我國(guó)對(duì)生物質(zhì)固化成型技術(shù)的研究始于20世紀(jì)80年代，在生物質(zhì)螺旋擠壓成型、活塞壓縮成型和成型機(jī)擠壓成型等方面都有所突破。平模式生物質(zhì)成型機(jī)是固化成型技術(shù)的一種，它以其堅(jiān)固耐用、原料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)逐漸取得生產(chǎn)者和消費(fèi)者的青睞。針對(duì)平模直輥式生物質(zhì)成型機(jī)的生產(chǎn)試驗(yàn)情況，對(duì)平模直輥式生物質(zhì)成型機(jī)自身設(shè)計(jì)中存在的缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出解決方案。
1、平模直輥式生物質(zhì)成型機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理
平模直輥式成型機(jī)主要工作部件由傳動(dòng)系統(tǒng)（電機(jī)、變速箱、傳動(dòng)軸）、喂料室、壓輥、壓模、出料斗等組成（圖1）。機(jī)器工作時(shí)，原料添人喂料室，電機(jī)通過(guò)變速箱將速度調(diào)整到所需轉(zhuǎn)速，帶動(dòng)傳動(dòng)軸，通過(guò)壓輥與壓模相對(duì)運(yùn)動(dòng)將物料夾持、壓縮、壓實(shí)進(jìn)入模孔，通過(guò)模孔而形成棒狀。平模成型機(jī)分兩種傳動(dòng)形式：一種是壓輥架固定在機(jī)殼上，主軸帶動(dòng)壓模主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，壓輥被動(dòng)；另一種是壓模固定，主軸帶動(dòng)壓輥架運(yùn)轉(zhuǎn)，壓輥在繞軸公轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行自轉(zhuǎn)。兩種傳動(dòng)方式雖然不同，但工作原理是相同的，現(xiàn)以后者為例進(jìn)行分析。
2、平模直輥式生物質(zhì)成型機(jī)存在的不足
2.1 密封問(wèn)題
長(zhǎng)期生產(chǎn)性試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)（主要為主軸和平模傳動(dòng)處、壓輥架和輥輪傳動(dòng)處）卡死的現(xiàn)象（圖2、圖3），分析其原因主要問(wèn)題是密封不嚴(yán)引起。成型機(jī)工作環(huán)境惡劣，工作過(guò)程中粉塵等細(xì)小顆粒因密封不嚴(yán)易進(jìn)入傳動(dòng)系統(tǒng)，工作時(shí)間較長(zhǎng)溫度又高．粉塵顆粒容易進(jìn)入配合處并附著到傳動(dòng)軸上，導(dǎo)致設(shè)備不能正常運(yùn)行。
2.2壓輥、平模、模孔的材質(zhì)選擇
經(jīng)過(guò)一段生產(chǎn)性試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)壓輥（磨成了腰鼓形）、平模面、模孔的磨損量都過(guò)大，主要由于物料是在平模和壓輥之間被強(qiáng)烈擠壓而通過(guò)模具成型的．故要求這三個(gè)部件都應(yīng)具有較強(qiáng)的強(qiáng)度和耐磨性以及耐腐蝕性，并做特殊處理。
2.3喂料室設(shè)計(jì)方面
物料進(jìn)入平模機(jī)的第一個(gè)工位是喂料室(圖4)，喂料室起到緩存物料和喂料的作用，完成向磨輥楔形攫取角的喂入。喂料室有兩個(gè)特點(diǎn)：一是喂料空間廣闊，為專(zhuān)門(mén)擠壓生物質(zhì)原料的大直徑壓輥提供了空間，也為蓬松的生物質(zhì)原料提供了喂料空間：二是利用重力作用進(jìn)行直接喂料高效實(shí)用。
該試驗(yàn)機(jī)型喂料室的設(shè)計(jì)基本滿(mǎn)足了這兩個(gè)重要的功能，但試驗(yàn)中當(dāng)喂料室物料出現(xiàn)打滑、結(jié)拱、堵料等情況致使模孔不能順利出料時(shí)，清理工作非常困難，主要是因?yàn)槲沽鲜易陨肀容^笨重，與機(jī)身采用的是四周螺栓連接形式（圖4），不易拆卸，因此對(duì)料斗與機(jī)身的連接方式應(yīng)當(dāng)予以改進(jìn)。
2.4堵機(jī)現(xiàn)象
該機(jī)型生產(chǎn)性試驗(yàn)中偶爾會(huì)出現(xiàn)堵機(jī)現(xiàn)象，通過(guò)定性分析，主要原因是模孔設(shè)計(jì)長(zhǎng)徑比過(guò)大等不合理因素造成的。模孔作為成型機(jī)的核心工作部件，模孔的結(jié)構(gòu)參數(shù)是否合適，模孔的開(kāi)孔面積、模孔尺寸、模孔排布方式等要素都是決定成型棒性能的重要因素，模孔長(zhǎng)徑比越小，產(chǎn)量越大，但是原料密度越小，質(zhì)量也越差，甚至出現(xiàn)不成型；長(zhǎng)徑比過(guò)大，則容易堵機(jī)。
要避免發(fā)生堵機(jī)現(xiàn)象，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的壓塊燃料，必須要對(duì)模孔的結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇進(jìn)行大量的理論研究和試驗(yàn)分析。
2.5壓輥設(shè)計(jì)方面
長(zhǎng)期試驗(yàn)壓輥出現(xiàn)下面兩個(gè)問(wèn)題：①壓輥易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，模孔不能正常出料：②壓輥磨損情況較為嚴(yán)重，平模直輥的外形幾乎磨成了腰鼓形，其外徑差達(dá)2 mm之多。通過(guò)對(duì)壓輥、物料及平模之間的運(yùn)動(dòng)分析．得知它們之間主要是滾動(dòng)和前后滑動(dòng)，壓輥滾動(dòng)可以給物料提供向下的正壓力（壓輥對(duì)物料的攫取力）；前后滑動(dòng)一是可以起到對(duì)物料的剪切作用，這一點(diǎn)對(duì)于成型是有益的；二是在壓輥與物料之間、物料與平模面之間產(chǎn)生了較大摩擦力，同時(shí)增加了打滑的可能性，這一點(diǎn)需要避免。該機(jī)型由于壓輥轉(zhuǎn)速過(guò)快，就降低了壓輥對(duì)物料向下的攫取力，增加了壓輥、物料與平模之間的摩擦力（圖5），致使喂料室易出現(xiàn)打滑、結(jié)殼、堵塞等現(xiàn)象。此外，為了增加輥輪對(duì)物料向下的正壓力（攫取力），降低輥輪與物料、物料與平模面之間的摩擦力，應(yīng)對(duì)輥輪的外形重新設(shè)計(jì)。
3、平模直輥式生物質(zhì)成型機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)
3.1加工方面
在主軸與平模轉(zhuǎn)動(dòng)處、壓輥架與輥輪轉(zhuǎn)動(dòng)處必須要采用耐高溫、密封效果好的密封圈，如此可以有效地避免細(xì)小粉塵顆粒的進(jìn)入。
3.2喂料室改進(jìn)措施
喂料室與機(jī)身之間的連接由四周是螺栓連接方式設(shè)計(jì)為兩個(gè)合頁(yè)與螺栓的i點(diǎn)連接方式(圖6)。當(dāng)預(yù)壓裝置中出現(xiàn)結(jié)殼堵塞情況時(shí)，把料斗通過(guò)合頁(yè)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，就可以方便地清理堵塞物料，節(jié)省人力和物力。
3.3平模及模孔
平模及模孔應(yīng)選取耐磨性高的特殊材料，做淬火處理。模孔設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵處就是長(zhǎng)徑比的選擇，需要做詳細(xì)的理論分析和試驗(yàn)。
3.4壓輥改進(jìn)措施
降低壓輥轉(zhuǎn)速可以減少打滑現(xiàn)象．同時(shí)增加對(duì)物料向下的正壓力。對(duì)壓輥進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，由直輥設(shè)計(jì)成錐輥（圖7），這樣，錐輥在平模板上作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，在物料摩擦力的作用下作純滾運(yùn)動(dòng)，前后滑動(dòng)減少，大大提高了壓輥對(duì)物料的附著效果，增強(qiáng)了對(duì)物料的擠壓效果：同時(shí)，壓輪與物料、物料與平模之間的摩擦力就減小，避免輥輪出現(xiàn)腰鼓形狀。
4、小結(jié)
平模成型機(jī)加工生物質(zhì)燃料原料具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，本文根據(jù)長(zhǎng)期生產(chǎn)性試驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，提出了解決辦法。
1)凡是轉(zhuǎn)動(dòng)軸的密封用耐高溫的密封圈，可以有效地避免粉塵等雜質(zhì)顆粒的進(jìn)入．避免設(shè)備出現(xiàn)機(jī)械故障。
2)喂料室改為一端螺栓連接，另一端合頁(yè)連接。當(dāng)發(fā)生堵料現(xiàn)象時(shí)，可以很方便地拆卸進(jìn)行清理。
3)壓輥錐輥設(shè)計(jì)取代直輥設(shè)計(jì)，可以大大提高壓輥對(duì)物料的攫取力，減少輥輪的前后滑動(dòng)，降低摩擦力，減少磨損，對(duì)生產(chǎn)更為有利。
