Devido às substâncias nocivas mais baixas, como cinzas, nitrogênio e enxofre na biomassa em comparação à energia mineral, possui as características de grandes reservas, boa atividade de carbono, fácil ignição e componentes altos voláteis. Portanto, a biomassa é um combustível energético muito ideal e é muito adequado para conversão e utilização de combustão. As cinzas residuais após a combustão da biomassa são ricas em nutrientes exigidos por plantas como fósforo, cálcio, potássio e magnésio, para que possa ser usado como fertilizante para retornar ao campo. Dadas as enormes reservas de recursos e as vantagens renováveis exclusivas da energia da biomassa, é atualmente considerada uma escolha importante para o desenvolvimento nacional de novos países de países ao redor do mundo. A Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma da China declarou claramente no "Plano de Implementação de Utilização Abrangente da Cultura durante o 12º plano de cinco anos" que a taxa abrangente de utilização da palha atingirá 75% até 2013 e se esforçará para exceder 80% em 2015.
Como converter energia de biomassa em energia de alta qualidade, limpeza e conveniente se tornou um problema urgente a ser resolvido. A tecnologia de densificação de biomassa é uma das maneiras eficazes de melhorar a eficiência da incineração energética da biomassa e facilitar o transporte. Atualmente, existem quatro tipos comuns de equipamentos de forma densa nos mercados domésticos e estrangeiros: máquina de partículas de extrusão em espiral, máquina de partícula de estampagem de pistão, máquina de partícula de molde plana e máquina de partícula de molde de anel. Entre eles, a máquina de pellets de molde de anel é amplamente utilizada devido a suas características, como a necessidade de aquecimento durante a operação, requisitos amplos para o teor de umidade da matéria -prima (10% a 30%), grande saída da máquina única, alta densidade de compressão e bom efeito de formação. No entanto, esses tipos de máquinas de pellets geralmente têm desvantagens, como desgaste fácil de molde, vida útil curta, altos custos de manutenção e substituição inconveniente. Em resposta às deficiências acima da máquina de pellets de molde de anel, o autor fez um novo design de melhoria na estrutura do molde de formação e projetou um molde de formação de tipo de conjunto com vida útil longa, baixo custo de manutenção e manutenção conveniente. Enquanto isso, este artigo conduziu uma análise mecânica do molde de formação durante seu processo de trabalho.
1. Projeto de melhoria da estrutura de molde de formação para granulador de molde de anel
1.1 Introdução ao processo de formação de extrusão:A máquina de pellets de matriz de anel pode ser dividida em dois tipos: vertical e horizontal, dependendo da posição da matriz do anel; De acordo com a forma de movimento, ele pode ser dividido em duas formas diferentes de movimento: o rolo de prensagem ativo com um molde de anel fixo e o rolo de prensagem ativo com um molde de anel acionado. Esse design aprimorado é direcionado principalmente para a máquina de partículas de molde de anel com um rolo de pressão ativo e um molde de anel fixo como a forma de movimento. Consiste principalmente em duas partes: um mecanismo de transmissão e um mecanismo de partícula de molde de anel. O molde do anel e o rolo de pressão são os dois componentes do núcleo da máquina de pellets do molde do anel, com muitos orifícios de molde de formação distribuídos ao redor do molde do anel, e o rolo de pressão é instalado dentro do molde do anel. O rolo de pressão é conectado ao eixo da transmissão e o molde do anel é instalado em um suporte fixo. Quando o eixo gira, ele aciona o rolo de pressão para girar. Princípio de trabalho: primeiro, o mecanismo de transmissão transporta o material de biomassa triturado para um certo tamanho de partícula (3-5 mm) para a câmara de compressão. Em seguida, o motor aciona o eixo principal para acionar o rolo de pressão para girar, e o rolo de pressão se move a uma velocidade constante para dispersar uniformemente o material entre o rolo de pressão e o molde do anel, fazendo com que o molde do anel se compacte e o atrito com o material, o rolo de pressão com o material e o material com o material. Durante o processo de espremer atrito, a celulose e a hemicelulose no material se combinam. Ao mesmo tempo, o calor gerado pelo atrito suaviza a lignina em um aglutinante natural, o que produz celulose, hemicelulose e outros componentes mais firmemente unidos. Com o preenchimento contínuo de materiais de biomassa, a quantidade de material submetida a compressão e atrito nos orifícios de molde continua aumentando. Ao mesmo tempo, a força de aperto entre a biomassa continua aumentando e densifica e se forma continuamente no orifício de moldagem. Quando a pressão de extrusão é maior que a força de atrito, a biomassa sendo extrudada continuamente dos orifícios de moldagem ao redor do molde do anel, formando combustível de moldagem por biomassa com uma densidade de moldagem de cerca de 1g/cm3.
1.2 Desgaste da formação de moldes:A saída única da máquina da máquina de pellets é grande, com um grau relativamente alto de automação e forte adaptabilidade às matérias -primas. Pode ser amplamente utilizado para o processamento de várias matérias-primas de biomassa, adequado para a produção em larga escala de combustíveis de formação de densos de biomassa e atendendo aos requisitos de desenvolvimento da densa de biomassa, formando a industrialização de combustível no futuro. Portanto, a máquina de pellets de molde de anel é amplamente utilizada. Devido à possível presença de pequenas quantidades de areia e outras impurezas sem biomassa no material de biomassa processado, é altamente provável que cause desgaste significativo no molde do anel da máquina de pellets. A vida útil do molde do anel é calculada com base na capacidade de produção. Atualmente, a vida útil do molde do anel na China é de apenas 100-1000t.
A falha do molde do anel ocorre principalmente nos quatro fenômenos a seguir: ① Depois que o molde do anel funciona por um período de tempo, a parede interna do orifício da formação de molde desgasta e a abertura aumenta, resultando em deformação significativa do combustível formado produzido; ② A inclinação de alimentação do orifício da matriz da formação do molde do anel é desgastada, resultando em uma diminuição na quantidade de material de biomassa espremido no orifício da matriz, uma diminuição na pressão de extrusão e fácil bloqueio do orifício da matriz formando, levando à falha do molde do anel (Figura 2); ③ Após os materiais da parede interna e reduz acentuadamente a quantidade de descarga (Figura 3);
④ Após o desgaste do orifício interno do molde do anel, a espessura da parede entre as peças de molde adjacente L se torna mais fina, resultando em uma diminuição na resistência estrutural do molde do anel. As rachaduras são propensas a ocorrer na seção mais perigosa e, à medida que as rachaduras continuam a se estender, ocorre o fenômeno da fratura do molde do anel. A principal razão para o desgaste fácil e a vida útil curta do molde do anel é a estrutura irracional do molde de anel de formação (o molde do anel é integrado aos orifícios do molde de formação). A estrutura integrada dos dois é propensa a tais resultados: às vezes, quando apenas alguns furos de moldes formadores do molde de anel são desgastados e não podem funcionar, todo o molde do anel precisa ser substituído, o que não apenas traz inconveniência ao trabalho de reposição, mas também causa grandes resíduos econômicos e aumenta os custos de manutenção.
1.3 Projeto de melhoria estrutural da formação de mofoPara prolongar a vida útil do molde do anel da máquina de pellets, reduzir o desgaste, facilitar a substituição e reduzir os custos de manutenção, é necessário realizar um novo design de melhoria na estrutura do molde do anel. O molde de moldagem incorporado foi usado no projeto e a estrutura aprimorada da câmara de compressão é mostrada na Figura 4. A Figura 5 mostra a visão transversal do molde de moldagem melhorado.
Esse projeto aprimorado é direcionado principalmente para a máquina de partículas de molde de anel com uma forma de movimento de rolo de pressão ativa e molde de anel fixo. O molde do anel inferior é fixado no corpo e os dois rolos de pressão são conectados ao eixo principal através de uma placa de conexão. O molde de formação é incorporado no molde do anel inferior (usando ajuste de interferência) e o molde do anel superior é fixado no molde do anel inferior através dos parafusos e fixado no molde de formação. Ao mesmo tempo, a fim de impedir que a formação do molde se recupere devido à força após o rolo do rolo de pressão e se movendo radialmente ao longo do molde do anel, os parafusos esburacados são usados para fixar o molde de formação nos moldes de anel superior e inferior, respectivamente. Para reduzir a resistência do material que entra no orifício e torná -lo mais conveniente entrar no orifício do molde. O ângulo cônico do orifício de alimentação do molde de formação projetado é de 60 ° a 120 °.
O projeto estrutural aprimorado do molde de formação tem as características de vários ciclos e longa vida útil do serviço. Quando a máquina de partículas funciona por um período de tempo, a perda de atrito faz com que a abertura do molde de formação seja maior e passivada. Quando o molde de formação gasto é removido e expandido, ele pode ser usado para a produção de outras especificações de formação de partículas. Isso pode alcançar a reutilização de moldes e economizar custos de manutenção e reposição.
Para prolongar a vida útil do granulador e reduzir os custos de produção, o rolo de pressão adota aço de alto carbono com boa resistência ao desgaste, como 65mn. O molde de formação deve ser feito de liga de aço carburado ou liga de cromo de níquel de baixo carbono, como conter Cr, Mn, Ti, etc. Devido à melhoria da câmara de compressão, a força de atrito experimentada pelos moldes de anel superior e inferior durante a operação é relativamente pequena em comparação com o molde de formação. Portanto, o aço carbono comum, como o aço 45, pode ser usado como material para a câmara de compressão. Comparado aos moldes de anel de formação integrados tradicionais, ele pode reduzir o uso de aço de liga caro, reduzindo assim os custos de produção.
2. Análise mecânica do molde de formação da máquina de pellets de molde de anel durante o processo de trabalho do molde de formação.
Durante o processo de moldagem, a lignina no material é completamente amolecida devido ao ambiente de alta pressão e alta temperatura gerado no molde de moldagem. Quando a pressão de extrusão não está aumentando, o material passa por plastificação. O material flui bem após a plastificação, para que o comprimento possa ser definido como d. O molde de formação é considerado um vaso de pressão e o estresse no molde de formação é simplificado.
Através da análise de cálculo mecânico acima, pode -se concluir que, para obter a pressão em qualquer ponto dentro do molde de formação, é necessário determinar a tensão circunferencial nesse ponto dentro do molde de formação. Em seguida, a força de atrito e a pressão nesse local podem ser calculados.
3. Conclusão
Este artigo propõe um novo design de melhoria estrutural para a formação de molde do pelotizador do molde de anel. O uso de moldes de formação incorporado pode efetivamente reduzir o desgaste do molde, prolongar a vida útil do ciclo do molde, facilitar a substituição e a manutenção e reduzir os custos de produção. Ao mesmo tempo, a análise mecânica foi realizada no molde de formação durante seu processo de trabalho, fornecendo uma base teórica para mais pesquisas no futuro.
Hora de postagem: 22-2024 de fevereiro