Mineral enerjiye kıyasla biyokütlede kül, azot ve kükürt gibi daha düşük zararlı maddeler nedeniyle, büyük rezervlerin özelliklerine, iyi karbon aktivitesine, kolay ateşleme ve yüksek uçucu bileşenlere sahiptir. Bu nedenle, biyokütle çok ideal bir enerji yakıtıdır ve yanma dönüşümü ve kullanımı için çok uygundur. Biyokütle yanmasından sonra kalan kül, fosfor, kalsiyum, potasyum ve magnezyum gibi bitkilerin gerektirdiği besin maddeleri bakımından zengindir, bu nedenle alana geri dönmek için gübre olarak kullanılabilir. Muazzam kaynak rezervleri ve biyokütle enerjisinin benzersiz yenilenebilir avantajları göz önüne alındığında, şu anda dünyadaki ülkeler tarafından ulusal yeni enerji gelişimi için önemli bir seçim olarak kabul edilmektedir. Çin Ulusal Kalkınma ve Reform Komisyonu, "12. beş yıllık plan sırasında mahsul samanının kapsamlı kullanımı için uygulama planında" açıkça samanın kapsamlı kullanım oranının 2013 yılına kadar% 75'e ulaşacağını ve 2015 yılına kadar% 80'i aşmaya çalıştığını açıkça belirtti.
Biyokütle enerjisinin yüksek kaliteli, temiz ve uygun enerjiye nasıl dönüştürüleceği çözülmesi için acil bir sorun haline gelmiştir. Biyokütle yoğunlaştırma teknolojisi, biyokütle enerji yakalanmasının verimliliğini artırmanın ve ulaşımı kolaylaştırmanın etkili yollarından biridir. Şu anda, yerli ve dış pazarlarda dört yaygın yoğun şekillendirme ekipmanı vardır: spiral ekstrüzyon parçacık makinesi, piston damgalama parçacık makinesi, düz kalıp parçacık makinesi ve halka kalıp parçacık makinesi. Bunlar arasında, halka kalıp pelet makinesi, çalışma sırasında ısıtmaya gerek yok, hammadde nem içeriği (% 10 ila% 30), büyük tek makine çıkışı, yüksek sıkıştırma yoğunluğu ve iyi biçimlendirme etkisi için geniş gereksinimler nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bu tür pelet makineleri genellikle kolay kalıp aşınması, kısa servis ömrü, yüksek bakım maliyetleri ve uygunsuz değiştirme gibi dezavantajlara sahiptir. Halka kalıp pelet makinesinin yukarıdaki eksikliklerine yanıt olarak, yazar, şekillendirme kalıbının yapısı üzerinde yepyeni bir iyileştirme tasarımı yapmış ve uzun servis ömrü, düşük bakım maliyeti ve uygun bakım ile belirli bir tip şekillendirme kalıbı tasarlamıştır. Bu arada, bu makale çalışma işlemi sırasında şekillendirme kalıbının mekanik bir analizini gerçekleştirmiştir.
1. Halka kalıp granülatör için şekillendirme kalıp yapısının iyileştirme tasarımı
1.1 Ekstrüzyon oluşturma işlemine giriş:Halka kalıp pelet makinesi iki türe ayrılabilir: halka kalıbının konumuna bağlı olarak dikey ve yatay; Hareket biçimine göre, iki farklı hareket biçimine ayrılabilir: sabit bir halka kalıbına sahip aktif presleme silindiri ve tahrikli bir halka kalıbına sahip aktif presleme silindiri. Bu gelişmiş tasarım esas olarak aktif basınç silindiri ve hareket formu olarak sabit bir halka kalıbına sahip halka kalıp parçacık makinesine yöneliktir. Esas olarak iki bölümden oluşur: bir taşıma mekanizması ve bir halka kalıp parçacık mekanizması. Halka kalıbı ve basınç silindiri, halka kalıp pelet makinesinin iki çekirdek bileşenidir, birçoğu halka kalıbının etrafına dağılmış kalıp deliği oluşturur ve basınç silindiri halka kalıbının içine monte edilir. Basınç silindiri şanzıman iğine bağlanır ve halka kalıbı sabit bir brakete takılır. Mil döndüğünde, basınç silindirini döndürmeye yönlendirir. Çalışma Prensibi: İlk olarak, taşıma mekanizması ezilmiş biyokütle malzemesini belirli bir parçacık boyutuna (3-5mm) sıkıştırma odasına taşır. Daha sonra, motor basınç silindirini döndürmek için ana şaftı tahrik eder ve basınç silindiri, basınç silindiri ve halka kalıbı arasındaki malzemeyi eşit olarak dağıtmak için sabit bir hızda hareket eder, bu da halka kalıbının malzeme ile sıkıştırılmasına ve sürtünmesine, malzeme ile basınç silindirini ve malzemeyi malzeme ile sürdürmesine neden olur. Sürtünme sıkma işlemi sırasında, malzemede selüloz ve hemiselüloz birbirleriyle birleşir. Aynı zamanda, sürtünme sıkarak üretilen ısı, lignini doğal bir bağlayıcıya yumuşatır, bu da selüloz, hemiselüloz ve diğer bileşenleri daha sıkı bir şekilde birbirine bağlar. Biyokütle malzemelerinin sürekli doldurulmasıyla, oluşturma kalıp deliklerinde sıkıştırma ve sürtünmeye maruz kalan malzeme miktarı artmaya devam etmektedir. Aynı zamanda, biyokütle arasındaki sıkma kuvveti artmaya devam eder ve kalıplama deliğinde sürekli olarak yoğunlaşır ve oluşur. Ekstrüzyon basıncı sürtünme kuvvetinden daha büyük olduğunda, biyokütle, halka kalıbının etrafındaki kalıp deliklerinden sürekli olarak ekstrüde edilir ve yaklaşık 1g/cm3'lük kalıp yoğunluğuna sahip biyokütle kalıplama yakıtı oluşturur.
1.2 Kalıp oluşturma aşınması:Pelet makinesinin tek makine çıkışı büyüktür, nispeten yüksek derecede otomasyon ve hammaddelere güçlü bir uyarlanabilirlik vardır. Biyokütle yoğun şekillendirme yakıtlarının büyük ölçekli üretimi için uygun çeşitli biyokütle hammaddelerinin işlenmesi ve gelecekte biyokütle yoğun şekillendirme yakıt sanayileşmesinin geliştirme gereksinimlerini karşılamak için yaygın olarak kullanılabilir. Bu nedenle, halka kalıp pelet makinesi yaygın olarak kullanılmaktadır. İşlenmiş biyokütle malzemesinde az miktarda kum ve diğer biyokütle olmayan safsızlıkların olası varlığı nedeniyle, pelet makinesinin halka kalıbında önemli aşınma ve yıpranmaya neden olma olasılığı yüksektir. Yüzük kalıbının servis ömrü, üretim kapasitesine göre hesaplanır. Şu anda, Çin'deki halka kalıbının servis ömrü sadece 100-1000T.
Halka kalıbın başarısızlığı esas olarak aşağıdaki dört fenomende meydana gelir: ① Halka kalıp bir süre çalıştıktan sonra, şekillendirme deliğinin iç duvarı aşınır ve açıklık artar, bu da üretilen oluşan yakıtın önemli deformasyonuna neden olur; Halka halka kalıp oluşan kalıp deliğinin beslenme eğimi aşınır, bu da kalıp deliğine sıkılan biyokütle malzemesi miktarında bir azalmaya, ekstrüzyon basıncında bir azalma ve şekillendirme kalıbının kolay tıkanmasına neden olur (Şekil 2); ③ İç duvar malzemelerinden sonra ve deşarj miktarını keskin bir şekilde azaltır (Şekil 3);
Halka halka kalıbın iç deliğinin aşınmasından sonra, bitişik kalıp parçaları L arasındaki duvar kalınlığı incelir, bu da halka kalıbının yapısal mukavemetinde bir azalmaya neden olur. Çatlaklar en tehlikeli bölümde meydana gelmeye eğilimlidir ve çatlaklar uzamaya devam ettikçe, halka kalıbı kırığı fenomeni meydana gelir. Halka kalıbının kolay aşınma ve kısa servis ömrünün ana nedeni, şekillendirme halka kalıbının mantıksız yapısıdır (halka kalıbı şekillendirme kalıp delikleriyle entegre edilmiştir). İkisinin entegre yapısı bu tür sonuçlara eğilimlidir: bazen halka kalıbının sadece birkaç oluşturan kalıp deliği yıprandığında ve çalışamadığında, tüm halka kalıbının değiştirilmesi gerekir, bu da sadece yedek çalışmaya rahatsızlık vermekle kalmaz, aynı zamanda büyük ekonomik atıklara neden olur ve bakım maliyetlerini artırır.
1.3 Kalıp oluşturmanın yapısal iyileştirme tasarımıPelet makinesinin halka kalıbının servis ömrünü uzatmak, aşınmayı azaltmak, değiştirmeyi kolaylaştırmak ve bakım maliyetlerini azaltmak için, halka kalıbının yapısı üzerinde yepyeni bir iyileştirme tasarımı yapmak gerekir. Gömülü kalıplama kalıbı tasarımda kullanılmıştır ve geliştirilmiş sıkıştırma odası yapısı Şekil 4'te gösterilmiştir. Şekil 5, geliştirilmiş kalıp kalıpının kesitsel görünümünü göstermektedir.
Bu gelişmiş tasarım esas olarak aktif basınç silindiri ve sabit halka kalıbı hareket formuna sahip halka kalıp parçacık makinesine yöneliktir. Alt halka kalıbı gövdeye sabitlenir ve iki basınçlı silindir bir bağlantı plakasından ana şafta bağlanır. Oluşturma kalıbı alt halka kalıbına (parazit sığması kullanılarak) gömülüdür ve üst halka kalıbı, alt halka kalıbına cıvatalardan sabitlenir ve şekillendirme kalıbına kenetlenir. Aynı zamanda, basınç silindiri yuvarlandıktan ve halka kalıbı boyunca radyal olarak hareket ettikten sonra şekillendirme kalıbının geri tepmesini önlemek için, şekillendirme kalıbını sırasıyla üst ve alt halka kalıplara sabitlemek için kullanılır. Deliğe giren malzemenin direncini azaltmak ve kalıp deliğine girmeyi daha uygun hale getirmek için. Tasarlanan şekillendirme kalıbının beslenme deliğinin konik açısı 60 ° ila 120 ° 'dir.
Oluşturma kalıbının geliştirilmiş yapısal tasarımı, çok döngü ve uzun hizmet ömrünün özelliklerine sahiptir. Parçacık makinesi bir süre çalıştığında, sürtünme kaybı, şekillendirme kalıbının açıklığının daha büyük ve pasifleşmesine neden olur. Yıpranmış şekillendirme kalıbı çıkarıldığında ve genişletildiğinde, şekillendirme parçacıklarının diğer spesifikasyonlarının üretimi için kullanılabilir. Bu, kalıpların yeniden kullanılmasını sağlayabilir ve bakım ve değiştirme maliyetlerinden tasarruf edebilir.
Granülatörün servis ömrünü uzatmak ve üretim maliyetlerini azaltmak için, basınç silindiri 65mn gibi iyi aşınma direncine sahip yüksek karbonlu yüksek manganez çeliği benimser. Oluşturma kalıbı, Cr, Mn, Ti vb. İçerme gibi alaşım karbürize çelik veya düşük karbonlu nikel krom alaşımından yapılmalıdır. Sıkıştırma odasının iyileştirilmesi nedeniyle, operasyon sırasında üst ve alt halka kalıpları tarafından yaşanan sürtünme kuvveti, şekillendirme kalıbına kıyasla nispeten küçüktür. Bu nedenle, 45 çelik gibi sıradan karbon çeliği, sıkıştırma odası için malzeme olarak kullanılabilir. Geleneksel entegre biçimlendirme kalıpları ile karşılaştırıldığında, pahalı alaşım çelik kullanımını azaltabilir, böylece üretim maliyetlerini düşürebilir.
2. Oluşturma kalıbının çalışma işlemi sırasında halka küf pelet makinesinin şekillendirme kalıbının mekanik analizi.
Kalıplama işlemi sırasında, kalıp kalıpta üretilen yüksek basınç ve yüksek sıcaklık ortamından dolayı malzemedeki lignin tamamen yumuşatılır. Ekstrüzyon basıncı artmadığında, malzeme plastikleşmeye maruz kalır. Malzeme plastikleştirmeden sonra iyi akar, böylece uzunluk d olarak ayarlanabilir. Oluşturma kalıbı bir basınç kapı olarak kabul edilir ve şekillendirme kalıbı üzerindeki stres basitleştirilir.
Yukarıdaki mekanik hesaplama analizi sayesinde, şekillendirme kalıbının içindeki herhangi bir noktada basıncı elde etmek için, şekillendirme kalıbının içindeki çevresel türün belirlenmesi gerektiği sonucuna varılabilir. Daha sonra, o konumdaki sürtünme kuvveti ve basınç hesaplanabilir.
3. Sonuç
Bu makale, halka kalıp pelletizörünün şekillendirme kalıbı için yeni bir yapısal iyileştirme tasarımı önermektedir. Gömülü şekillendirme kalıplarının kullanımı, kalıp aşınmasını etkili bir şekilde azaltabilir, kalıp döngüsü ömrünü uzatabilir, değiştirmeyi ve bakımı kolaylaştırabilir ve üretim maliyetlerini azaltabilir. Aynı zamanda, çalışma süreci boyunca şekillendirme kalıbı üzerinde mekanik analiz yapıldı ve gelecekte daha fazla araştırma için teorik bir temel sağladı.
Post süresi: 22 Şubat-2024