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轉(zhuǎn)讓停用二手木屑顆粒機(jī)環(huán)模壓輥的磨損機(jī)理

更新時(shí)間:2018-09-04      點(diǎn)擊次數(shù):847

轉(zhuǎn)讓停用二手木屑顆粒機(jī)環(huán)模壓輥的磨損機(jī)理 秸稈木屑顆粒機(jī)環(huán)模、壓輥是環(huán)模制粒裝備的核心部件,環(huán)模、壓輥磨損過快已成為制約環(huán)模制粒成型技術(shù)發(fā)展的瓶頸問題之一。明確環(huán)模、壓輥的摩擦磨損機(jī)理對提升裝備性能、降低使用成本具有非常重要的意義。
1、失效形式
    實(shí)踐中,環(huán)模、壓輥的主要失效形式可總結(jié)為以下幾種:
    (1)環(huán)模工作一段時(shí)間后,??變?nèi)壁磨損,孔徑變大,生產(chǎn)出來的顆粒直徑增大,超過規(guī)定的直徑要求,環(huán)模失效;
    (2)環(huán)模工作一段時(shí)間后,環(huán)模內(nèi)壁磨損,環(huán)模內(nèi)表面凹凸不平,阻礙物料的流動,出料量減少,直至停止使用;
    (3)環(huán)模孔的進(jìn)料斜面被磨掉,物料不易進(jìn)入???,擠壓力減少,逐漸??锥氯?,導(dǎo)致環(huán)模失效;
    (4)壓輥工作一段時(shí)間之后,壓輥表面的齒形磨損,導(dǎo)致摩擦力減小、模輥間隙變大,直至停止使用。
   圖2. 30和圖2.31為環(huán)模、壓輥發(fā)生劇烈磨損的照片。2、磨損機(jī)理分析
    為進(jìn)行環(huán)模、壓輥的磨損機(jī)理分析,分別對飼料制粒機(jī)與生物質(zhì)制粒機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)。生產(chǎn)試驗(yàn)條件如下:
    (1)飼料環(huán)模制粒機(jī)生產(chǎn)試驗(yàn)。環(huán)模材料為X46Cr13,熱處理工藝為1050℃淬火和200℃兩次回火。環(huán)模安裝在某公司某型號環(huán)模制粒機(jī)上進(jìn)行飼料生產(chǎn)試驗(yàn),制粒機(jī)電機(jī)功率為75kW×2,環(huán)模轉(zhuǎn)速為265r/min,生產(chǎn)率為17t/h。原料主要成分為玉米、小麥、稻谷和棉粕等,容重為615kg/m3。飼料成品顆粒直徑為3mm,密度為1430kg/m3,成型率為99.2%,在正常生產(chǎn)狀態(tài)下工作500h后將環(huán)模卸下進(jìn)行磨損機(jī)理分析。
    (2)生物質(zhì)環(huán)模制粒機(jī)生產(chǎn)試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)備采用某公司開發(fā)的9EYK1800型生物質(zhì)燃料固化成型機(jī),該機(jī)環(huán)模臥式放置,采用組合式結(jié)構(gòu)(環(huán)模由45個(gè)模具單元組合而成),現(xiàn)已廣泛用于秸稈成型燃料的生產(chǎn)。主要技術(shù)參數(shù)為:主機(jī)功率45kW,生產(chǎn)率1.3~1.8t/h,燃料成型率95%以上,產(chǎn)品密度0.8~1.2g/cm3,適用于小麥秸稈、水稻秸稈等生物質(zhì)原料成型。試驗(yàn)原料為姜堰市周邊2012年秋季收獲后的水稻秸稈,經(jīng)曬干后切斷為碎粒狀,粒度在5~15mm范圍內(nèi),含水率為15%~20%。秸稈碎料直接壓制成型,不添加其他成分。
    試驗(yàn)結(jié)束后,分別在環(huán)模孔側(cè)壁取樣進(jìn)行掃描電鏡分析,掃描電鏡圖像如圖2. 32所示。
    從圖2. 32可看出,無論是飼料制粒機(jī)環(huán)模,還是生物質(zhì)制粒機(jī)環(huán)模,模孔表面均具有明顯的犁溝和變形脊,同時(shí)伴有少量點(diǎn)狀剝落坑和交叉疲勞裂紋。原因分析如下:
   轉(zhuǎn)讓停用二手木屑顆粒機(jī)環(huán)模壓輥的磨損機(jī)理 成型過程中,物料在??字兄饕軆蓚€(gè)方向的作用力:平行于模腔的切向力和垂直于模具表面的法向力。物料在擠壓成型過程中會形成較多堅(jiān)硬細(xì)小的“不可壓縮團(tuán),這些“不可壓縮團(tuán)”在法向力作用下被壓人金屬表面,同時(shí)切向力推動磨粒運(yùn)動,對金屬表面進(jìn)行切削中明顯的溝槽切痕。較軟的物料則在循環(huán)載荷下與模具表面突出部位或犁溝產(chǎn)生周期性的接觸,雖然每次循環(huán)應(yīng)力中的大應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的屈服極限,但是循環(huán)應(yīng)力的每次應(yīng)力循環(huán)都對環(huán)模造成輕微損傷;隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加,當(dāng)損傷積累到一定程度時(shí),在環(huán)模表面或者內(nèi)部出現(xiàn)裂紋擴(kuò)展直至斷裂。環(huán)模在接觸應(yīng)力的反復(fù)作用下,首先在表層產(chǎn)生初始疲勞裂痕,然后在滾動接觸過程中裂紋擴(kuò)展,后使環(huán)模表層金屬呈小片狀剝落下來,在外表面形成一個(gè)個(gè)小坑,出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕。
    因此,環(huán)模制粒機(jī)環(huán)模的磨損是切削損傷機(jī)制的硬磨料磨損和疲勞損傷機(jī)制的軟磨料磨損綜合作用的結(jié)果。
同時(shí),根據(jù)工作原理分析可知,環(huán)模、壓輥的磨損是環(huán)模表面、壓輥表面與環(huán)模壓輥表面之間的粉體在壓力作用下相互作用而導(dǎo)致的,是典型的三體磨損、軟磨損。目前,針對三體磨損的研究大都集中于硬磨損方面,且表面間多呈現(xiàn)滑動摩擦;而環(huán)模制粒機(jī)工作過程中,飼料粉體、生物質(zhì)粉體與環(huán)模、壓輥金屬材料在工作過程中相互之間既存在滑動摩擦,又存在滾動摩擦,摩擦磨損機(jī)理非常復(fù)雜。對環(huán)模制粒過程中三體(環(huán)模、壓輥、粉體)軟磨損機(jī)理的進(jìn)一步深入研究是正確設(shè)計(jì)環(huán)模、壓輥表面,提升環(huán)模、壓輥使用壽命的關(guān)鍵。

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