0、引言
生物質
顆粒燃料同化成型是開發(fā)和利用生物質資源的重要技術之一，也是其它生物質能利用技術的前提和基礎，因而成為當前可再生能源領域研究的熱點。生物質燃料固化成型是在一定溫度和壓力作用下，將各類分散的、沒有一定形狀的農林生物質經過收集．干燥、粉碎等預處理后，利用生物質固化成型設備擠壓成規(guī)則的、密度較大的棒狀、塊狀或顆粒狀等成型燃料，從而提高其運輸和貯存能力，改善燃燒性能，提高利用效率，擴大應用范圍。
生物質燃料平模固化成型機的特點是結構簡單、成本低廉、易于維修維護，對原料的粉碎度要求低，對原料水分的適應性較強。因此，依據我國國情，平模成型機非常適于廣大農村農民小規(guī)模靈活使用。平模
顆粒機和環(huán)模顆粒機的壓模材質、孔型、熱處理方法及技術要求基本一致，但是，平模機成型機一般采用拉絲直輥平模形式，這種形式使物料較難在壓模上均勻分布，且壓模的磨損不均勻。壓輥內外端與壓模相對線速度不同，壓模越大，內外端速度差越大。速度差的存在，致使成型過程中擠壓能耗高于環(huán)模，而且加劇了模板、壓輥磨損的不均勻性，也影響了加工成品質量的均勻性，作業(yè)時還會發(fā)出較大噪聲。因此，對平模成型機壓輥特性進行分析很有必要。
1、平模成型機的工作原理
平模成型機主要由電動機、傳動裝置、平模、壓輥、喂料器、進料斗、切刀、出料斗等組成。平模成型機以機械圓周運動為基礎，電動機帶動傳動軸經差速器減速至主軸，進而帶動與主軸連接的平模，擦動壓輥，使得壓輥和平模之間有較高的摩擦溫度，在平模和壓輥的強烈擠壓作用下，物料逐漸被壓實，擠入平模的模孔中．并在模孔中不斷受到后擠人物料的壓力而穿過模孔擠出成型，經過切刀的分段，最后從出料口滾出。更換不同孔徑的模板可壓制不同直徑成型燃料。
平模成型機分兩種傳動形式：一種是壓輥架固定在機殼上，主軸帶動壓模主動運轉，壓輥被動；另一種是壓模固定，主軸帶動壓輥架運轉，在公轉的同時壓輥進行自轉。兩種傳動方式雖然不同，但工作原理是相同的。小型平模成型機無需配備加熱裝置，靠工作過程中擠壓、摩擦產生的熱能使物料溫度升高、軟化，進而形成符合要求的生物質燃料。
2、平模成型機壓輥特性分析
2.1壓輥對物料擠壓的力學分析
成型機主要由壓輥和平模兩個主要零部件組成。如圖1所示，壓輥與物料接觸段弧長的圓心角為a0，壓輥圓周上各點對物料的壓力是不同的，輥輪最低點，即a0
212壓輥運動分析
平模顆粒機工作過程中壓輥與平模做相對運動，如圖4所示。模板和壓輥之間的間隙約為0.1～0.3mm,主軸轉速為n，，壓輥由于摩擦引起的自轉轉速為112。物料在壓輥和平模的作用下，經過壓縮進入模孔．壓實后成柱狀擠出，再經切刀切割而形成粒或塊。壓輥和模板的結構參數(shù)及物料性能參數(shù)直接影響成型機的成型質量和功率消耗。
改進后的壓輥外形見圖5。這樣，平模成型機的壓輥在平模作圓周運動時，在物料摩擦力的作用下作純滾動運動，由于摩擦力的消除，大大提高了壓輥對物料的附著效果，增強了對物料的擠壓效果。而且，由于壓輥與平模的相對運動為零，減少了平模和壓輥的磨損，延長了壓輥的使用壽命，使用成本大為降低。用平模直輥與平模錐輥分別壓制同一種物料，經試驗結果表明：平模直輥壓縮的成型燃料品質不如錐輥光滑、整齊，而且密度小：另外．錐輥和直輥的磨損情況差異也很大。直輥的外形磨損變化很大，不能保證壓輥與平模的間隙均勻一致，致使成型燃料的品質逐漸下降．還出現(xiàn)物料的重復擠壓、打滑、堵料等嚴重故障，生產過程中電力消耗增加，加工設備生產效率降低．進而增加了用戶的生產成本。而對于錐輥，由于壓輥與平模之間的相對運動是純滾動，其外形磨損量一致，不僅能夠保證壓輥與平模間的間隙始終相同，而且也不會因為磨損的增加，影響到成型的效率及加工后成型燃料的品質，在整個生產過程中平穩(wěn)一致，耗電量始終一致，節(jié)省了電力的消耗。另外，平模錐輥式成型機在使用中比直輥式成型機噪音低，有效改善工作環(huán)境。
3、總結
通過對平模成型機固化成型過程中壓輥對物料擠壓的力學模型分析，推導了平模成型機的擠壓力、主軸功率及壓輥與平模半徑比的理論計算公式，可以作為設計參考；通過對壓輥運動分析，將成型機的關鍵零部件壓輥改進設計成錐體，通過試驗和磨損分析，證明錐輥的設計改善了生物質燃料平模成型機的性能，具有極大的實用價值。
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