秸秆燃料成型机平模失效机理及改进方案探讨

白帅伟 杨北方 李文涛 曹江卫 庞蒙

摘要：随着国家经济的发展，各种各样的环境污染问题不断突出，能源问题已经成为世界各国所关注的重点内容。当前世界所储存的能源中，不可再生能源占据总能源体量的70%以上，而随着世界经济的发展和人们对生活质量的需求使得资源消耗总量在不断增大，不可再生能源枯竭问题将成为未来限制人类发展的重要瓶颈。秸秆燃料成型机作为一种能源再生手段，其在实际运用过程中仍存在诸多问题，因此为了确保能源充分利用，最大程度的保护环境，对于秸秆燃料成型机平模失效机理及改进方案的探讨势在必行。

关键词：秸秆燃料成型机;平模;失效

1. 秸秆燃料成型机平模成型机的机构和工作原理

秸秆燃料平模成型机的主要构成分为两个部分，一个为压辊，另一个是平模。其中压辊的主要作用是压贴，按照规定的方向随主轴转动，使秸秆和燃料之间产生较大摩擦力，在此过程中将会生产出目标产品，即生物质燃料。平模则是在平面上特定位置上设置一个模孔，其主要作用就是将秸秆物料在经过压辊后通过孔后受到一定的压力形成一个致密的结构，为生物质燃料定型，具备一定的形状。在完成上述两个步骤后，生物质燃料将会到达出料口，最后做好储存措施和包装，以供运输和使用。

平模成型机的结构较为简单，容易上手，其动力主要是有机器内部的电动机作为主要动力提供源，物料在进入进料口后，利用传送带将物料送达各个处理点，经过主轴、压辊、平模和切口几个流程，最终达到出料口。

2.平模失效机理探究

2.1平模部件材料选材不当

在平模部分的选材对于其本身的性能将会产生明显的影响，不同的材料对于物料所产生的作用存在一定的差别。当选材不当时，则会加速平模机的老化和损耗进程，缩短设备使用寿命。在选材时应该充分考虑不同材料的特殊性能，例如可塑性、耐磨性和抗强度等，要根据不同材料的特点进行使用，确保平模设备的高效正常运转，避免平模失效情况的出现。

2.2模具表面加工质量不佳

从设备性能方面考虑，模具表面的加工质量对于最终的产品形态产生明显影响。当模具加工精度越高时，模具加工的预期效果与实际工作效果之间所存在的差距越小，反之则会产生负面影响。当模具表面不平整，存在明显的加工痕迹时，则可能会导致模具在使用过程中出现断裂和损毁的现象;而长时间的超负荷运行也会导致模具出现失效的情况。在设备生产过程中，机床和数控加工时在模具表面所留下的“亮白层”会降低模具使用寿命，抗压性降低。

2.3设备结构不合理

设备部件本身的结构对于秸秆燃料成型机的平模所产生的影响不容忽视。压辊和平模是构成秸秆燃料成型机的主要构成，不同型号的压辊所对应的平模也不尽相同，因此在进行秸秆燃料成型机设计时，需要充分考核不同型号平模所对应的压辊型号，要最大程度的降低和减少成型机对于平模的损耗。在经过大量的实践后，秸秆物料在经过压辊后，受到一定的压力最终才能够从平模的模孔中出來，且其压力呈现出逐渐增大的态势，而这一发现对于平模的设计具有一定的参考作用。

2.4加工条件的影响

加工条件主要是指物料、模具间隙和润滑三个方面。在进行物料的选择上应该尽可能的按照秸秆成型机和平模设备的要求，其中含水率大小和物料颗粒的粗细都会对秸秆燃料成型机和平模产生不同的影响，当物料与设备要求存在明显差别时，势必会导致平模设备的失效。其次模具间隙的调整主要体现在压辊和平模上，过大过小也是导致平模失效的重要原因。最后，润滑主要是指润滑效果对于平模机的影响。不合理的润滑操作对于平模设备反而是一个负担，导致零件之间间隙的增大，因此正确使用润滑剂也是确保平模设备正常工资的重要基础。

3改进方案

3.1选材的改进

从本质上来说，模具的打造本身就是一项较为细致且严谨的工作，因此模具的选材对于最终成品的影响至关重要。从选材工作来说，首选需要进行大量的实验和对比，在对不同材料的性质和性能进行充分的研究后，最终确定最佳材料，或者不同情况下的特殊材料。要充分挖掘和借鉴国外相关最新材料的研究成果，打造淬透性和韧性更强的平模设备。此外，在进行新材料研发的过程中应该重点对新材料的所用寿命和损耗进度进行数据收集。

在模具表面强化材料的选择上应该尽可能的提高其耐磨性和耐疲劳性能。模具的选购上应该对模具表面进行全面检查，对模具质量进行重点把关，确保模具内外部的性能能够达到预期效果。

3.2平模机能的提升和保持

平模机能的主要决定因素除了模具质量、选材等方面因素外，在使用过程中对于物料的操作过程也会影响平模设备。如利用加工物料的自身重量，去恰当调整平模的工作面角度，有利于物料利用自身重力下滑，减少燃料和电力的花费。再如在进行模孔设计时，应该对物料时候方便进入进行不断的测试和调整，要细致的观察设备在实际使用过程中的状态，并对相关数据进行准确的记录，为后续的调整工作提供充足的数据支撑。

4结语

秸秆燃料成型机平模失效是不可避免的，我们所需要做到的就是在出现此种情况时尽快采取正确的处理措施。同时为了减少平模失效的概率还需要进行全方位的改良和科学的管理。在实际改进的过程中需要从设备本身和加工工艺两个部分着手，从根本上找到平模失效的原因，有针对性的入手解决问题，从而实现延长设备使用寿命，降低成本的目的。

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课题来源：河北省邢台市科学技术局2021年邢台市重点研发计划项目《基于秸秆成型机械结构的优化研究》（2021ZC008）