生物碳颗粒挤压成型机设计摘要粒挤压成型机加工设备的发展将以产品规格系列化产品质量优质化性能价比合理化生产加工标准化为方向，实现生物碳颗粒挤压成型机加工过程的连续化自动化，为推动我国农作物生物碳资源化利用，商品化生产，提供技术和装本支撑。.生物碳成型技术存在的问题虽然，生物碳成型机的研制目前已初具规模，但要真正实现产业化，还有些技术障碍亟待解决。成型机的问题目前大部分机组可靠性能差，运行不平稳，易损件使用寿命太短，维修和更换不方便。技术较成熟的螺旋挤压式成型机的螺杆寿命极其有限，由于物料的压缩是靠螺杆和出料套筒配合完成的，螺杆的几何尺寸和出料筒的几何尺寸必须在定的范围内，才能在较快的挤出速度下获得较大密度的成型燃料。螺杆是在较高温度和压力下工作的，与物料始终处于干摩擦状态，导致螺杆的磨损非常快。螺杆磨损到定程度时，会与出料套筒失去尺寸配合，使成型无法进行。成型原料问题生物碳原料的特点是具有季节性分散性，因此严重的影响了生物碳致密成型燃料的工业化生产，根据中国特色，必须考虑生物碳的收集半径。建议采取分散设点加工及就地使用和集中调配使用的方法。解决上述问题。考虑到收集范围问题，生物碳致密成型设备的生产率不宜过大。配套设备问题由于成型机对原料的粒度和含水率要求较高，而成型设备自动化低粉碎干燥进料和包装设备没有形成配套的生产线，工作时原料往往达不到生产要求。建议在研制和生产生物碳致密成型设备的同时，要配套相应的粉碎和干燥设备。生物碳颗粒挤压成型机的结构及成型原理.生物碳颗粒挤压成型机的结构设计本次设计的机器主要有驱动装置进料装置螺杆机筒成型装置等几个部分组成，如图所示。图生物碳颗粒挤压成型机.螺杆螺杆是生物碳颗粒挤压成型机的最重要的工作部件。是用来产生必须的压力，使物料挤出模头。螺杆通常设计矩形梯形或三角形的阿基米德螺线，可以是单头或多头。有的是为了提高产品的混炼效果，可将螺纹中断或将其做成若干个缺口，成为缺断式螺纹。.套筒套筒是生物碳料成型机的另个重要部件。在挤压机套筒内壁，刻有连续的倒槽，可以是直的，也可以是带螺旋形，其螺旋方向与螺杆旋向相反。倒槽使物料避免随螺杆作轴向旋转，这样，如果螺杆十分光滑，物料易与螺杆发生滑动，而不与套筒发生轴向滑动则物料的推进速度与螺杆速度大致成正比。.成型装置挤压机的成型装置是最终决定产品形状和结构的主要部件，它的主要部件挤压成型机前端的模头。模头借助螺钉固定在机筒出料端的法兰上，模头上有不同形状的孔，以使挤压过的生物碳通过模头来成型。模头是个很精确的零件，必须有足够的强度来承受挤压机机筒内的高压。模孔由极耐磨的材料组成，常用的材料有铬钢青铜合金，有时在模孔内镶嵌聚四氟乙烯材料。模头的构造对产品结构影响颇大，不同模头的设计对产品结构的影响不同。作为圆锥形模孔，它将降低螺腔内的压力要求，使产品获得光滑的表面。具有突变截面，模孔长度短的模头，它会对压出的产品造成较大的机械损伤从而导致产品组织细粒化柔软化和产生髓化结构。.加热与冷却装置加热与冷却是挤压加工过程顺利进行的必要条件。伴随螺杆的转速挤出压力外加热功率以及挤压系统周围介质的温度变化，机筒中的温度也会相应的发生变化。以使生物碳物料始终能在其加工工艺所要求的温度范围挤压，通常采用电阻或电感应加热和水冷却装置来不断调节机筒温度.切割装置挤压加工系统中常用的切割装置为端面切割器，切割刀具旋转平面与模板端面平行。通过调整切割刀具的旋转速度和挤压产品的线速度来获得所需挤压产品的长度。根据切割器驱动电机位置和割刀长度的不同，可分为飞速和中心两种切割器。飞速切割器的电机装在模板中心轴线外面，割刀臂较长，以很高的线速度旋转。中心切割器的刀片较短，并绕模板装置的中心轴线旋转。.控制装置挤压加工系统控制主要有微电脑电器传感器显示器仪表和执行机构等组成，其主要作用是控制电机，使其满足所需的转速，并保证各部分协调的运行控制温度压力位置和产品质量实现整个挤压生物碳颗粒挤压成型机设计摘要中生物碳和薪柴为.亿吨标煤，占.。因此发展生物碳技术，为农村地区提供生活和生产用能，是帮助这些地区脱贫致富，实现小康目标的项重要任务。由上述可知，生物碳成型技术是我们目前必须加紧研究的重大课题，而且需要我们去努力解决的问题还非常多。.国内外生物碳成型机的发展现状国外发展现状从世纪年代美国开始了压缩成型燃料技术的研究，并研制了螺旋压缩机至今共有包括日本西德意大利丹麦法国德国瑞典瑞士比利时，泰国印度越南菲律宾南非等国家先后加入了生物碳成型技术的研究行列。目前这些国家生物碳颗粒挤压成型机技术己基本成熟，并进入了规模化生产及应用阶段。并且些机型极具代表性，如比利时研制成功的型螺旋压块机，其主要性能为压块燃料的出模温度，轴向压缩力大于，压块的移动速度，耗能量，压块燃料的低位热值为.，燃料外表面有层自然纤维保护膜。还有就是联邦德国研制的系列压粒机可生产直径为的压缩粒，所用电机的功率为，能耗为。泰国印度菲律宾等国年代研制成的加粘结剂的生物碳压缩成型机等。国内发展现状而我国是在世纪年代引进螺旋挤压式生物碳成型机后开始参与生物碳压缩成型技术的研究开发的，至今已有二十多年的历史，并且取得了明显成果，如清华大学清洁能源研究与教育中心已开发出生物碳颗粒燃料冷成型技术和设备，并在北京怀柔区组织了示范项目，环境科学与工程系也有相关研究。浙江大学生物机电工程研究所能源清洁利用国家重点实验室也在生物碳成型理论成型燃料燃烧技术等方面进行了研究。国内部分厂家生产的成型机信息见表。表我国生物碳致密成型设备的主要性能指标研究单位与生产单位产品型号规格台年生产率电耗江苏省连云港市东海粮食机械厂.陕西省武功县轻功机构厂.,广西林市安无机械炭机械厂河北正定厂宏木炭设备制造厂西北农业大学能源研究室.江苏林产化学工业研究室辽宁省能源研究所产业基地中国农机院能源动力所.江苏盯治国营九三五厂型.河南农业大学Ⅲ型螺旋挤压技术螺旋挤压成型技术是目前生产生物碳颗粒挤压成型机最常用的技术，尤其是以机制炭为最终产品的用户，大都选用螺旋挤压成型机。年，通过实施国家“七五”公关项目“木质棒状螺旋挤压成型机的的开发研究”工作，国内建立了第条年产吨棒状成型燃料生产线年前后，国内部分企业和有关省的农村能源办公室从日本中国台湾比利时美国引进了近条生物碳压缩成型生产线，这些生产线基本上都是采用螺旋挤压式，大多数是以木屑为原料，生产“炭化”燃料棒状成型燃料的形状为直径左右长度左右，横截面为圆形或六角形，每根重约,用于蒸发量工业锅炉或民用炉灶。螺旋挤压成型技术的优点成品密度高。以木屑稻壳麦草等为原料，国内生产的几种螺旋挤压式成型机加工的成型棒料的密度.成品质量好热值高，更适合再加工成为炭化燃料螺旋挤压成型技术的缺点是产量低。目前国产设备的最高台时产量不到，距离规模化生产的产量要求相差较大。能耗高。粉料在螺旋挤压成型前先要经过电加温预热，挤压成型过程的吨料电耗就在以上。易损件寿命短。国产设备主要工作部件螺杆的最高寿命不超过，距离国际先进水平以上还有不小的距离。原料要求苛刻。螺旋挤压成型机采用连续挤压，成型温度通常在之间，为了避免成型过程