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环模式秸秆压块机的结构分析 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|富通新能源 / 13-11-22

0、引言
    随着化石能源的日益枯竭,其替代品新能源和可再生能源的开发及利用成为各国研究的重点,而对中国这样人均能源资源占有量很低,且分布极不均匀的发展中国家来说则显得尤为重要。目前,作为能源的生物质主要指农业、林业及其他废弃物,如各种农作物秸秆、油料作物及木材加工废弃物、城市工业有机废弃物以及动物粪便等。据统计,我国现在每年的秸秆产量约为7亿t,扣除一部分用作饲料和其它原料,作为能源利用的达3.76亿t。
    植物秸秆原料质地松散、体积大、热值低、不便运输和贮存,采用秸秆压块机使秸秆致密成型,便可成为高品位燃料。秸秆成型燃料具有密度高、便于运输和储存、形状和性质均一、燃烧性能好、热值高、适应性强、燃料操作控制方便等优点,可用于锅炉和煤气发生炉,也可用于工业、家庭和农业、园林的暖房取暖。我国作为农业大国,植物秸秆资源丰富,因此,秸秆能源将会成为一种发展前景非常可观的替代能源。
    目前,秸秆压块机主要分为螺旋挤压式成型机、活塞冲压式成型机和环模式成型机3种机型,本文主要对环模式秸秆压块机的结构进行分析研究。
1、环模式压块机的总体结构与工作原理
    秸秆压块机主要由电机、进料机构、进料斗、皮带轮、皮带、保护罩、环模压缩室和底座组成,总体结构如图1所示。
颗粒机秸秆压块机
    环模式秸秆压块机工作时的挤压方式属于开式压缩,利用环模、压轮和物料3者间的摩擦挤压作用使短段散状物料成型。电机1通过皮带5带动皮带轮4转动,从而带动主轴转动。由于主轴与压轮机构和进料机构相连,进而带动压轮机构和进料机构2运转。散状物料经进料斗3进入带有不等螺距的螺旋进料机构机体腔内,通过螺旋叶片将物料连续均匀喂人环模压缩室7内。环模和压轮的相对运动,将物料逐渐压人环模的成型孔,物料在压轮压力与孔壁摩擦作用下逐层成型。由于模块的数量和电机的功率不同,环模式压块机的产量一般为500~2 000 kg/h,较为合适的主轴转速为130 r/min。
2、传动与进料机构分析
    压块机的传动方式采用皮带传动。皮带传动具有过载保护和缓冲吸振的能力。由于进料有时不均匀,压块机的载荷变化较大且频繁,在工作过程中可能出现过载情况,皮带传动可以降低过载带来的影响,保护压块机。压块机核心部件是进料机构和环模压缩室。目前,常用进料机构与环模压缩室的传动机构是分开的,俗称“两根轴”,即压轮杌构传动由连接带轮的主轴带动,螺旋进料机构由另一根轴带动,所以使得机器机构复杂,体积庞大,能耗较大。
    为简化机构、提高效率,本文传动机构和进料机构采用“一根轴”的形式,如图2所示。在皮带轮的带动下,主轴1经后挡板6与压轮2同时旋转,再经前挡板5带动进料轴4和螺旋进料筒3-起旋转,这样一组电机可带动压轮机构和进料筒同时工作。
颗粒机秸秆压块机
3、压缩室结构分析
    压缩室结构如图3所示。秸秆原料的压缩是靠环模1与压轮3间的相对运动实现的。环模通过螺栓固定在机体上,两个压轮由前挡板4和后挡板5固定连结,后挡板5与主轴连结由电机带动旋转,由于物料的摩擦压轮在公转的同时而自转。
颗粒机秸秆压块机
    压缩室采用双压轮机构,两个压轮以主轴为中心线成对称布置,使压轮受力均匀,物料能够均匀及时地进入环模沟槽,不仅使产量增加,而且可保证主轴和进料轴的同心度。压轮每完成一次公转周期就将布满环模沟槽内的物料压人模孔内,从而形成了物料块的一个压层。随着物料的不断喂人,在压轮的压力作用下,物料被接连不断地挤入模孔中,通过模孔后便形成了物料压块。
    环模与压轮之间的间隙对压块机的产量和性能有重要影响。当环模与压轮之间的间隙较小时,因为物料在压轮和模块的挤压过程中容易被切断,不至于藕断丝连而消耗功率。但是间隙过小,会导致金属之间的摩擦,加快环模与压轮表面的磨损,特别是在压块机启动和停止时的空运转期间,这种磨损作用更加强烈。当环模与压轮之间的间隙较大时,摩擦作用减小,但会对压块机的产量有很大影响。通过调整齿套,转动偏心轴即可改变压轮与环模问的距离,达到调整压轮和模块间距离的目的。
4、环模结构分析
    环模式压块机最重要的构件之一,其性能好坏直接影响压块机性能。由于环模、压轮和物料3者之间挤压摩擦.尤其是物料在环模孔内受到的高压摩擦和物料本身受力变形,消耗的能量以热能的方式放出。使环模和物料温度升高,导致环模的磨损加快,使用寿命缩短。
    环模有整体锻造式和组合式两种形式。整体锻造式环模采用合金钢整体锻造环模坯,然后用钻头加工多个圆孔,再用铣刀铣削出4个角,使圆孔成为方孔。铣削加工时需要多次对刀,致使加工面上留有刀痕,孔内表面难以达到设计要求,大大增加了物料在孔内运动时的阻力,导致模孔磨损加快和在工作中的堵塞现象。另外,由于环模体壁较厚,使模孔加工周期较长,并且热处理工艺难以达到预期效果,表面硬度低,造成工作时环模磨损加快,严重时只能整体报废,使得维修费用很高。
颗粒机秸秆压块机
    组合式环模由多个单独的小模块拼装而成,本文环模采用多个单体制造的“工”字形模块组合而成,模孔为矩形方孔,如图4所示。模块用螺栓与机体紧固在一起,这样便于维修更换。此种结构在加工工艺、材料消耗以及安装精度上更具有优越性,加工精度易于保证,孔内的表面质量明显高于整体式环模。一个优质环模的使用寿命达800~1000h,这是指环模正常使用压制物料产生疲劳破坏的寿命。由于组合式模块热处理的效果明显好于整体式环模,工作面硬度易于保证,延长了环模的使用寿命。此外,可只更换磨损严重的模块.与整体环模式结构相比,维修费用大大降低。
5、结语
     环模式秸秆压块机传动机构采用“一根轴”设计,简化了整体设备的结构,压缩室采用双压轮机构,提高了压块机的生产率和机器的稳定性,采用组合式环模便于维修和更换,成本较低。通过对环模式秸秆压块机的总体结构、传动机构、压缩室和环模结构进行分析研究,为压块机的优化设计提供了重要理论基础。
     三门峡富通新能源销售颗粒机、秸秆压块机、饲料颗粒机等生物质燃料饲料成型机械设备,同时我们还有大量的生物质颗粒燃料出售。

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