生物碳颗粒挤压成型机设计【10张CAD图纸】【优秀】

生物碳颗粒挤压成型机设计

40页 14000字数+说明书+10张CAD图纸【详情如下】

3轴径D=38皮带轮.dwg

4搅龙A2.dwg

5螺旋轴A2.dwg

6轴径D=38齿轮.dwg

7联轴器.dwg

8箱体A2.dwg

9收集装置.dwg

生物碳颗粒挤压成型机设计论文.doc

10进料斗.dwg

1螺旋制粒机总体装配图A0.dwg

2轴径D=22皮带轮.dwg

摘要

农作物秸秆成型燃料的发展在世界上。农作物秸秆压块粒状和棒状两大类农作物秸秆成型燃料加工技术和设备状态，以及农作物秸秆成型燃料加工技术分类。秸秆成型燃料加工设备设计的作物特性，作物秸秆压块成型燃料加工设备，原材料，适应国内农作物秸秆被树枝，树皮，秸秆等农林废弃物为原料，广泛的，这些原料来源，的分散性，许多种的质地是不均匀的。　　　

关键词：秸秆成型;加工;设计

Abstract

　　The crop straw briquette development in the world. Crop straw briquette processing technology and equipment status, and crop straw briquette processing technical classification of crop straw briquette granular and rod-like two broad categories. Straw briquette processing equipment design features of the crop, crop straw briquette briquette processing equipment, raw materials, adaptive domestic crop stalks are twigs, bark, straw and other agricultural and forestry residues as raw materials, the wide range of sources of these raw materials, dispersion, many kinds of The texture is not uniform.　

Key words: straw molding; processing; design

目  录

摘  要I

AbstractII

1绪论1

1.1设计的目的与意义1

1.2国内外生物碳成型机的发展现状6

1.3目前主要的成型机类型及其成型方法12

1.4生物碳颗粒成型加工技术与装备发展趋势13

1.5生物碳成型技术存在的问题15

2 生物碳颗粒挤压成型机的结构及成型原理16

2.1生物碳颗粒挤压成型机的结构设计16

2.2生物碳颗粒挤压成型机的成型原理18

3主要部件的设计20

3.1电动机的选择20

3.2套筒的设计20

3.3模头的设计21

3.4螺杆的设计23

3.5传动装置的设计27

3.6轴的设计30

3.7轴承的选择33

4结  论34

参考文献35

致  谢37

总  结38

1.1设计的目的与意义

　　　伴随着人类社会的不断进步，在利用资源取得一个又一个的胜利的同时源人们惊异地发现：地球母亲能够提供给我们的资源已越来越少了，而且这些资也自然而然的包括了为我们的生活提供保障的那些能源。这绝对是我们应该重视起来的问题，否则能源问题将带来毁灭性的灾难。因此，为了人类社会持续发展，开发新能源已势在必行。

　　　目前，世界上能源消耗主要是以煤炭、石油和天然气为主的不可再生的化石能源。由于他们的不可再生性，其利用是以消耗地球资源为代价。据统计：目前占全球能源消耗总量近50％的石油和天然气在21世纪中叶将耗尽，而其他常规能源也将随着全球人口的迅速增加、经济的高速发展和人们生活水平的不断提高而逐渐要枯竭，中国的能源状况比起全球的能源状况来就更为严峻了。人类使用能源的无限性与常规能源储量的有限性形成一对尖锐矛盾，而解决这一矛盾的主要办法就是“开源节流”，开源即开辟新的能量源泉，节流即节约常规能源，两者缺一不可。

　　　另外，作为世界主要能源的化石能源在为人类作出巨大贡献的同时，也在严重地破坏人类的生存环境，其主要表现在：排放大量的和，而和等气体浓度的增加将会对人类的健康造成直接的危害，并产生“温室效应”。另外就是石化能源的燃烧产生大量的粉尘，这也是直接威胁人类健康的。

　　　所以，现在作为新能源出现的可再生能源将是人类社会未来能源的基石，它必将在不久的将来替代石化能源。

　　　可再生能源主要有风能、水能、太阳能和生物碳。其中生物碳是指利用生物碳产生的能源，是一种高效和廉价的太阳能浓缩储存方式，是唯一一种可储存和运输的可再生能源，而且由于生物碳是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动植物并能再生的物质，所以生物碳分布最广，不像风能、水能、太阳能，要受到天气和自然条件的限制，只要有生命的地方即有生物碳存在，也就可以利用生物碳。因此，可以说生物碳是地球上一个巨大的能源库。

　　　生物碳的种类很多，通常包括以下几个方面：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。全世界约有25亿人生活能源的90％以上是生物碳。

　　　生物碳储量大，燃烧容易、污染少，有害成分低，更具特色的是生物碳燃料燃烧所释放出的大体上相当于其生长时通过光合作用所吸收的，所以燃用生物碳时的排放量可以认为是零，甚至有所减少（考虑到燃烧后草木灰中含有大量的），这是气、油、煤等常规能源所无法比拟的。因此，生物碳在世界能源结构中占有十分重要的地位，特别是在广大农村和经济不发达地区，生物碳的应用仍占有很大的比例。

　　　目前，欧盟许多国家已经把发展生物碳源作为解决本国就业、替代化石能源和减少大气污染等问题的战略措施来对待。

　　　然而作为生物碳的一部分秸杆和颖壳等农业废弃物在我国却仍在被极大的浪费着：我国每年生产生物碳6亿多t，其中大约0.28亿t用于造纸，1.13亿t用作饲料，1.08亿t还田，3.5亿t用作燃料或就地荒烧。当前收获、打捆、运输、储藏、干燥等环节的加工利用水平都比较低。人们虽然对某些环节进行了研究，但没有进行大面积的推广，尤其是在利用农作物生物碳作为煤的替代燃料方面基本上没有成功的模式，这样就导致了近几年出现的大面积荒烧现象，造成每年数亿吨的生物碳源白白浪费，还造成了大气的严重污染，大大加重了政府工作的负担。社会的需求把科学研究推向了研究的前沿，生物碳颗粒挤压成型机技术的研究就是为适应这种需求而开展的。但是，生物碳也有其缺点——热值及热效率低，体积大，不易运输，直接燃烧生物碳的热效率仅为10％～30％，因此作为高效洁净燃料必须加工成型。

　　　生物碳致密成型技术就是在这种情况下产生的，他是将各类松散的生物碳原料（主要是农作物生物碳、农产品加工废弃物、林木加工废弃物等）用机械加压(加热或不加热)的方法，使原来松散的、没有一定形状的原料压缩成具有一定形状的、密度较大（0.8～1.4g/cm）的成型燃料成型后的原料的热性能要优于木材,热值为伴随着人类社会的不断进步，在利用资源取得一个又一个的胜利的同时源人们惊异地发现：地球母亲能够提供给我们的资源已越来越少了，而且这些资也自然而然的包括了为我们的生活提供保障的那些能源。这绝对是我们应该重视起来的问题，否则能源问题将带来毁灭性的灾难。因此，为了人类社会持续发展，开发新能源已势在必行。　　　目前国内一些知名的饲料机械企业，在环模制粒机和平模制粒机的设计、制造方面，已积累了丰富的经验，某些方面已达到世界先进水平。在生物碳颗粒成型燃料加工机械的研发方面也进行了多年的探索，并取得了可喜的成绩。

（1）环模挤压成型技术。1994年-1998年，通过实施国家林业局“林业剩余物制造颗粒成型燃料技术研究”项目，成功开发了以木屑和刨花为主要原料的颗粒燃料成型机，当时产量在250kg/h,成型燃料产品的规格为直径6mm，长8-15mm,颗粒密度>1000kg/m,其热值为20096.7Kj/kg左右。产品质量达到日本“全国燃料协会”公布的颗粒成型燃料标准的特级或一级。但是由于当时在材料和加工工艺等方面的原因，主要易损件环模在面对粗纤维物料时暴露出了使用寿命短的缺陷。使用成本高成为环模式制粒机难以在生物碳颗粒挤压成型机领域大面积推广的重要原因。但是，该项目的开展，为我国辊模挤压成型燃料技术的发展打下了良好的基础。

（2）平模挤压成型技术。由于在平模制造工艺水平和主要加工物料对象方面与国外的差距等原因，以前国内在对平模式制粒机的研究方面不够深入，国内能生产的最大平模直径只有400mm.2000年，通过实施农业部引进国际先进农业科学技术项目“生物碳颗粒饲料加工技术与设备引进”，在引进国际上著名的德国卡尔公司的38-780型大型平模制粒机的基础上，结合我国实际，又进行了多处技术改进和创新。研制的具有自主知识产权的SZLP-780型平模制粒机的主要技术参数为：颗粒直径12mm;生产能力：2100kg/h;吨粒耗电量：31Kw*h/t;颗粒成型率：94%；颗粒成型密度：920；平模直径：780mm.

与其他生物碳成型颗粒加工技术相比，大型平模式制粒机的优点在于：

(1)原料适应性广。

(2)产量大。

(3)吨粒耗电低。

(4)辊模寿命长。

(5)成型密度可调。

　　　2004年，一些发电企业利用SZLP-780型平模制粒机生产的颗粒燃料来发电，（配套电机为75KW电机）进行了以棉杆为原料的制粒试验，当成型颗粒密度在1100kg/时，产量达到1300kg/

　　　但总体来看，目前，我国的生物碳固化成型装备在设备的实用性、系列化、规模化上还是不足，距估计先进水平还有不小的差距。这一问题以成型机最为突出，表现在生产率低、成型能耗高、主要工作部件寿命短、机器故障率多、费用高等方面。

1.3目前主要的成型机类型及其成型方法

　　　目前世界各地的成型机主要有两种:压块和颗粒成型机。根据成型原理的不同可分为:活塞成型机、螺旋式成型机和模压颗粒成型机。

1.3.1活塞式成型机

　　　按驱动动力的不同可分为两类:一类是用发动机或电动机通过机械传动驱动的称为机械驱动活塞式成型机;另一类是用液压机构驱动的称为液压驱动活塞成型机。这两类成型机的成型过程是靠活塞的往复运动实现的。其进料、压缩和出料都是间歇进行的，即活塞往复运动一次可以形成一个压块，在成型套内压块之间被紧密挤在一起，但其端面之间的连接不牢固。因此，当压块从成型机的出口被挤出时，一般在重力的作用下自行分离。根据压缩室末端有无挡板又分为开式和闭式两种。闭式柱塞压块依靠压缩室末端的挡板形成挤压阻力，压块形成后再开启挡板排出，这种机构不需要很大的挤压力，消耗能量较少;开式成型机依靠被压缩物与压缩室壁之间的摩擦力和锥形压模形成挤压阻力实现原料的压缩成型，这种形式的成型机出料方便，不需要特殊的挤出成型块机构和动作。

1.3.2螺旋式成型机

　　　根据成型过程中粘结机理的不同可分为加热和不加热两种形式。一种是先在物料中加入粘结剂，然后在锥型螺旋输送器的压送下，压在原料上的压力逐渐增大，到达压缩喉口时物料所受的压力最大。物料在高压下体积密度增大，并在粘结剂的作用下成型，然后从成型机的出口处被连续挤出。另一种是在成型套筒上设置加热装置，利用物料中的木质素受热塑化的粘结性，使物料成型。此类成型机最早被研制开发，也是目前各地推广应用较为普遍的一种机型。

1.3.3模压颗粒成型机

　　　根据压模型形状的不同可分为:平板模颗粒成型机和环板模颗粒成型机，其中环模成型机根据其结构布置方式又可分为立式和卧式两种形式。由于立式环模成型机具有压模易更换、保养方便、易进行系列化设计等优点而成为现有颗粒成型机的主流机型，其生产率可达1-3t/h。卧式环模成型机的压模和压辊的轴线都为垂直设置。平板模颗粒机的工作原理是平板上有4-6个辊子，辊子随轴作圆周运动，并与平模板间有相对运动，原料在辊子和模板间受挤压，多数原料被挤入模板孔中，切割机将挤出的成型条按一定的长度切割成粒。

1.4生物碳颗粒成型加工技术与装备发展趋势

　　　进入二十一世纪以来，人们愈加感觉到石化能源渐趋枯竭，在对可持续发展、保护环境和循环经济的追求中，世界开始将目光聚焦到了可再生能源与材料，“生物碳经济”已浮出水面。以生物能源和化工产品为主的生物碳产业正在兴起，引起了世界各国政府和科学家的关注。许多国家都制定了相应的计划，如日本的“阳关计划”，美国的“能源农场”，印度的“国家战略行动”等、2005年“可再生能源法”在我国正式颁布实施，所有这些，也预示着各国在包括生物碳颗粒挤压成型机开发在内的生物碳技术领域的竞争进入一个白热化时代。

　　　虽说生物碳产业是世界发展之大势和新兴的朝阳产业，但其当前成本与价格尚难与石油基本产品竞争，这一点对于成型燃料来说，表现得尤其明显。因此，以降低生产成本为目的，寻找技术上的创新、突破，成为生物碳燃料领域最大的命题。降低颗粒燃料的吨料能耗、降低设备的使用成本，也成为目前所追求的最大目标。

　　　在生物碳固化成型技术装备研究、开发方面，国内外发展总的趋势是：装备生产专业化、产品生产批量扩大化、生产装备系列化和标准化。尤其国内则在设备实用性、系列化上下功夫，不断降低成本并提高技术水平，为21世纪大规模开发利用生物碳提供必要的技术储备。

(1)生物碳颗粒挤压成型机加工技术向实用、高效、低成本方向发展

　　　生物碳颗粒挤压成型机加工技术能否在生产中得以广泛应用，与技术本身的实用性、效率的高低、使用成本的多少有着密不可分的关系。因此，今后生物碳颗粒挤压成型机加工技术的发展将以实用、高效、低使用成本为方向。在实用性方面将以冷成型压缩技术为主，在高效和低使用成本方面将以平模式压制技术为主。

(2)生物碳颗粒挤压成型机加工设备向可移动、自动化方向发展

　　　我国农作物生物碳资源丰富，分布分散，集中在固定场地加工，运输成本过高，经济性较差，不利于农作物生物碳颗粒挤压成型机加工技术的推广和应用。因此，生物碳颗粒挤压成型机加工设备必须具有可移动性，以方便千家万户使用。同时，由于生物碳颗粒挤压成型机加工设备使用对象的文化水平参差不齐，这就要求生物碳颗粒挤压成型机加工设备应能实现自动化，使用者只需完成简单的原料供给工作，就能完成生物碳颗粒挤压成型机加工。总之，今后生物碳颗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。

参考文献

[1] 肖军，段菁春，王华等. 生物碳利用现状[J]．安全与环境工程，2003,10(1)：11-14．

[2] 刘建禹，翟国勋，陈荣耀. 生物碳颗粒直接燃烧过程特性的分析[J]．东北农业大学学报，2001，32(3)：290-294.

[3] 刘圣勇.国内外生物碳颗粒挤压成型机及燃烧设备研究与开发现状[J].可再生能源，2002，（4）：14-15.

[4] 徐康富，龙兴.浅谈生物碳型煤利用生物碳的意义及环保效益[J].能源研究与利用，1996，（3）：3-6.

[5] 刘雅琴. 大力开发工业锅炉生物碳燃烧技术前景分析[J].工业锅炉，1999，（3）：2-3.

[6] 马孝琴，李刚. 小型燃煤锅炉改造成生物碳颗粒挤压成型机锅炉的前景分析[J].农村能源，2001，（5）：20-22.

[7] 徐通模. 燃烧学[M].北京：机械工业出版社，1984.

[8] 刘圣勇. 生物碳(生物碳)成型燃料燃烧设备研制及试验研究[D].郑州：河南农业大学，2003.

[9] 姚向君.王革华等．国外生物碳的政策与实践[M]. 化学工业出版社，2006．5.

[10] 生物发电宣传材料

[11] 肖 波，邹先枚等.生物碳粉体燃烧特性的研究[J]. 可再生能源，2007，25(1)：47-50

[12] 李 刚，杨群发，炊密杏等.BCT- 1 型生物碳燃气燃烧器的研制[ J] . 农业工程学报， 2006, 22(1) :107- 109.

[13] 刘永艳， 王述洋. 大功率生物碳燃气燃烧器的设计[ J] .林业机械与木工设备1 盛奎川

[14]董宏林生物碳源转换新技术及其应用[J], 宁夏农林科技，1999，(6)：10-17.

[15]田宜水,赵立欣,孟海波,孙丽英我国生物碳固体成型燃料标准体系的研究，2008.9.16.

[16]岳建芝 硕士论文,中国与工AE国家生物碳利用比较研,河南农业大学，郑州:2001.

[17]马孝琴 博士论文,生物碳(生物碳)成型燃料燃烧动力学特性及液压生物碳成型机改进设计研究，郑州:2002.