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干法造粒技术存在问题跟粒设备的挤压系统

2020-12-08 19:39:37

一、干法造粒技术存在问题
现有造粒机设计缺陷及制造工艺等问题,是影响挤压成型质量和系统稳定性的关键因素,主要表现为:
(1)传统的单辊驱动工作方式,挤压辊容易出现变形、磨损等损坏,造成设备故障,增加了设备维护成本。
(2)由于送料不均引起的物料堆积,成型压力瞬间增大,导致挤压辊间隙发生变化,会反作用于液压系统导致压力波动,使系统油液升温、液压元件损坏。
(3)挤压辊通过齿轮传动,齿轮振动、齿轮易损坏等问题降低产品的成型质量。
因此,通过分析挤压成型过程,对挤压辊工作特性进行仿真研究,基于电液比例控制技术完成液压系统的改进设计,通过机液联合仿真与结果分析,验证挤压辊运行,并从挤压辊力学特性,挤压辊工作特性,及液压系统的改进设计方面进行分析研究,对进一步提高产品成型质量和延长设备使用寿命,具有重要的实用价值和意义。
二、粒设备的挤压系统
挤压系统主要控制挤压辊转速和挤压辊间隙,是石蜡成型机的关键组成部分。
固定挤压辊和移动挤压辊平行安装,它们以相同的速度相向转动。旋转动力由减速器带动固定挤压辊旋转,再通过齿轮传动带动移动挤压辊旋转。其中一个固定挤压辊只能旋转,不能做水平移动,移动挤压辊绕轴心旋转的同时,又可以作水平移动,从而实现挤压辊间隙的调整,液压系统中液压缸的作用力通过活塞杆施加于移动挤压辊两端固定的位置上。通过液压系统调节液压缸的输出力,实现对挤压辊作用力的调节,由于不同的粉体物料所需要的作用力不同,因此通过对挤压辊间隙的调整和挤压辊作用力调整,实现在挤压辊旋转的同时,对不同种粉体物料的挤压成型。
当粉体物料进入两挤压辊之间的小间隙时,由于挤压辊的挤压作用,粉体物料被压制成质密的薄片或颗粒,在挤压成型过程中,薄片是质地均匀并且连续的,根据挤压辊结构和尺寸的不同,压制成的产品也会有所不同。干法造粒技术的关键技术在于不管进入挤压辊之间区域的物料大小如何,施加在粉体物料上的压力需要保持恒定。挤压辊直径、挤压辊间隙与压力关系图,在挤压辊直径不变情况下,挤压辊间隙越小,挤压辊表面压力越大,挤压辊间隙越大,挤压辊表面压力越小,当间隙增大至程度,由于粉体物料的流动性和离散性,粉体物料直接从间隙流过,挤压辊表面压力为零,粉体物料无法挤压成型,而挤压辊间隙过小,造成挤压辊表面压力升高的同时,也会降低生产效率。
所以,在挤压辊的设计和生产参数设置中,挤压辊直径和挤压辊间隙是影响挤压成型过程的关键因素。
此外,粉体在挤压成型的过程中,粉体从开始受到挤压辊作用力到挤压成型,对应挤压辊轴心的转角,称为咬入角,咬入角主要与粉体物料自身性质有关,而挤压辊的尺寸对咬入角影响较小,压缩性好的物料具有较大的咬入角,而可压缩性差的物料则具有较小的咬入角。这是由于压缩性好的物料表面摩擦力和粒子间的内摩擦力均较大,因而产生较大的咬入角。并且由于挤压辊表面摩擦力的作用,表面粗糙的挤压辊比表面平滑的挤压辊具有大的作用力使物料进入挤压辊之间的间隙。而对于同种类物料,表面粗糙的挤压辊比表面光滑的挤压辊具有大的咬入角,可以使粉体物料好的运动至挤压辊之间的间隙,从而提高粉体物料压制效果。同时,由于摩擦力的增大,也容易使粉体物料在挤压辊表面发生粘结,特别是在遇到粘性比较大的粉体物料时,随着挤压辊连续转动,粉体物料会越粘越多,造成挤压辊间隙堵塞,严重影响生产质量和生产效率。

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