Amarga kandungan zat mbebayani sing luwih murah kaya ta awu, nitrogen, lan belerang ing biomassa dibandhingake karo energi mineral, biomassa nduweni ciri-ciri cadangan gedhe, aktivitas karbon sing apik, gampang diobong, lan komponen volatil sing dhuwur. Mulane, biomassa minangka bahan bakar energi sing ideal banget lan cocog banget kanggo konversi lan pemanfaatan pembakaran. Awu sisa sawise pembakaran biomassa sugih nutrisi sing dibutuhake dening tanduran kayata fosfor, kalsium, kalium, lan magnesium, saengga bisa digunakake minangka pupuk kanggo bali menyang lapangan. Amarga cadangan sumber daya sing gedhe banget lan kaluwihan energi biomassa sing bisa dianyari, saiki dianggep minangka pilihan penting kanggo pangembangan energi anyar nasional dening negara-negara ing saindenging jagad. Komisi Pembangunan lan Reformasi Nasional China wis nyatakake kanthi jelas ing "Rencana Implementasi kanggo Pemanfaatan Komprehensif Jerami Tanaman sajrone Rencana Lima Tahun kaping 12" yen tingkat pemanfaatan komprehensif jerami bakal tekan 75% ing taun 2013, lan ngupayakake ngluwihi 80% ing taun 2015.
Cara ngowahi energi biomassa dadi energi sing berkualitas tinggi, resik, lan trep wis dadi masalah sing penting banget kanggo dirampungake. Teknologi densifikasi biomassa minangka salah sawijining cara sing efektif kanggo ningkatake efisiensi pembakaran energi biomassa lan nggampangake transportasi. Saiki, ana patang jinis peralatan pembentuk padat sing umum ing pasar domestik lan manca negara: mesin partikel ekstrusi spiral, mesin partikel stamping piston, mesin partikel cetakan datar, lan mesin partikel cetakan cincin. Antarane, mesin pelet cetakan cincin digunakake sacara wiyar amarga karakteristike kayata ora perlu dipanasake sajrone operasi, syarat sing jembar kanggo kandungan kelembapan bahan mentah (10% nganti 30%), output mesin tunggal sing gedhe, kepadatan kompresi sing dhuwur, lan efek pembentuk sing apik. Nanging, jinis mesin pelet iki umume duwe kekurangan kayata gampang rusak cetakan, umur layanan sing cendhak, biaya perawatan sing dhuwur, lan panggantos sing ora trep. Kanggo nanggepi kekurangan mesin pelet cetakan cincin ing ndhuwur, penulis wis nggawe desain perbaikan anyar ing struktur cetakan pembentuk, lan ngrancang cetakan pembentuk jinis set kanthi umur layanan sing dawa, biaya perawatan sing murah, lan perawatan sing trep. Sauntara kuwi, artikel iki nindakake analisis mekanik cetakan pembentuk sajrone proses kerjane.
1. Peningkatan Desain Struktur Cetakan Pembentuk kanggo Granulator Cetakan Cincin
1.1 Pambuka Proses Pembentukan Ekstrusi:Mesin pelet cetakan cincin bisa dipérang dadi rong jinis: vertikal lan horisontal, gumantung saka posisi cetakan cincin; Miturut wujud gerakan, bisa dipérang dadi rong wujud gerakan sing béda: roller penekan aktif nganggo cetakan cincin tetep lan roller penekan aktif nganggo cetakan cincin sing digerakake. Desain sing luwih apik iki utamane ditujokake kanggo mesin partikel cetakan cincin nganggo roller tekanan aktif lan cetakan cincin tetep minangka wujud gerakan. Utamane kasusun saka rong bagean: mekanisme pangiriman lan mekanisme partikel cetakan cincin. Cetakan cincin lan roller tekanan minangka rong komponen inti saka mesin pelet cetakan cincin, kanthi akeh bolongan cetakan pembentuk sing disebar ing sekitar cetakan cincin, lan roller tekanan dipasang ing njero cetakan cincin. Roller tekanan disambungake menyang spindel transmisi, lan cetakan cincin dipasang ing braket tetep. Nalika spindel muter, roller tekanan bakal muter. Prinsip kerja: Kapisan, mekanisme pangiriman ngangkut bahan biomassa sing diremuk menyang ukuran partikel tartamtu (3-5mm) menyang ruang kompresi. Banjur, motor nggerakake poros utama kanggo nggerakake roller tekanan supaya muter, lan roller tekanan obah kanthi kecepatan konstan kanggo nyebarake materi kanthi rata ing antarane roller tekanan lan cetakan cincin, nyebabake cetakan cincin kompres lan gesekan karo materi, roller tekanan karo materi, lan materi karo materi. Sajrone proses gesekan peregangan, selulosa lan hemiselulosa ing materi kasebut gabung karo siji liyane. Ing wektu sing padha, panas sing diasilake saka gesekan peregangan nglembutake lignin dadi pengikat alami, sing ndadekake selulosa, hemiselulosa, lan komponen liyane luwih kenceng kaiket. Kanthi terus-terusan ngisi bahan biomassa, jumlah bahan sing kena kompresi lan gesekan ing bolongan cetakan sing mbentuk terus saya tambah. Ing wektu sing padha, gaya peregangan antarane biomassa terus saya tambah, lan terus-terusan dadi padhet lan kawangun ing bolongan cetakan. Nalika tekanan ekstrusi luwih gedhe tinimbang gaya gesekan, biomassa diekstrusi terus-terusan saka bolongan cetakan ing sekitar cetakan cincin, mbentuk bahan bakar cetakan biomassa kanthi kapadhetan cetakan udakara 1g/Cm3.
1.2 Keausan Cetakan Pembentuk:Output mesin tunggal saka mesin pelet iku gedhe, kanthi tingkat otomatisasi sing relatif dhuwur lan kemampuan adaptasi sing kuwat kanggo bahan mentah. Iki bisa digunakake sacara wiyar kanggo ngolah macem-macem bahan mentah biomassa, cocok kanggo produksi bahan bakar padat biomassa skala gedhe, lan nyukupi syarat pangembangan industrialisasi bahan bakar padat biomassa ing mangsa ngarep. Mulane, mesin pelet cetakan cincin digunakake sacara wiyar. Amarga anané jumlah pasir lan rereged non-biomassa liyane ing bahan biomassa sing diolah, kemungkinan gedhe bakal nyebabake kerusakan sing signifikan ing cetakan cincin mesin pelet. Umur layanan cetakan cincin diitung adhedhasar kapasitas produksi. Saiki, umur layanan cetakan cincin ing China mung 100-1000t.
Gagale cetakan cincin utamane kedadeyan ing papat fenomena ing ngisor iki: ① Sawise cetakan cincin kerja sajrone wektu tartamtu, tembok njero bolongan cetakan mbentuk bakal aus lan aperture mundhak, sing nyebabake deformasi sing signifikan saka bahan bakar sing diasilake; ② Kemiringan pakan bolongan die mbentuk cetakan cincin bakal aus, sing nyebabake penurunan jumlah bahan biomassa sing dipencet menyang bolongan die, penurunan tekanan ekstrusi, lan gampang nyumbat bolongan die mbentuk, sing nyebabake kegagalan cetakan cincin (Gambar 2); ③ Sawise bahan tembok njero lan nyuda jumlah pembuangan kanthi cetha (Gambar 3);
④ Sawise bolongan njero cetakan cincin rusak, kekandelan tembok antarane potongan cetakan sing jejer L dadi luwih tipis, sing nyebabake penurunan kekuatan struktural cetakan cincin. Retakan cenderung kedadeyan ing bagean sing paling mbebayani, lan nalika retakan terus ngluwihi, fenomena retak cetakan cincin kedadeyan. Alesan utama kanggo gampang rusak lan umur layanan cetakan cincin sing cendhak yaiku struktur cetakan cincin pembentuk sing ora masuk akal (cetakan cincin terintegrasi karo bolongan cetakan pembentuk). Struktur terintegrasi saka loro kasebut rentan marang asil kasebut: kadhangkala nalika mung sawetara bolongan cetakan pembentuk cetakan cincin sing rusak lan ora bisa digunakake, kabeh cetakan cincin kudu diganti, sing ora mung nggawa rasa ora nyaman kanggo karya panggantos, nanging uga nyebabake pemborosan ekonomi sing gedhe lan nambah biaya perawatan.
1.3 Desain Peningkatan Struktural saka Cetakan PembentukKanggo ngluwihi umur layanan cetakan cincin mesin pelet, nyuda karusakan, nggampangake panggantos, lan nyuda biaya perawatan, perlu ditindakake desain perbaikan anyar ing struktur cetakan cincin. Cetakan cetakan sing dipasang digunakake ing desain kasebut, lan struktur ruang kompresi sing luwih apik dituduhake ing Gambar 4. Gambar 5 nuduhake tampilan penampang cetakan sing luwih apik.
Desain sing luwih apik iki utamane ditujokake kanggo mesin partikel cetakan cincin kanthi bentuk gerakan roller tekanan aktif lan cetakan cincin tetep. Cetakan cincin ngisor dipasang ing awak, lan rong roller tekanan disambungake menyang poros utama liwat pelat penghubung. Cetakan pembentuk dipasang ing cetakan cincin ngisor (nggunakake pas gangguan), lan cetakan cincin ndhuwur dipasang ing cetakan cincin ngisor liwat baut lan dijepit ing cetakan pembentuk. Ing wektu sing padha, kanggo nyegah cetakan pembentuk saka mantul amarga gaya sawise roller tekanan muter lan obah radial ing sadawane cetakan cincin, sekrup countersunk digunakake kanggo ndandani cetakan pembentuk menyang cetakan cincin ndhuwur lan ngisor. Kanggo nyuda resistensi bahan sing mlebu bolongan lan nggawe luwih trep kanggo mlebu bolongan cetakan. Sudut kerucut bolongan pakan cetakan pembentuk sing dirancang yaiku 60 ° nganti 120 °.
Desain struktural cetakan sing luwih apik nduweni ciri-ciri multi-siklus lan umur layanan sing dawa. Nalika mesin partikel kerja sajrone wektu sing suwe, kerugian gesekan nyebabake aperture cetakan dadi luwih gedhe lan pasif. Nalika cetakan sing wis aus dicopot lan dikembangake, bisa digunakake kanggo produksi spesifikasi partikel pembentuk liyane. Iki bisa entuk panggunaan maneh cetakan lan ngirit biaya perawatan lan panggantos.
Kanggo ngluwihi umur layanan granulator lan nyuda biaya produksi, roller tekanan nggunakake baja mangan karbon dhuwur kanthi tahan aus sing apik, kayata 65Mn. Cetakan pembentuk kudu digawe saka baja karburasi paduan utawa paduan kromium nikel karbon rendah, kayata sing ngemot Cr, Mn, Ti, lan liya-liyane. Amarga perbaikan ruang kompresi, gaya gesekan sing dialami dening cetakan cincin ndhuwur lan ngisor sajrone operasi relatif cilik dibandhingake karo cetakan pembentuk. Mulane, baja karbon biasa, kayata baja 45, bisa digunakake minangka bahan kanggo ruang kompresi. Dibandhingake karo cetakan cincin pembentuk terpadu tradisional, bisa nyuda panggunaan baja paduan sing larang, saengga nyuda biaya produksi.
2. Analisis mekanik cetakan pembentuk mesin pelet cetakan cincin sajrone proses kerja cetakan pembentuk.
Sajrone proses pencetakan, lignin ing bahan kasebut bakal alus banget amarga lingkungan tekanan dhuwur lan suhu dhuwur sing diasilake ing cetakan cetakan. Nalika tekanan ekstrusi ora mundhak, bahan kasebut ngalami plastisisasi. Bahan kasebut mili kanthi apik sawise plastisisasi, saengga dawane bisa disetel dadi d. Cetakan pembentuk dianggep minangka wadhah tekanan, lan tekanan ing cetakan pembentuk disederhanakake.
Liwat analisis pitungan mekanik ing ndhuwur, bisa disimpulake yen kanggo entuk tekanan ing titik apa wae ing njero cetakan, perlu ditemtokake regangan keliling ing titik kasebut ing njero cetakan. Banjur, gaya gesekan lan tekanan ing lokasi kasebut bisa diitung.
3. Dudutan
Artikel iki ngusulake desain perbaikan struktural anyar kanggo cetakan pembentuk pelet cetakan cincin. Panggunaan cetakan pembentuk sing dipasang bisa kanthi efektif nyuda keausan cetakan, ngluwihi umur siklus cetakan, nggampangake panggantos lan pangopènan, lan nyuda biaya produksi. Ing wektu sing padha, analisis mekanik ditindakake ing cetakan pembentuk sajrone proses kerjane, nyedhiyakake basis teoretis kanggo riset luwih lanjut ing mangsa ngarep.
Wektu kiriman: 22 Februari 2024