Karena zat berbahaya yang lebih rendah seperti abu, nitrogen, dan belerang dalam biomassa dibandingkan dengan energi mineral, ia memiliki karakteristik cadangan besar, aktivitas karbon yang baik, pengapian yang mudah, dan komponen volatil tinggi. Oleh karena itu, biomassa adalah bahan bakar energi yang sangat ideal dan sangat cocok untuk konversi dan pemanfaatan pembakaran. Abu residu setelah pembakaran biomassa kaya akan nutrisi yang dibutuhkan oleh tanaman seperti fosfor, kalsium, kalium, dan magnesium, sehingga dapat digunakan sebagai pupuk untuk kembali ke lapangan. Mengingat cadangan sumber daya yang sangat besar dan keuntungan terbarukan yang unik dari energi biomassa, saat ini dianggap sebagai pilihan penting untuk pengembangan energi baru nasional oleh negara -negara di seluruh dunia. Komisi Pembangunan dan Reformasi Nasional Tiongkok telah dengan jelas menyatakan dalam "Rencana Implementasi untuk Pemanfaatan Komprehensif Tanaman Jerami Selama Rencana Lima Tahun ke -12" bahwa tingkat pemanfaatan jerami yang komprehensif akan mencapai 75% pada 2013, dan berusaha melebihi 80% pada tahun 2015.
Cara mengubah energi biomassa menjadi energi berkualitas tinggi, bersih, dan nyaman telah menjadi masalah mendesak untuk diselesaikan. Teknologi kepadatan biomassa adalah salah satu cara efektif untuk meningkatkan efisiensi pembakaran energi biomassa dan memfasilitasi transportasi. Saat ini, ada empat jenis umum peralatan pembentukan padat di pasar domestik dan luar negeri: mesin partikel ekstrusi spiral, mesin partikel stamping piston, mesin partikel cetakan datar, dan mesin partikel cetakan cincin. Di antara mereka, mesin pelet cetakan cincin banyak digunakan karena karakteristiknya seperti tidak perlu pemanasan selama operasi, persyaratan luas untuk kadar air bahan baku (10% hingga 30%), output mesin tunggal besar, kepadatan kompresi tinggi, dan efek pembentukan yang baik. Namun, jenis mesin pelet ini umumnya memiliki kelemahan seperti pakaian cetakan yang mudah, masa pakai yang pendek, biaya perawatan yang tinggi, dan penggantian yang tidak nyaman. Menanggapi kekurangan mesin pelet cetakan cincin di atas, penulis telah membuat desain peningkatan baru pada struktur cetakan pembentukan, dan merancang cetakan yang membentuk jenis set dengan umur layanan yang panjang, biaya perawatan rendah, dan pemeliharaan yang nyaman. Sementara itu, artikel ini melakukan analisis mekanis dari cetakan pembentukan selama proses kerjanya.
1. Desain Peningkatan dari struktur cetakan pembentukan untuk granulator cetakan cincin
1.1 Pengantar proses pembentukan ekstrusi:Mesin pelet cincin die dapat dibagi menjadi dua jenis: vertikal dan horizontal, tergantung pada posisi cincin die; Menurut bentuk gerak, itu dapat dibagi menjadi dua bentuk gerak yang berbeda: rol penekan aktif dengan cetakan cincin tetap dan rol penekan aktif dengan cetakan cincin yang digerakkan. Desain yang ditingkatkan ini terutama ditujukan pada mesin partikel cetakan cincin dengan rol tekanan aktif dan cetakan cincin tetap sebagai bentuk gerak. Ini terutama terdiri dari dua bagian: mekanisme pengangkutan dan mekanisme partikel cetakan cincin. Cetakan cincin dan roller tekanan adalah dua komponen inti dari mesin pelet cetakan cincin, dengan banyak lubang cetakan yang terbentuk di sekitar cetakan cincin, dan rol tekanan dipasang di dalam cetakan cincin. Rol tekanan terhubung ke spindel transmisi, dan cetakan cincin dipasang pada braket tetap. Ketika spindel berputar, ia menggerakkan rol tekanan untuk berputar. Prinsip Kerja: Pertama, mekanisme pengangkutan mengangkut bahan biomassa yang dihancurkan ke dalam ukuran partikel tertentu (3-5mm) ke dalam ruang kompresi. Kemudian, motor menggerakkan poros utama untuk menggerakkan rol tekanan untuk berputar, dan rol tekanan bergerak pada kecepatan konstan untuk membubarkan bahan secara merata antara rol tekanan dan cetakan cincin, menyebabkan cetakan cincin mengompres dan gesekan dengan bahan, rol tekanan dengan bahan, dan bahan dengan bahan. Selama proses pemerasan gesekan, selulosa dan hemiselulosa dalam material bergabung satu sama lain. Pada saat yang sama, panas yang dihasilkan dengan memeras gesekan melembutkan lignin menjadi pengikat alami, yang membuat selulosa, hemiselulosa, dan komponen lain lebih terikat bersama. Dengan pengisian bahan biomassa yang terus menerus, jumlah bahan yang mengalami kompresi dan gesekan dalam lubang cetakan pembentukan terus meningkat. Pada saat yang sama, kekuatan pemerasan antara biomassa terus meningkat, dan terus menerus memadatkan dan membentuk dalam lubang cetakan. Ketika tekanan ekstrusi lebih besar dari gaya gesekan, biomassa diekstrusi terus menerus dari lubang cetakan di sekitar cetakan cincin, membentuk bahan bakar cetakan biomassa dengan kepadatan cetakan sekitar 1g/cm3.
1.2 Keausan membentuk cetakan:Output mesin tunggal dari mesin pelet besar, dengan tingkat otomatisasi yang relatif tinggi dan kemampuan beradaptasi yang kuat terhadap bahan baku. Ini dapat banyak digunakan untuk memproses berbagai bahan baku biomassa, cocok untuk produksi besar-besaran dari bahan bakar pembentukan biomassa yang padat, dan memenuhi persyaratan pengembangan biomassa pembentukan industrialisasi bahan bakar di masa depan. Oleh karena itu, mesin pelet cetakan cincin banyak digunakan. Karena kemungkinan adanya sejumlah kecil pasir dan kotoran non biomassa lainnya dalam bahan biomassa yang diproses, sangat mungkin menyebabkan keausan yang signifikan pada cetakan cincin mesin pelet. Umur servis cetakan cincin dihitung berdasarkan kapasitas produksi. Saat ini, masa pakai cetakan cincin di Cina hanya 100-1000t.
Kegagalan cetakan cincin terutama terjadi pada empat fenomena berikut: ① Setelah cetakan cincin bekerja untuk periode waktu tertentu, dinding bagian dalam dari lubang cetakan pembentukan aus dan aperture meningkat, menghasilkan deformasi yang signifikan dari bahan bakar yang terbentuk yang dihasilkan; ② Kemiringan makan dari lubang die yang terbentuk dari cetakan cincin dikenakan, mengakibatkan penurunan jumlah bahan biomassa yang diperas ke dalam lubang die, penurunan tekanan ekstrusi, dan penyumbatan mudah dari lubang die pembentukan, yang menyebabkan kegagalan cetakan cincin (Gambar 2); ③ Setelah bahan dinding bagian dalam dan secara tajam mengurangi jumlah pelepasan (Gambar 3);
④ Setelah keausan lubang dalam cetakan cincin, ketebalan dinding antara potongan cetakan yang berdekatan L menjadi lebih tipis, menghasilkan penurunan kekuatan struktural cetakan cincin. Retakan rentan terjadi di bagian yang paling berbahaya, dan ketika retakan terus memanjang, fenomena fraktur cetakan cincin terjadi. Alasan utama untuk pemakaian yang mudah dan masa pakai jasa pendek dari cetakan cincin adalah struktur yang tidak masuk akal dari cetakan cincin pembentukan (cetakan cincin diintegrasikan dengan lubang cetakan pembentuk). Struktur terintegrasi keduanya rentan terhadap hasil seperti itu: kadang -kadang ketika hanya beberapa lubang cetakan dari cetakan cincin yang usang dan tidak dapat bekerja, seluruh cetakan cincin perlu diganti, yang tidak hanya membawa ketidaknyamanan pada pekerjaan penggantian, tetapi juga menyebabkan limbah ekonomi yang besar dan meningkatkan biaya perawatan.
1.3 Desain Peningkatan Struktural membentuk cetakanUntuk memperpanjang masa pakai cetakan cincin mesin pelet, mengurangi keausan, memfasilitasi penggantian, dan mengurangi biaya perawatan, perlu untuk melakukan desain peningkatan baru pada struktur cetakan cincin. Cetakan cetakan tertanam digunakan dalam desain, dan struktur ruang kompresi yang ditingkatkan ditunjukkan pada Gambar 4. Gambar 5 menunjukkan tampilan cross-sectional dari cetakan cetakan yang ditingkatkan.
Desain yang ditingkatkan ini terutama ditujukan pada mesin partikel cetakan cincin dengan bentuk gerak rol tekanan aktif dan cetakan cincin tetap. Cetakan cincin bawah dipasang pada tubuh, dan dua rol tekanan terhubung ke poros utama melalui pelat penghubung. Cetakan pembentukan tertanam pada cetakan cincin bawah (menggunakan kecocokan interferensi), dan cetakan cincin atas dipasang pada cetakan cincin bawah melalui baut dan dijepit pada cetakan pembentukan. Pada saat yang sama, untuk mencegah cetakan pembentukan rebound karena kekuatan setelah rol tekanan berguling dan bergerak secara radial di sepanjang cetakan cincin, sekrup countersunk digunakan untuk memperbaiki cetakan pembentukan ke cetakan cincin atas dan bawah masing -masing. Untuk mengurangi ketahanan material yang memasuki lubang dan membuatnya lebih nyaman untuk memasuki lubang cetakan. Sudut kerucut dari lubang makan dari cetakan pembentukan yang dirancang adalah 60 ° hingga 120 °.
Desain struktural yang ditingkatkan dari cetakan pembentukan memiliki karakteristik multi siklus dan umur layanan yang panjang. Ketika mesin partikel bekerja untuk jangka waktu tertentu, kehilangan gesekan menyebabkan aperture cetakan pembentukan menjadi lebih besar dan pasif. Ketika cetakan pembentukan aus dihilangkan dan diperluas, dapat digunakan untuk produksi spesifikasi lain dari pembentukan partikel. Ini dapat mencapai penggunaan kembali cetakan dan menghemat biaya perawatan dan penggantian.
Untuk memperpanjang masa pakai granulator dan mengurangi biaya produksi, rol tekanan mengadopsi baja mangan tinggi karbon tinggi dengan ketahanan aus yang baik, seperti 65 juta. Cetakan pembentukan harus terbuat dari paduan baja karburasi atau paduan kromium nikel rendah karbon, seperti mengandung Cr, Mn, Ti, dll. Karena peningkatan ruang kompresi, gaya gesekan yang dialami oleh cetakan cincin atas dan bawah selama operasi relatif kecil dibandingkan dengan cetakan pembentukan. Oleh karena itu, baja karbon biasa, seperti 45 baja, dapat digunakan sebagai bahan untuk ruang kompresi. Dibandingkan dengan cetakan cincin pembentukan terintegrasi tradisional, dapat mengurangi penggunaan baja paduan yang mahal, sehingga menurunkan biaya produksi.
2. Analisis mekanis dari cetakan pembentukan mesin pelet cetakan cincin selama proses kerja cetakan pembentukan.
Selama proses pencetakan, lignin dalam material benar-benar melunak karena lingkungan tekanan tinggi dan suhu tinggi yang dihasilkan dalam cetakan cetakan. Ketika tekanan ekstrusi tidak meningkat, bahan mengalami plastisisasi. Bahan mengalir dengan baik setelah plastisisasi, sehingga panjangnya dapat diatur ke D. Cetakan pembentukan dianggap sebagai bejana tekanan, dan tekanan pada cetakan pembentukan disederhanakan.
Melalui analisis perhitungan mekanis di atas, dapat disimpulkan bahwa untuk mendapatkan tekanan pada titik mana pun di dalam cetakan pembentukan, perlu untuk menentukan regangan melingkar pada titik itu di dalam cetakan pembentukan. Kemudian, gaya gesekan dan tekanan di lokasi itu dapat dihitung.
3. Kesimpulan
Artikel ini mengusulkan desain perbaikan struktural baru untuk membentuk cetakan peletis cetakan cincin. Penggunaan cetakan pembentukan tertanam dapat secara efektif mengurangi keausan cetakan, memperpanjang umur siklus cetakan, memfasilitasi penggantian dan pemeliharaan, dan mengurangi biaya produksi. Pada saat yang sama, analisis mekanis dilakukan pada cetakan pembentukan selama proses kerjanya, memberikan dasar teoritis untuk penelitian lebih lanjut di masa depan.
Waktu posting: Feb-22-2024