秸稈燃料成型機(jī)平模失效機(jī)理及改進(jìn)方案探討

白帥偉 楊北方 李文濤 曹江衛(wèi) 龐蒙

摘要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種各樣的環(huán)境污染問(wèn)題不斷突出，能源問(wèn)題已經(jīng)成為世界各國(guó)所關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。當(dāng)前世界所儲(chǔ)存的能源中，不可再生能源占據(jù)總能源體量的70%以上，而隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們對(duì)生活質(zhì)量的需求使得資源消耗總量在不斷增大，不可再生能源枯竭問(wèn)題將成為未來(lái)限制人類發(fā)展的重要瓶頸。秸稈燃料成型機(jī)作為一種能源再生手段，其在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中仍存在諸多問(wèn)題，因此為了確保能源充分利用，最大程度的保護(hù)環(huán)境，對(duì)于秸稈燃料成型機(jī)平模失效機(jī)理及改進(jìn)方案的探討勢(shì)在必行。

關(guān)鍵詞：秸稈燃料成型機(jī);平模;失效

1. 秸稈燃料成型機(jī)平模成型機(jī)的機(jī)構(gòu)和工作原理

秸稈燃料平模成型機(jī)的主要構(gòu)成分為兩個(gè)部分，一個(gè)為壓輥，另一個(gè)是平模。其中壓輥的主要作用是壓貼，按照規(guī)定的方向隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使秸稈和燃料之間產(chǎn)生較大摩擦力，在此過(guò)程中將會(huì)生產(chǎn)出目標(biāo)產(chǎn)品，即生物質(zhì)燃料。平模則是在平面上特定位置上設(shè)置一個(gè)?？祝渲饕饔镁褪菍⒔斩捨锪显诮?jīng)過(guò)壓輥后通過(guò)孔后受到一定的壓力形成一個(gè)致密的結(jié)構(gòu)，為生物質(zhì)燃料定型，具備一定的形狀。在完成上述兩個(gè)步驟后，生物質(zhì)燃料將會(huì)到達(dá)出料口，最后做好儲(chǔ)存措施和包裝，以供運(yùn)輸和使用。

平模成型機(jī)的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，容易上手，其動(dòng)力主要是有機(jī)器內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)作為主要?jiǎng)恿μ峁┰?，物料在進(jìn)入進(jìn)料口后，利用傳送帶將物料送達(dá)各個(gè)處理點(diǎn)，經(jīng)過(guò)主軸、壓輥、平模和切口幾個(gè)流程，最終達(dá)到出料口。

2.平模失效機(jī)理探究

2.1平模部件材料選材不當(dāng)

在平模部分的選材對(duì)于其本身的性能將會(huì)產(chǎn)生明顯的影響，不同的材料對(duì)于物料所產(chǎn)生的作用存在一定的差別。當(dāng)選材不當(dāng)時(shí)，則會(huì)加速平模機(jī)的老化和損耗進(jìn)程，縮短設(shè)備使用壽命。在選材時(shí)應(yīng)該充分考慮不同材料的特殊性能，例如可塑性、耐磨性和抗強(qiáng)度等，要根據(jù)不同材料的特點(diǎn)進(jìn)行使用，確保平模設(shè)備的高效正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免平模失效情況的出現(xiàn)。

2.2模具表面加工質(zhì)量不佳

從設(shè)備性能方面考慮，模具表面的加工質(zhì)量對(duì)于最終的產(chǎn)品形態(tài)產(chǎn)生明顯影響。當(dāng)模具加工精度越高時(shí)，模具加工的預(yù)期效果與實(shí)際工作效果之間所存在的差距越小，反之則會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。當(dāng)模具表面不平整，存在明顯的加工痕跡時(shí)，則可能會(huì)導(dǎo)致模具在使用過(guò)程中出現(xiàn)斷裂和損毀的現(xiàn)象;而長(zhǎng)時(shí)間的超負(fù)荷運(yùn)行也會(huì)導(dǎo)致模具出現(xiàn)失效的情況。在設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)床和數(shù)控加工時(shí)在模具表面所留下的“亮白層”會(huì)降低模具使用壽命，抗壓性降低。

2.3設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理

設(shè)備部件本身的結(jié)構(gòu)對(duì)于秸稈燃料成型機(jī)的平模所產(chǎn)生的影響不容忽視。壓輥和平模是構(gòu)成秸稈燃料成型機(jī)的主要構(gòu)成，不同型號(hào)的壓輥所對(duì)應(yīng)的平模也不盡相同，因此在進(jìn)行秸稈燃料成型機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考核不同型號(hào)平模所對(duì)應(yīng)的壓輥型號(hào)，要最大程度的降低和減少成型機(jī)對(duì)于平模的損耗。在經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐后，秸稈物料在經(jīng)過(guò)壓輥后，受到一定的壓力最終才能夠從平模的?？字谐鰜?lái)，且其壓力呈現(xiàn)出逐漸增大的態(tài)勢(shì)，而這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于平模的設(shè)計(jì)具有一定的參考作用。

2.4加工條件的影響

加工條件主要是指物料、模具間隙和潤(rùn)滑三個(gè)方面。在進(jìn)行物料的選擇上應(yīng)該盡可能的按照秸稈成型機(jī)和平模設(shè)備的要求，其中含水率大小和物料顆粒的粗細(xì)都會(huì)對(duì)秸稈燃料成型機(jī)和平模產(chǎn)生不同的影響，當(dāng)物料與設(shè)備要求存在明顯差別時(shí)，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致平模設(shè)備的失效。其次模具間隙的調(diào)整主要體現(xiàn)在壓輥和平模上，過(guò)大過(guò)小也是導(dǎo)致平模失效的重要原因。最后，潤(rùn)滑主要是指潤(rùn)滑效果對(duì)于平模機(jī)的影響。不合理的潤(rùn)滑操作對(duì)于平模設(shè)備反而是一個(gè)負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致零件之間間隙的增大，因此正確使用潤(rùn)滑劑也是確保平模設(shè)備正常工資的重要基礎(chǔ)。

3改進(jìn)方案

3.1選材的改進(jìn)

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，模具的打造本身就是一項(xiàng)較為細(xì)致且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?，因此模具的選材對(duì)于最終成品的影響至關(guān)重要。從選材工作來(lái)說(shuō)，首選需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)和對(duì)比，在對(duì)不同材料的性質(zhì)和性能進(jìn)行充分的研究后，最終確定最佳材料，或者不同情況下的特殊材料。要充分挖掘和借鑒國(guó)外相關(guān)最新材料的研究成果，打造淬透性和韌性更強(qiáng)的平模設(shè)備。此外，在進(jìn)行新材料研發(fā)的過(guò)程中應(yīng)該重點(diǎn)對(duì)新材料的所用壽命和損耗進(jìn)度進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。

在模具表面強(qiáng)化材料的選擇上應(yīng)該盡可能的提高其耐磨性和耐疲勞性能。模具的選購(gòu)上應(yīng)該對(duì)模具表面進(jìn)行全面檢查，對(duì)模具質(zhì)量進(jìn)行重點(diǎn)把關(guān)，確保模具內(nèi)外部的性能能夠達(dá)到預(yù)期效果。

3.2平模機(jī)能的提升和保持

平模機(jī)能的主要決定因素除了模具質(zhì)量、選材等方面因素外，在使用過(guò)程中對(duì)于物料的操作過(guò)程也會(huì)影響平模設(shè)備。如利用加工物料的自身重量，去恰當(dāng)調(diào)整平模的工作面角度，有利于物料利用自身重力下滑，減少燃料和電力的花費(fèi)。再如在進(jìn)行模孔設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對(duì)物料時(shí)候方便進(jìn)入進(jìn)行不斷的測(cè)試和調(diào)整，要細(xì)致的觀察設(shè)備在實(shí)際使用過(guò)程中的狀態(tài)，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄，為后續(xù)的調(diào)整工作提供充足的數(shù)據(jù)支撐。

4結(jié)語(yǔ)

秸稈燃料成型機(jī)平模失效是不可避免的，我們所需要做到的就是在出現(xiàn)此種情況時(shí)盡快采取正確的處理措施。同時(shí)為了減少平模失效的概率還需要進(jìn)行全方位的改良和科學(xué)的管理。在實(shí)際改進(jìn)的過(guò)程中需要從設(shè)備本身和加工工藝兩個(gè)部分著手，從根本上找到平模失效的原因，有針對(duì)性的入手解決問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低成本的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳飛，王家珂，徐穎梅.秸稈燃料擠壓成型機(jī)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2021（01）：124-125.

[2]曹彪彪，李亦哲，費(fèi)秀國(guó)，葛艷艷，肖茂華.基于新型移動(dòng)作業(yè)式造粒機(jī)的平模分析[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2020（05）：187-188.

[3]劉通. 制粒機(jī)平模結(jié)構(gòu)分析及表面強(qiáng)化[D].東南大學(xué)，2016.

[4] 牛振華，雷亞平，楊北方. 基于Creo Simulate的生物質(zhì)成型機(jī)成型套筒有限元分析[J]. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2019，40（01）.

課題來(lái)源：河北省邢臺(tái)市科學(xué)技術(shù)局2021年邢臺(tái)市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目《基于秸稈成型機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究》（2021ZC008）