隨著活塞沖桿的前移,物料進人穩定成型區。在該區活塞沖桿壓力急劇增大,進一步排除氣體,相互貼緊、堆砌和鑲嵌,并將前面基本成型的物料壓入成型錐筒內。隨成型錐筒孔徑的逐漸縮小,擠壓作用越來越強烈,在成型錐筒內物料發生不可逆的塑性變形和薪結,直至成型后被不斷成型的物料推入保型區。
對于活塞沖壓式成型設備,成型管是主要的磨損部件,物料在成型管內受擠壓作用而成型。為了使物料成型時有足夠的壓力,成型筒通常設計成錐形管,此時錐角的選擇是關鍵。錐角過小,收縮度達不到,物料擠壓后不易成型或成型后產品的密度達不到要求;錐角過大,則成型阻力過大,存在積壓死區,易堵塞,且成型錐管所受的側壓力增大,磨損增加,降低了成型錐管的使用壽命;钊麤_壓式成型設備的成型管采用低合金耐磨鋼的較多,如20CrMnTi等。在一定的熱處理工藝后,其表面硬度可以達到HRC55以上,且韌性較好,能夠耐沖壓過程的沖擊。活塞沖壓式成型設備其使用修復周期相對較長,可以達到500 ho
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圖中給出了部分生物質原料在顆粒尺度為15--}25~時的堆積密度。從圖中可看到,實際存在著兩類的植物原料,一類是包括硬木、軟木、玉米芯等在內的所謂硬材,它們的堆積密度為250300 kg/m';另一類主要包括各種秸稈即所謂軟材,它們的堆積密度遠小于木質燃料。例如,玉米秸的堆積密度相當于木材的1/4,麥秸的堆積密度相當于木材的1/10以下。
生物質中大量的含氧官能團對無機物質的包容能力比較強,為這一類物質在燃料中駐留提供了可能的場所,因此桔稈中內在固有無機物元素的含量一般較高。這些元素的來源主要有兩個:一是秸稈本身固有的,是其在生長過程中從土壤、地下水、大氣中通過生物吸附而來的;二是來自人們利用秸稈過程中混入的灰塵、土壤,其組分與燃料固有的灰分差別很大。后者常常是秸稈燃料灰分的主要組成部分。
木質素呈白色或近白色,不溶于溶劑,質地脆弱,在高溫下能溶解,其溶液呈乳白色或深褐色。它具有芳香族的特性。由于木質素中含有各種官能團,其化學性質比較活潑,如發生磺化反應,使木質素變成可溶性木質素磺酸鹽,氯化作用變成可溶性氯化木質素。木質素最容易氧化,尤其在光照、高溫和堿存在下,氧化更為迅速。木質素不能被動物所消化,在土壤中能轉化成腐殖質。
壓輥是平模式成型機的關鍵部件,壓輥的結構形狀、直徑、數量、布局方式、轉速及材料等要素都影響生物質成型效果、維修周期。在設計時,除了根據設計要求來確定壓輥的基本參數外,還要與平模盤對應配合使用。在實際應用中,還應注意以下幾個方面的問題:①壓輥的轉速盡可能地低一些,一般應小于140 r/min。壓輥轉速低,滑移作用減弱,可降低壓輥的磨損,提高壓輥的使用壽命,節約維修成本;②盡可能加大壓輥的直徑,增加壓輥切線與成型孔的接觸時間,提高原料壓人量,對于直徑80 cm以上的平模可考慮增加壓輥數量(錢海燕等,2009),如圖6. 30所示,但會引起進料架空、喂入速度降低等問題,要采取適當措施解決;③改變壓輥外緣的結構形狀。壓輥的外緣的齒形設計成梯形齒、形斜齒等形狀,不僅利于增大壓輥表面與生物質間的摩擦力,提高原料壓緊效率,還有利于提高原料喂人量;④將壓輥外緣磨損最快的齒圈部分單獨設計,套裝在安裝軸承的輥軸上。壓輥齒圈部分的材料可選用優質合金鋼,如27SiMn或熱處理性能好的Cr12MoV等,可大大提高耐磨性能。齒圈磨損后可單獨更換,拆裝方便,組合式壓輥結構如圖6. 31所示;⑤合理選擇壓輥的材料,整體壓輥的材料可選用耐磨性較好的20Cr,采用滲碳淬火熱處理使其齒面具有較高硬度,提高使用壽命。