinė žiedinės formos lengvo susidėvėjimo ir trumpo tarnavimo laiko priežastis yra neprotinga formavimo žiedo formos struktūra (žiedo forma yra integruota su formavimo formos angomis).Šių dviejų integruota struktūra yra linkusi į tokius rezultatus: kartais, kai susidėvėjusios ir negalinčios veikti tik kelios formavimo formos skylės žiedinėje formoje, reikia pakeisti visą žiedinę formą, o tai ne tik sukelia nepatogumų keitimo darbams, bet taip pat sukelia didelių ekonominių atliekų ir padidina priežiūros išlaidas.
1.3 Formavimo formos struktūrinio tobulinimo projektasNorint pailginti granulių mašinos žiedinės formos tarnavimo laiką, sumažinti susidėvėjimą, palengvinti keitimą ir sumažinti priežiūros išlaidas, būtina atlikti visiškai naują žiedinės formos konstrukcijos tobulinimo projektą.Projektuojant buvo panaudota įterptoji liejimo forma, o patobulinta suspaudimo kameros struktūra parodyta 4 paveiksle. 5 paveiksle parodytas patobulintos liejimo formos skerspjūvio vaizdas.
Šis patobulintas dizainas daugiausia skirtas žiedinių formų dalelių mašinai su judančiu aktyviu slėgio voleliu ir fiksuota žiedine forma.Apatinė žiedinė forma yra pritvirtinta prie korpuso, o du slėgio ritinėliai yra prijungti prie pagrindinio veleno per jungiamąją plokštę.Formavimo forma yra įterpta į apatinę žiedinę formą (naudojant interferencinį tvirtinimą), o viršutinė žiedinė forma pritvirtinama varžtais ant apatinės žiedinės formos ir prispaudžiama prie formavimo formos.Tuo pačiu metu, siekiant užkirsti kelią formavimo formai atšokti dėl jėgos po to, kai slėginis volas apvirsta ir juda radialiai išilgai žiedo formos, formavimo formai pritvirtinti atitinkamai prie viršutinės ir apatinės žiedo formos naudojami įleidžiami varžtai.Siekiant sumažinti medžiagos atsparumą patekimui į skylę ir patogiau patekti į formos angą.Suprojektuotos formavimo formos padavimo angos kūginis kampas yra nuo 60 ° iki 120 °.
Patobulintas formavimo formos konstrukcinis dizainas pasižymi kelių ciklų ir ilgo tarnavimo laiko savybėmis.Kai dalelių mašina veikia tam tikrą laiką, dėl trinties nuostolių formavimo formos anga tampa didesnė ir pasyvinama.Nuėmus ir išplečiant susidėvėjusią formavimo formą, ją galima panaudoti kitų specifikacijų formavimo dalelių gamybai.Taip galima pakartotinai panaudoti formas ir sutaupyti priežiūros bei pakeitimo išlaidų.
Siekiant pailginti granuliatoriaus tarnavimo laiką ir sumažinti gamybos sąnaudas, slėgio volas naudoja daug anglies turintį ir mangano plieną, turintį gerą atsparumą dilimui, pvz., 65 Mn.Formavimo forma turėtų būti pagaminta iš legiruotojo karbonizuoto plieno arba mažai anglies turinčio nikelio chromo lydinio, kurio sudėtyje yra Cr, Mn, Ti ir kt. Dėl patobulintos suspaudimo kameros trinties jėga, kurią patiria viršutinis ir apatinis žiedo formos operacija yra palyginti nedidelė, palyginti su formavimo forma.Todėl kaip suspaudimo kameros medžiaga gali būti naudojamas įprastas anglinis plienas, pvz., 45 plienas.Palyginti su tradicinėmis integruotomis formavimo žiedinėmis formomis, tai gali sumažinti brangaus legiruotojo plieno naudojimą ir taip sumažinti gamybos sąnaudas.
2. Mechaninė žiedinių formų granulių mašinos formavimo formos analizė formavimo formos darbo proceso metu.
Liejimo proceso metu medžiagoje esantis ligninas visiškai suminkštėja dėl formavimo formoje susidarančios aukšto slėgio ir aukštos temperatūros aplinkos.Kai ekstruzijos slėgis nedidėja, medžiaga plastifikuojama.Medžiaga gerai teka po plastifikacijos, todėl ilgį galima nustatyti į d.Formavimo forma laikoma slėgio indu, o formavimo formos įtempimas yra supaprastintas.
Atlikus pirmiau pateiktą mechaninio skaičiavimo analizę, galima daryti išvadą, kad norint gauti slėgį bet kuriame formavimo formos viduje, būtina nustatyti apskritimo deformaciją toje formavimo formos viduje.Tada galima apskaičiuoti trinties jėgą ir slėgį toje vietoje.
3. Išvada
Šiame straipsnyje siūlomas naujas žiedinių formų granuliatoriaus formavimo formos patobulinimo dizainas.Įterptųjų formavimo formų naudojimas gali veiksmingai sumažinti pelėsių susidėvėjimą, pailginti pelėsių ciklo tarnavimo laiką, palengvinti keitimą ir priežiūrą bei sumažinti gamybos sąnaudas.Tuo pačiu metu buvo atlikta formavimo formos mechaninė analizė jos darbo metu, suteikdama teorinį pagrindą tolesniems tyrimams ateityje.
Paskelbimo laikas: 2024-02-22