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環模式秸稈壓塊機的結構分析 木屑顆粒機|秸稈顆粒機|秸稈壓塊機|木屑制粒機|生物質顆粒機|富通新能源 / 13-11-22

0、引言
    隨著化石能源的日益枯竭,其替代品新能源和可再生能源的開發及利用成為各國研究的重點,而對中國這樣人均能源資源占有量很低,且分布極不均勻的發展中國家來說則顯得尤為重要。目前,作為能源的生物質主要指農業、林業及其他廢棄物,如各種農作物秸稈、油料作物及木材加工廢棄物、城市工業有機廢棄物以及動物糞便等。據統計,我國現在每年的秸稈產量約為7億t,扣除一部分用作飼料和其它原料,作為能源利用的達3.76億t。
    植物秸稈原料質地松散、體積大、熱值低、不便運輸和貯存,采用秸稈壓塊機使秸稈致密成型,便可成為高品位燃料。秸稈成型燃料具有密度高、便于運輸和儲存、形狀和性質均一、燃燒性能好、熱值高、適應性強、燃料操作控制方便等優點,可用于鍋爐和煤氣發生爐,也可用于工業、家庭和農業、園林的暖房取暖。我國作為農業大國,植物秸稈資源豐富,因此,秸稈能源將會成為一種發展前景非常可觀的替代能源。
    目前,秸稈壓塊機主要分為螺旋擠壓式成型機、活塞沖壓式成型機和環模式成型機3種機型,本文主要對環模式秸稈壓塊機的結構進行分析研究。
1、環模式壓塊機的總體結構與工作原理
    秸稈壓塊機主要由電機、進料機構、進料斗、皮帶輪、皮帶、保護罩、環模壓縮室和底座組成,總體結構如圖1所示。
顆粒機秸稈壓塊機
    環模式秸稈壓塊機工作時的擠壓方式屬于開式壓縮,利用環模、壓輪和物料3者間的摩擦擠壓作用使短段散狀物料成型。電機1通過皮帶5帶動皮帶輪4轉動,從而帶動主軸轉動。由于主軸與壓輪機構和進料機構相連,進而帶動壓輪機構和進料機構2運轉。散狀物料經進料斗3進入帶有不等螺距的螺旋進料機構機體腔內,通過螺旋葉片將物料連續均勻喂人環模壓縮室7內。環模和壓輪的相對運動,將物料逐漸壓人環模的成型孔,物料在壓輪壓力與孔壁摩擦作用下逐層成型。由于模塊的數量和電機的功率不同,環模式壓塊機的產量一般為500~2 000 kg/h,較為合適的主軸轉速為130 r/min。
2、傳動與進料機構分析
    壓塊機的傳動方式采用皮帶傳動。皮帶傳動具有過載保護和緩沖吸振的能力。由于進料有時不均勻,壓塊機的載荷變化較大且頻繁,在工作過程中可能出現過載情況,皮帶傳動可以降低過載帶來的影響,保護壓塊機。壓塊機核心部件是進料機構和環模壓縮室。目前,常用進料機構與環模壓縮室的傳動機構是分開的,俗稱“兩根軸”,即壓輪杌構傳動由連接帶輪的主軸帶動,螺旋進料機構由另一根軸帶動,所以使得機器機構復雜,體積龐大,能耗較大。
    為簡化機構、提高效率,本文傳動機構和進料機構采用“一根軸”的形式,如圖2所示。在皮帶輪的帶動下,主軸1經后擋板6與壓輪2同時旋轉,再經前擋板5帶動進料軸4和螺旋進料筒3-起旋轉,這樣一組電機可帶動壓輪機構和進料筒同時工作。
顆粒機秸稈壓塊機
3、壓縮室結構分析
    壓縮室結構如圖3所示。秸稈原料的壓縮是靠環模1與壓輪3間的相對運動實現的。環模通過螺栓固定在機體上,兩個壓輪由前擋板4和后擋板5固定連結,后擋板5與主軸連結由電機帶動旋轉,由于物料的摩擦壓輪在公轉的同時而自轉。
顆粒機秸稈壓塊機
    壓縮室采用雙壓輪機構,兩個壓輪以主軸為中心線成對稱布置,使壓輪受力均勻,物料能夠均勻及時地進入環模溝槽,不僅使產量增加,而且可保證主軸和進料軸的同心度。壓輪每完成一次公轉周期就將布滿環模溝槽內的物料壓人模孔內,從而形成了物料塊的一個壓層。隨著物料的不斷喂人,在壓輪的壓力作用下,物料被接連不斷地擠入模孔中,通過模孔后便形成了物料壓塊。
    環模與壓輪之間的間隙對壓塊機的產量和性能有重要影響。當環模與壓輪之間的間隙較小時,因為物料在壓輪和模塊的擠壓過程中容易被切斷,不至于藕斷絲連而消耗功率。但是間隙過小,會導致金屬之間的摩擦,加快環模與壓輪表面的磨損,特別是在壓塊機啟動和停止時的空運轉期間,這種磨損作用更加強烈。當環模與壓輪之間的間隙較大時,摩擦作用減小,但會對壓塊機的產量有很大影響。通過調整齒套,轉動偏心軸即可改變壓輪與環模問的距離,達到調整壓輪和模塊間距離的目的。
4、環模結構分析
    環模式壓塊機最重要的構件之一,其性能好壞直接影響壓塊機性能。由于環模、壓輪和物料3者之間擠壓摩擦.尤其是物料在環模孔內受到的高壓摩擦和物料本身受力變形,消耗的能量以熱能的方式放出。使環模和物料溫度升高,導致環模的磨損加快,使用壽命縮短。
    環模有整體鍛造式和組合式兩種形式。整體鍛造式環模采用合金鋼整體鍛造環模坯,然后用鉆頭加工多個圓孔,再用銑刀銑削出4個角,使圓孔成為方孔。銑削加工時需要多次對刀,致使加工面上留有刀痕,孔內表面難以達到設計要求,大大增加了物料在孔內運動時的阻力,導致模孔磨損加快和在工作中的堵塞現象。另外,由于環模體壁較厚,使模孔加工周期較長,并且熱處理工藝難以達到預期效果,表面硬度低,造成工作時環模磨損加快,嚴重時只能整體報廢,使得維修費用很高。
顆粒機秸稈壓塊機
    組合式環模由多個單獨的小模塊拼裝而成,本文環模采用多個單體制造的“工”字形模塊組合而成,模孔為矩形方孔,如圖4所示。模塊用螺栓與機體緊固在一起,這樣便于維修更換。此種結構在加工工藝、材料消耗以及安裝精度上更具有優越性,加工精度易于保證,孔內的表面質量明顯高于整體式環模。一個優質環模的使用壽命達800~1000h,這是指環模正常使用壓制物料產生疲勞破壞的壽命。由于組合式模塊熱處理的效果明顯好于整體式環模,工作面硬度易于保證,延長了環模的使用壽命。此外,可只更換磨損嚴重的模塊.與整體環模式結構相比,維修費用大大降低。
5、結語
     環模式秸稈壓塊機傳動機構采用“一根軸”設計,簡化了整體設備的結構,壓縮室采用雙壓輪機構,提高了壓塊機的生產率和機器的穩定性,采用組合式環模便于維修和更換,成本較低。通過對環模式秸稈壓塊機的總體結構、傳動機構、壓縮室和環模結構進行分析研究,為壓塊機的優化設計提供了重要理論基礎。
     三門峽富通新能源銷售顆粒機、秸稈壓塊機、飼料顆粒機等生物質燃料飼料成型機械設備,同時我們還有大量的生物質顆粒燃料出售。

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