खनिज ऊर्जेच्या तुलनेत बायोमासमध्ये राख, नायट्रोजन आणि सल्फर यांसारखे हानिकारक पदार्थ कमी असल्याने, त्यात मोठे साठे, चांगले कार्बन क्रियाकलाप, सोपे प्रज्वलन आणि उच्च अस्थिर घटक ही वैशिष्ट्ये आहेत. म्हणून, बायोमास हे एक अतिशय आदर्श ऊर्जा इंधन आहे आणि ज्वलन रूपांतरण आणि वापरासाठी अतिशय योग्य आहे. बायोमास ज्वलनानंतर उरलेली राख फॉस्फरस, कॅल्शियम, पोटॅशियम आणि मॅग्नेशियम सारख्या वनस्पतींना आवश्यक असलेल्या पोषक तत्वांनी समृद्ध असते, म्हणून ती शेतात परत येण्यासाठी खत म्हणून वापरली जाऊ शकते. बायोमास ऊर्जेचे प्रचंड संसाधन साठे आणि अद्वितीय अक्षय फायदे लक्षात घेता, सध्या जगभरातील देशांद्वारे राष्ट्रीय नवीन ऊर्जा विकासासाठी ती एक महत्त्वाची निवड मानली जाते. चीनच्या राष्ट्रीय विकास आणि सुधारणा आयोगाने "१२ व्या पंचवार्षिक योजनेदरम्यान पीक पेंढ्याच्या व्यापक वापरासाठी अंमलबजावणी योजनेत" स्पष्टपणे म्हटले आहे की पेंढ्याचा व्यापक वापर दर २०१३ पर्यंत ७५% पर्यंत पोहोचेल आणि २०१५ पर्यंत ८०% पेक्षा जास्त करण्याचा प्रयत्न करेल.
बायोमास ऊर्जेचे उच्च-गुणवत्तेच्या, स्वच्छ आणि सोयीस्कर ऊर्जेत रूपांतर कसे करायचे ही एक तातडीची समस्या बनली आहे जी सोडवणे आवश्यक आहे. बायोमास डेन्सिफिकेशन तंत्रज्ञान ही बायोमास ऊर्जा जाळण्याची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी आणि वाहतूक सुलभ करण्यासाठी प्रभावी मार्गांपैकी एक आहे. सध्या, देशांतर्गत आणि परदेशी बाजारपेठेत चार सामान्य प्रकारची दाट फॉर्मिंग उपकरणे आहेत: स्पायरल एक्सट्रूजन पार्टिकल मशीन, पिस्टन स्टॅम्पिंग पार्टिकल मशीन, फ्लॅट मोल्ड पार्टिकल मशीन आणि रिंग मोल्ड पार्टिकल मशीन. त्यापैकी, रिंग मोल्ड पेलेट मशीनचा वापर त्याच्या वैशिष्ट्यांमुळे मोठ्या प्रमाणावर केला जातो जसे की ऑपरेशन दरम्यान गरम करण्याची आवश्यकता नाही, कच्च्या मालाच्या आर्द्रतेसाठी विस्तृत आवश्यकता (१०% ते ३०%), मोठे सिंगल मशीन आउटपुट, उच्च कॉम्प्रेशन घनता आणि चांगला फॉर्मिंग इफेक्ट. तथापि, या प्रकारच्या पेलेट मशीनमध्ये सामान्यतः सोपे मोल्ड वेअर, कमी सेवा आयुष्य, उच्च देखभाल खर्च आणि गैरसोयीचे बदल असे तोटे असतात. रिंग मोल्ड पेलेट मशीनच्या वरील कमतरतांना प्रतिसाद म्हणून, लेखकाने फॉर्मिंग मोल्डच्या संरचनेवर एक नवीन सुधारणा डिझाइन केले आहे आणि दीर्घ सेवा आयुष्य, कमी देखभाल खर्च आणि सोयीस्कर देखभालीसह सेट प्रकार फॉर्मिंग मोल्ड डिझाइन केले आहे. दरम्यान, या लेखात फॉर्मिंग साच्याचे त्याच्या कामकाजाच्या प्रक्रियेदरम्यान यांत्रिक विश्लेषण केले गेले.
१. रिंग मोल्ड ग्रॅन्युलेटरसाठी फॉर्मिंग मोल्ड स्ट्रक्चरची सुधारणा डिझाइन
१.१ एक्सट्रूजन फॉर्मिंग प्रक्रियेचा परिचय:रिंग डाय पेलेट मशीन दोन प्रकारांमध्ये विभागली जाऊ शकते: रिंग डायच्या स्थितीनुसार उभ्या आणि आडव्या; गतीच्या स्वरूपानुसार, ते गतीच्या दोन वेगवेगळ्या प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते: स्थिर रिंग मोल्डसह सक्रिय प्रेसिंग रोलर आणि चालित रिंग मोल्डसह सक्रिय प्रेसिंग रोलर. ही सुधारित रचना प्रामुख्याने सक्रिय प्रेशर रोलर आणि स्थिर रिंग मोल्डसह गती स्वरूपात रिंग मोल्ड पार्टिकल मशीनसाठी आहे. त्यात प्रामुख्याने दोन भाग असतात: एक कन्व्हेइंग मेकॅनिझम आणि रिंग मोल्ड पार्टिकल मेकॅनिझम. रिंग मोल्ड आणि प्रेशर रोलर हे रिंग मोल्ड पेलेट मशीनचे दोन मुख्य घटक आहेत, ज्यामध्ये रिंग मोल्डभोवती अनेक फॉर्मिंग मोल्ड होल वितरित केले जातात आणि प्रेशर रोलर रिंग मोल्डच्या आत स्थापित केला जातो. प्रेशर रोलर ट्रान्समिशन स्पिंडलशी जोडलेला असतो आणि रिंग मोल्ड एका निश्चित ब्रॅकेटवर स्थापित केला जातो. जेव्हा स्पिंडल फिरते, तेव्हा ते प्रेशर रोलरला फिरवण्यासाठी चालवते. कार्य तत्त्व: प्रथम, कन्व्हेइंग मेकॅनिझम क्रश केलेल्या बायोमास मटेरियलला एका विशिष्ट कण आकारात (3-5 मिमी) कॉम्प्रेशन चेंबरमध्ये वाहून नेते. नंतर, मोटर प्रेशर रोलर फिरवण्यासाठी मुख्य शाफ्ट चालवते आणि प्रेशर रोलर प्रेशर रोलर आणि रिंग मोल्डमधील मटेरियल समान रीतीने पसरवण्यासाठी सतत वेगाने फिरते, ज्यामुळे रिंग मोल्ड कॉम्प्रेस होतो आणि मटेरियलसह घर्षण होते, प्रेशर रोलर मटेरियलसह आणि मटेरियलसह मटेरियल. घर्षण दाबण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, मटेरियलमधील सेल्युलोज आणि हेमिसेल्युलोज एकमेकांशी एकत्र होतात. त्याच वेळी, पिळून घर्षण दाबल्याने निर्माण होणारी उष्णता लिग्निनला नैसर्गिक बाईंडरमध्ये मऊ करते, ज्यामुळे सेल्युलोज, हेमिसेल्युलोज आणि इतर घटक अधिक घट्टपणे एकमेकांशी जोडले जातात. बायोमास मटेरियल सतत भरल्याने, फॉर्मिंग मोल्ड होलमध्ये कॉम्प्रेशन आणि घर्षणाच्या अधीन असलेल्या मटेरियलचे प्रमाण वाढत राहते. त्याच वेळी, बायोमासमधील पिळून काढण्याची शक्ती वाढत राहते आणि ती सतत घनता येते आणि मोल्डिंग होलमध्ये तयार होते. जेव्हा एक्सट्रूजन प्रेशर घर्षण बलापेक्षा जास्त असते, तेव्हा रिंग मोल्डभोवतीच्या मोल्डिंग होलमधून बायोमास सतत बाहेर काढला जात असतो, ज्यामुळे सुमारे 1g/Cm3 च्या मोल्डिंग घनतेसह बायोमास मोल्डिंग इंधन तयार होते.
१.२ फॉर्मिंग साच्यांचा झीज:पेलेट मशीनचे सिंगल मशीन आउटपुट मोठे आहे, ज्यामध्ये तुलनेने उच्च प्रमाणात ऑटोमेशन आणि कच्च्या मालाशी मजबूत अनुकूलता आहे. विविध बायोमास कच्च्या मालावर प्रक्रिया करण्यासाठी, बायोमास दाट इंधनांच्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी आणि भविष्यात बायोमास दाट इंधन औद्योगिकीकरणाच्या विकास आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जाऊ शकतो. म्हणूनच, रिंग मोल्ड पेलेट मशीनचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. प्रक्रिया केलेल्या बायोमास मटेरियलमध्ये वाळू आणि इतर गैर-बायोमास अशुद्धींच्या शक्यतेमुळे, पेलेट मशीनच्या रिंग मोल्डवर लक्षणीय झीज होण्याची शक्यता जास्त असते. रिंग मोल्डचे सेवा आयुष्य उत्पादन क्षमतेच्या आधारे मोजले जाते. सध्या, चीनमध्ये रिंग मोल्डचे सेवा आयुष्य फक्त 100-1000t आहे.
रिंग मोल्डचे अपयश प्रामुख्याने खालील चार घटनांमध्ये घडते: ① रिंग मोल्ड काही काळ काम केल्यानंतर, फॉर्मिंग मोल्ड होलची आतील भिंत झिजते आणि छिद्र वाढते, परिणामी तयार झालेल्या इंधनाचे लक्षणीय विकृतीकरण होते; ② रिंग मोल्डच्या फॉर्मिंग डाय होलचा फीडिंग स्लोप खराब होतो, परिणामी डाय होलमध्ये दाबलेल्या बायोमास मटेरियलचे प्रमाण कमी होते, एक्सट्रूजन प्रेशर कमी होते आणि फॉर्मिंग डाय होलमध्ये सहज अडथळा येतो, ज्यामुळे रिंग मोल्ड बिघडतो (आकृती 2); ③ आतील भिंतीच्या मटेरियल नंतर आणि डिस्चार्जचे प्रमाण झपाट्याने कमी होते (आकृती 3);
④ रिंग मोल्डच्या आतील छिद्राच्या झीज झाल्यानंतर, लगतच्या साच्याच्या तुकड्यांमधील भिंतीची जाडी पातळ होते, ज्यामुळे रिंग मोल्डची संरचनात्मक ताकद कमी होते. सर्वात धोकादायक भागात भेगा पडण्याची शक्यता असते आणि जसजसे भेगा वाढत जातात तसतसे रिंग मोल्ड फ्रॅक्चरची घटना घडते. रिंग मोल्डच्या सहज झीज होण्याचे आणि कमी सेवा आयुष्याचे मुख्य कारण म्हणजे रिंग मोल्डची अवास्तव रचना (रिंग मोल्ड फॉर्मिंग मोल्ड होलसह एकत्रित केली जाते). दोघांची एकात्मिक रचना अशा परिणामांना बळी पडते: कधीकधी जेव्हा रिंग मोल्डचे फक्त काही फॉर्मिंग मोल्ड होल जीर्ण होतात आणि काम करू शकत नाहीत, तेव्हा संपूर्ण रिंग मोल्ड बदलणे आवश्यक असते, ज्यामुळे केवळ बदलण्याच्या कामात गैरसोय होत नाही तर मोठा आर्थिक अपव्यय होतो आणि देखभाल खर्च वाढतो.
१.३ फॉर्मिंग मोल्डची स्ट्रक्चरल सुधारणा डिझाइनपेलेट मशीनच्या रिंग मोल्डचे आयुष्य वाढवण्यासाठी, झीज कमी करण्यासाठी, बदलण्याची सोय करण्यासाठी आणि देखभाल खर्च कमी करण्यासाठी, रिंग मोल्डच्या संरचनेवर एक नवीन सुधारणा डिझाइन करणे आवश्यक आहे. डिझाइनमध्ये एम्बेडेड मोल्डिंग मोल्ड वापरण्यात आला होता आणि सुधारित कॉम्प्रेशन चेंबर रचना आकृती 4 मध्ये दर्शविली आहे. आकृती 5 सुधारित मोल्डिंग मोल्डचे क्रॉस-सेक्शनल दृश्य दर्शवते.
ही सुधारित रचना प्रामुख्याने रिंग मोल्ड पार्टिकल मशीनसाठी आहे ज्यामध्ये सक्रिय प्रेशर रोलर आणि फिक्स्ड रिंग मोल्डचा मोशन फॉर्म आहे. खालचा रिंग मोल्ड बॉडीवर निश्चित केला जातो आणि दोन प्रेशर रोलर्स कनेक्टिंग प्लेटद्वारे मुख्य शाफ्टशी जोडलेले असतात. फॉर्मिंग मोल्ड खालच्या रिंग मोल्डवर एम्बेड केला जातो (इंटरफेरन्स फिट वापरून), आणि वरचा रिंग मोल्ड बोल्टद्वारे खालच्या रिंग मोल्डवर निश्चित केला जातो आणि फॉर्मिंग मोल्डवर क्लॅम्प केला जातो. त्याच वेळी, प्रेशर रोलर रोल केल्यानंतर आणि रिंग मोल्डच्या बाजूने रेडियली हलल्यानंतर बलामुळे फॉर्मिंग मोल्ड रिबाउंड होण्यापासून रोखण्यासाठी, फॉर्मिंग मोल्ड अनुक्रमे वरच्या आणि खालच्या रिंग मोल्डवर निश्चित करण्यासाठी काउंटरसंक स्क्रू वापरले जातात. छिद्रात प्रवेश करणाऱ्या मटेरियलचा प्रतिकार कमी करण्यासाठी आणि मोल्ड होलमध्ये प्रवेश करणे अधिक सोयीस्कर करण्यासाठी. डिझाइन केलेल्या फॉर्मिंग मोल्डच्या फीडिंग होलचा शंकूच्या आकाराचा कोन 60° ते 120° आहे.
फॉर्मिंग मोल्डच्या सुधारित स्ट्रक्चरल डिझाइनमध्ये मल्टी सायकल आणि दीर्घ सेवा आयुष्याची वैशिष्ट्ये आहेत. जेव्हा पार्टिकल मशीन काही काळासाठी काम करते, तेव्हा घर्षण कमी झाल्यामुळे फॉर्मिंग मोल्डचे छिद्र मोठे आणि निष्क्रिय होते. जेव्हा जीर्ण फॉर्मिंग मोल्ड काढून टाकले जाते आणि वाढवले जाते, तेव्हा ते फॉर्मिंग कणांच्या इतर वैशिष्ट्यांच्या उत्पादनासाठी वापरले जाऊ शकते. यामुळे साच्यांचा पुनर्वापर साध्य होऊ शकतो आणि देखभाल आणि बदलीचा खर्च वाचू शकतो.
ग्रॅन्युलेटरचे आयुष्य वाढवण्यासाठी आणि उत्पादन खर्च कमी करण्यासाठी, प्रेशर रोलर 65Mn सारख्या चांगल्या पोशाख प्रतिरोधासह उच्च कार्बन उच्च मॅंगनीज स्टीलचा वापर करतो. फॉर्मिंग मोल्ड मिश्रधातू कार्बराइज्ड स्टील किंवा कमी-कार्बन निकेल क्रोमियम मिश्रधातूपासून बनवावा, जसे की Cr, Mn, Ti, इत्यादी. कॉम्प्रेशन चेंबरच्या सुधारणेमुळे, ऑपरेशन दरम्यान वरच्या आणि खालच्या रिंग मोल्ड्सना अनुभवायला मिळणारा घर्षण बल फॉर्मिंग मोल्डच्या तुलनेत तुलनेने कमी असतो. म्हणून, सामान्य कार्बन स्टील, जसे की 45 स्टील, कॉम्प्रेशन चेंबरसाठी सामग्री म्हणून वापरता येते. पारंपारिक एकात्मिक फॉर्मिंग रिंग मोल्ड्सच्या तुलनेत, ते महागड्या मिश्रधातू स्टीलचा वापर कमी करू शकते, ज्यामुळे उत्पादन खर्च कमी होतो.
२. फॉर्मिंग मोल्डच्या कामकाजाच्या प्रक्रियेदरम्यान रिंग मोल्ड पेलेट मशीनच्या फॉर्मिंग मोल्डचे यांत्रिक विश्लेषण.
मोल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान, मोल्डिंग साच्यात निर्माण होणाऱ्या उच्च-दाब आणि उच्च-तापमानाच्या वातावरणामुळे मटेरियलमधील लिग्निन पूर्णपणे मऊ होते. जेव्हा एक्सट्रूजन प्रेशर वाढत नाही, तेव्हा मटेरियल प्लास्टिसायझेशनमधून जाते. प्लास्टिसायझेशननंतर मटेरियल चांगले वाहते, म्हणून लांबी d वर सेट केली जाऊ शकते. फॉर्मिंग साच्याला प्रेशर वेसल मानले जाते आणि फॉर्मिंग साच्यावरील ताण सुलभ केला जातो.
वरील यांत्रिक गणना विश्लेषणाद्वारे, असा निष्कर्ष काढता येतो की फॉर्मिंग साच्याच्या आत कोणत्याही बिंदूवर दाब मिळविण्यासाठी, फॉर्मिंग साच्याच्या आत त्या बिंदूवर परिघीय ताण निश्चित करणे आवश्यक आहे. त्यानंतर, त्या स्थानावरील घर्षण बल आणि दाब मोजता येतो.
३. निष्कर्ष
हा लेख रिंग मोल्ड पेलेटायझरच्या फॉर्मिंग मोल्डसाठी नवीन स्ट्रक्चरल सुधारणा डिझाइन प्रस्तावित करतो. एम्बेडेड फॉर्मिंग मोल्डचा वापर प्रभावीपणे साच्याची झीज कमी करू शकतो, साच्याचे चक्र आयुष्य वाढवू शकतो, बदलण्याची आणि देखभाल सुलभ करू शकतो आणि उत्पादन खर्च कमी करू शकतो. त्याच वेळी, फॉर्मिंग मोल्डच्या कामकाजाच्या प्रक्रियेदरम्यान यांत्रिक विश्लेषण केले गेले, ज्यामुळे भविष्यात पुढील संशोधनासाठी एक सैद्धांतिक आधार मिळाला.
पोस्ट वेळ: फेब्रुवारी-२२-२०२४