物料在木炭机压缩腔的体积变化分析
河南金星重工木炭机厂     2020-4-15 9:28:50    

机制木炭机的木屑棒成型要点分析 列表 制棒机常见的几种结构类型

  木屑物料从料斗进入到木炭机推进器螺旋槽内后,由于木炭机推进器的工作长度较短(推进器如图4所示、套筒如图5所示),螺杆全长绝大部分用于对物料的输送和压缩,而物料中起主要的粘结作用木质素的软化出现在套筒的压缩腔内,处在推进器端部的推进面上。物料在旋转着的木炭机推进器作用下,通过套筒内壁和推进器表面的摩擦作用不断输送和压实,此阶段物料是呈固态被向前推进,在推进过程中木屑所经过的空间截面积是变化的,正是由于这种变化引起木屑所受压力的变化。下面分析木屑经过木炭机压紧区、压缩区、定形区三个区域的截面积的变化情况。

 

图7 挤压空间截面积分析图

  1、挤压空间截面积变化。木炭机推进器与套筒配合如图6所示,推进器螺旋部分插入套筒部分长为50mm。如图6所示,以推进器与套筒中心线为X轴,推进器尾部为X轴正方向;套筒径向向上为Y轴正方向,坐标原点设定在套筒入口端面(即截面3)上,建立坐标系。在坐标原点左边取三个截面进行分析(截面1到截面3),在坐标右边取18个截面进行分析,除截面18至截面19为2mm外,其余截面间距都是10mm,这主要是若按截面间间距为10mm进行截面设置,则木炭机推进器尾部还有2mm,为保证数据的准确性,在木炭机推进器尾部设定为截面19,截面分布如图7所示。

  用PRO/E建立推进器与套筒配合实体模型,如图6所示,并用PRO/E分析出推进器与套筒截面积之和S,手工计算出套筒截面外圆面积(S套πr2),计算出挤压空间截面积(S截=S套-S杆),计算结果如表1所示。

  2、木屑压缩空间变化的图表分析。通过表1,以挤压空间截面积(S截=S套-S杆)为横向轴,以推进器与套筒中心线为纵向轴(X轴),绘制出木屑压缩空间变化图,如图8所示。

  在图中,我们可以看到:木屑经过截面1到截面3的过程主要是压紧,曲线较为平直,木屑物料所承受的压力也较小。这就说明这一阶段木屑物料只是起到初步压实的作用,其他特性基本没有改变。

  截面3到截面10为压缩区,这一阶段木屑物料在加热的情况下塑化,在木炭机推进器的推力下,物料相互之间可以粘合在一起而成型。在图表中我们还可以看到,其压缩是渐进式的,在这一区域内,在套筒的入口端面处(即截面3)截面积是最大的,然后逐渐减小,到截面9、截面10处截面积最小,截面9到截面10压力最大的区域,所以在实际生产中,这一区域的推进器与套筒是最易磨损的,用耐磨焊条修补推进器也主要在这一区域。而截面10刚好在木炭机推进器螺旋牙末端不远处,可见,物料的压缩是在套筒入口处到推进器螺旋牙末端。

  截面10到截面21这一阶段,是定形区,其中截面10到截面18是有推进器尖头定位的定形区,而在这一阶段中截面10到截面13是基本定形区,截面18到截面21是纯套筒定形区。这一阶段,木屑所受的压力逐渐减小,温度逐渐降低,质地也较软,到截面18时就已定形而成为木屑棒。随着温度的进一步下降,木屑棒出到截面21而成为较为结实的木屑棒。

  综上所述,木屑物料在压缩过程中所通过的截面空间是不断变化的,截面空间的变化也就说明木炭机传递给木屑的压力是不断变化的,其中截面9到截面10处的截面空间最小,这地方的压力是最大,木炭机机械运行过程中磨损也是最大的,这就要求我们在制造和修补推进器或套筒时要特别注意这个地方,以延长其生产寿命。


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