Для мелких и средних производителей биомассы Мельница для производства древесных гранул с плоским штампом представляет собой оптимальный баланс между капиталовложениями, эксплуатационным моментом и плотностью гранул. По результатам металлургического анализа, проведенного компанией Lansonmachines, можно сделать вывод, что хотя мельницы с кольцевыми матрицами доминируют в крупномасштабном промышленном секторе, конструкция с плоскими матрицами обеспечивает превосходные возможности вертикальной подачи и более высокое давление на квадратный дюйм для трудноскрепляемых материалов, таких как щепа лиственных пород. Вывод очевиден: для предприятий производительностью менее 800 кг/час система плоских фильер, оснащенная фильерами из легированной стали с вакуумной закалкой (58-62 HRC), обеспечивает наименьшую стоимость тонны продукции при сохранении высокой прочности гранул. В этой статье приводится технический анализ оборудования, материаловедение, лежащее в основе фильерных пластин, и рабочие параметры, необходимые для превращения сырой древесной щепы в высококалорийное топливо.

Ключевые атрибуты

Сырье	Трава, рисовая шелуха, древесные опилки, биомасса, солома,...	ключевые моменты продаж	Простота в управлении
основные компоненты	Подшипник, двигатель, насос, шестерня, PLC, двигатель, сосуд под давлением...	напряжение	380V/50HZ
гарантия	1 год	протокол испытаний оборудования	Предоставлено
выездное видео - осмотр	Предоставлено	диаметр гранул (мм)	6 – 9
производительность (кг/ч)	1000 - 1500 кг/ч	место происхождения	Хэнань, Китай
мощность двигателя (кВт)	90	вес (кг)	1000
название бренда	Lanson	размер (1*w*h)	1850*1050*1800 ММ
Имя	Машина для производства древесных гранул из биомассы	Использование	Опилки топливо гранулы делая машину
Вместимость	1-2 т/ч	Цвет	Запрос клиента
Послепродажное обслуживание обеспечено	Видеотехническая поддержка	Послегарантийное обслуживание	Видеотехническая поддержка Онлайн-поддержка
Преимущество	Высокая эффективность производства	Сервис	24 часа
Бренд	Lanson	Пакет	Стандартная деревянная упаковка

1. Материаловедение плоского штампа: взгляд металлурга

Сердцем любой машины для производства древесных гранул является взаимодействие между корпусом вальцов и фильерной пластиной. Работая в компании Lansonmachines, я часто сталкиваюсь с клиентами, которые недооценивают металлургические требования к переработке древесной щепы. В отличие от кормовых гранул, древесные волокна абразивны и требуют огромного давления для пластификации природного лигнина.

Выбор сплава и термическая обработка

Стандартная углеродистая сталь быстро выходит из строя под воздействием теплового напряжения при гранулировании древесины. Мы выступаем за использование высококачественных легированных конструкционных сталей, а именно 20CrMnTi или 40Cr, Для изготовления плоских штампов.

• Науглероживание: Штамп должен пройти процесс карбонитрирования. При этом углерод и азот диффундируют в поверхностный металл, создавая износостойкий корпус с сохранением прочной, вязкой сердцевины.

• Градиент твердости: Идеальная твердость плоской матрицы для древесных гранул не одинакова. Поверхность должна иметь твердость по Роквеллу (HRC) 60-62, чтобы противостоять истиранию кремнезема, содержащегося в древесной коре. Однако сердцевина должна оставаться на уровне HRC 45-50, чтобы предотвратить катастрофическое растрескивание под циклической нагрузкой вальцов.

• Вакуумная закалка: Чтобы отверстия матрицы не деформировались во время закалки, вакуумная закалка предпочтительнее закалки в масле. При этом сохраняется точная геометрия компрессионных отверстий, что обеспечивает равномерный диаметр гранул.

Примечание эксперта: Если ваша матрица изнашивается менее чем за 500 часов работы, производитель, скорее всего, использовал стандартную сталь 45# без достаточной закалки.

Класс материала	Твердость поверхности (HRC)	Износостойкость	Усталостная прочность	Рекомендуемое применение
Углеродистая сталь 45#	40-45	Низкий	Низкий	Мягкий корм / навоз для животных
Сплав 40Cr	50-55	Средний	Средний	Хвойная древесина / опилки
20CrMnTi	58-62	Высокий	Высокий	Щепа лиственных пород / биомасса
Нержавеющая сталь (4Cr13)	52-56	Высокий (коррозия)	Высокий	Пищевой класс / коррозионная биомасса

2. Инженерная механика: Принцип работы пресса с плоским штампом

Понимание векторных сил в камере гранулирования объясняет, почему эта конструкция уникально подходит для древесной щепы.

Вертикальная подача и гравитация

В отличие от станков с кольцевыми матрицами, в которых распределение материала происходит за счет центробежной силы, в мельницах с плоскими матрицами используется сила тяжести. Штамп располагается горизонтально. Древесная стружка поступает сверху и попадает непосредственно между вальцами и поверхностью матрицы. Такой вертикальный механизм подачи предотвращает образование мостов и заторов, что является распространенной проблемой при обработке легких и пушистых материалов, таких как сосновые опилки или дробленые поддоны.

Взаимодействие роликового штампа

На рынке представлены две основные механические конфигурации:

1. Вращающийся штамп / стационарный ролик: Штамп вращается, загоняя материал под статические ролики. Это характерно для небольших устройств (с карданным приводом или небольшим электроприводом).

2. Стационарный штамп / вращающийся ролик: Ролики вращаются вокруг матрицы. Это Предпочтение Lansonmachines для древесной щепы.

   • Почему? При движении роликов происходит вторичное перемешивание. Это предотвращает скопление сырья в “мертвых зонах” внутри камеры. Активные ролики измельчают древесную стружку, проталкивая ее через конические отверстия неподвижной матрицы.

3. Критический параметр: Коэффициент сжатия

Коэффициент сжатия (CR) - самая важная техническая характеристика при заказе штампа. Он определяется как эффективная рабочая длина отверстия штампа, деленная на диаметр отверстия ($L/D$).

Несоответствие CR приводит к двум неудачам:

1. Блокировка: Соотношение слишком велико. Трение настолько велико, что древесина сгорает внутри отверстия и не может быть выдавлена.

2. Пушистость: Слишком низкое соотношение. Материал не выдерживается под давлением достаточно долго, чтобы нагреть лигнин. Гранулы сразу же рассыпаются.

Расчеты для пород древесины

Различные древесные породы обладают разной насыпной плотностью и содержанием лигнина.

• Хвойные породы (сосна, ель, пихта): Высокое содержание природного лигнина, низкая плотность. Требуется более высокий CR (например, 1:5 - 1:6) для создания достаточного трения для активации связующего.

• Лиственные породы (дуб, гикори, береза): Высокая плотность, низкая доступность лигнина. Требуется более низкий CR (например, 1:3,5 - 1:4,5). Древесина и так плотная; чрезмерное сжатие приведет к заклиниванию машины.

4. Подготовка сырья: От щепы до сырья

Распространенным заблуждением является то, что “Пресс для производства древесных гранул” может напрямую принимать сырую 5-сантиметровую щепу. Это механически невозможно для камеры гранулирования. Щепа должна быть сначала обработана.

Уменьшение размеров (молотковое измельчение)

Пресс с плоской матрицей требует постоянного размера частиц. Древесная стружка должна быть измельчена в опилки или волокнистый порошок диаметром не более размера отверстия матрицы (обычно 6 мм).

• Идеальный размер частиц: От 3 мм до 5 мм.

• Если частицы слишком велики, они не попадают в отверстия матрицы, в результате чего ролики “проскакивают” и чрезмерно вибрируют, повреждая подшипники главного вала.

Равновесие влажности

Металл взаимодействует с влажной древесиной иначе, чем с сухой.

• Слишком мокрый (>18%): Вода создает паровой барьер. Гранула “взрывается” при выходе из фильеры из-за расширения пара (попкорнинг).

• Слишком сухой (<8%): Отсутствие паровой смазки. Трение вызывает резкое повышение температуры стального штампа (>100°C), обугливание древесины и потенциальный отжиг (размягчение) поверхности штампа.

• Сладкое место: Содержание влаги от 12% до 15% является обязательным для оптимальной работы плоского штампа Lansonmachines.

5. Плоский штамп против кольцевого штампа: честное сравнение

Мы часто советуем промышленным клиентам использовать кольцевые штампы для больших объемов производства, но плоские штампы имеют явное преимущество для специфических профилей пользователей.

Характеристика	Мельница для производства гранул с плоским штампом	Мельница для производства гранул с кольцевым штампом
Пропускная способность	От низкого до среднего (50 кг - 800 кг/час)	Высокая (1 тонна - 20 тонн в час)
Генерация давления	Высокий (регулируемый зазор между роликами)	Умеренная (центробежная опора)
Энергоэффективность	Меньше за машину, больше за тонну	Повышение операционной эффективности в масштабе
Техническое обслуживание	Простота (реверсы штампов, легкий доступ)	Сложный (требуется подъемник, выравнивание)
След	Компактный, портативный	Большой, требует стационарного фундамента
Стоимость	Низкие капитальные затраты	Высокие капитальные расходы

Вердикт: Плоская матрица - лучший выбор для фермерских хозяйств, небольших мастерских и предприятий с ограниченным капиталом. Способность выдерживать более высокое давление делает его более щадящим для различных материалов биомассы.

6. Энергетические системы и передача электроэнергии

Способ подачи крутящего момента в камеру гранулирования определяет эффективность работы устройства.

Электродвигатель (трехфазный)

Промышленный стандарт. Для гранулирования древесины высокий крутящий момент важнее, чем высокое число оборотов. Мы используем сверхмощные редукторы (цилиндрические или конические) для снижения скорости двигателя и увеличения крутящего момента.

• Преимущество: Постоянная мощность, допускается использование в помещениях.

• Ограничение: Требуется надежное подключение к сети 380В/400В.

Дизельный двигатель

Идеально подходит для удаленных работ (лесозаготовительные участки). Дизельный двигатель подключается через систему сцепления.

• Преимущество: Полная мобильность.

• Ограничение: Сложно контролировать вибрацию; стоимость топлива может колебаться.

PTO (Power Take-Off)

Подключается непосредственно к трактору.

• Преимущество: Используется имеющееся сельскохозяйственное оборудование; нет затрат на двигатель.

• Ограничение: Трудно поддерживать постоянные обороты, если трактор работает на холостом ходу неравномерно.

7. Протоколы обслуживания для долголетия

Как специалист по материалам, я вижу, что многие штампы преждевременно выходят из строя из-за небрежного обслуживания, а не из-за производственных дефектов.

Процедура отключения “масляной смеси”

Это самая важная привычка в работе. Ни в коем случае нельзя выключать станок с сырой древесиной в отверстиях матрицы. Древесина остынет, затвердеет, как бетон, и потребует высверливания (что повредит зеркальную полировку отверстий).

• Процедура: В последние 2 минуты работы подайте в машину смесь из масла, песка и опилок.

• Результат: Эта маслянистая смесь остается в отверстиях матрицы во время хранения. Она предотвращает появление ржавчины и легко выталкивается при следующем запуске.

Регулировка зазора между роликом и матрицей

Расстояние между роликом и поверхностью штампа измеряется в миллиметрах.

• Установка зазора: От 0,1 мм до 0,3 мм.

• Частота проверки: Каждые 4 часа работы.

• Если ролик касается матрицы, происходит контакт металла с металлом, разрушающий термообработанную поверхность. Если зазор слишком велик, материал образует толстый “коврик” и проскальзывает, вызывая засорение штампа.

Смазка подшипников

Роликовые подшипники работают в условиях сильного нагрева и высокой запыленности. Высокотемпературная литиевая комплексная смазка должна впрыскиваться каждые 8 часов работы.

8. Экономический анализ: Окупаемость инвестиций в гранулирование древесной щепы

Инвестиции в прокатный стан с плоскими штампами требуют понимания экономики производства.

Факторы, определяющие затраты

1. Электричество/топливо: Как правило, это самый большой операционный расход.

2. Замена матриц и роликов: Расходные материалы. Штамп из высококачественного сплава служит 600-800 часов. Оболочка ролика служит 300-500 часов.

3. Труд: Один оператор может управлять подачей и упаковкой в мешки.

Создание стоимости

Сырая древесная щепа или лесосечные отходы часто имеют практически нулевую или отрицательную стоимость (стоимость утилизации).

• Стоимость сырья: $0 - $20 / тонна.

• Стоимость обработки: ~$30 - $40 / тонна (энергия + изнашиваемые части).

• Рыночная цена на пеллеты: $150 - $250 / тонна.

• Маржа: Потенциальная маржа значительна, если машина не простаивает на ремонте. Это еще раз подтверждает необходимость предварительного приобретения качественных компонентов из легированной стали.

9. Устранение неполадок: Считывание гранул

По внешнему виду гранул можно судить о состоянии машины.

Вертикальные трещины (эффект ели)

• Диагноз: Материал слишком сухой или степень сжатия слишком низкая. Гранула пружинит после выхода из фильеры.

• Средство: Добавьте небольшое количество воды или пара; проверьте толщину штампа.

Горизонтальные трещины

• Диагноз: Режущий нож затупился или установлен неправильно, в результате чего гранулы сбиваются, а не нарезаются. Или в материале слишком много неорганической золы (песка).

• Средство: Заточите резец; очистите древесные опилки от мусора.

Пастообразная / темная поверхность

• Диагноз: Перегрев. Материал проводит слишком много времени в отверстии матрицы.

• Средство: Слишком высокая степень сжатия. Уменьшите толщину штампа или добавьте в смесь смазку (растительное масло).

Мелкие частицы (пыль) в мешке

• Диагноз: Лигнин не затвердел.

• Средство: Охлаждение было недостаточным. Гранулы должны быть охлаждены сразу после экструзии, чтобы связующее затвердело.

10. Будущие инновации в технологии плоских штампов

В настоящее время компания Lansonmachines занимается разработкой следующего поколения прессов для плоских штампов.

Ролики с твердосплавными наконечниками

Мы проводим испытания роликов с полосками из карбида вольфрама. Несмотря на дороговизну, они увеличивают срок службы корпуса ролика на 300%, сокращая время простоя для замены деталей.

Автоматические системы смазки

Смазка вручную является основной причиной сбоев (человеческий фактор). Новые модели оснащены автоматическими насосами, которые закачивают смазку в главный вал и роликовые подшипники через определенные промежутки времени, гарантируя, что металл никогда не будет сухим.

Исчерпывающие ответы на часто задаваемые вопросы

Q1: Может ли пеллетная мельница с плоской головкой напрямую обрабатывать влажную древесную щепу?

Нет. Содержание влаги выше 18-20% приводит к закипанию воды в отверстиях фильеры, что препятствует образованию гранул. Давление пара разрывает древесину на части при выходе из фильеры. Перед переработкой щепу необходимо высушить до влажности 12-15%.

Вопрос 2: Каков срок службы плоской штамповочной плиты?

Штамп из высококачественной легированной стали (20CrMnTi), прошедший вакуумную термообработку, прослужит от 600 до 800 часов, в зависимости от абразивности древесины. Реверсирование штампа (использование обеих сторон) эффективно удваивает срок службы.

Q3: Почему моя машина сильно вибрирует?

Вибрация обычно указывает на одну из трех причин: неравномерный износ роликов, погнутый главный вал или неравномерная подача материала. Убедитесь, что подшипники исправны и что зазор между роликом и матрицей равномерен по всей поверхности.

Q4: Нужна ли связка для древесных гранул?

В общем, нет. Древесина содержит лигнин, природный полимер, который действует как связующее вещество при нагревании от трения. Однако для старой, сухой древесины или древесины лиственных пород с низким содержанием лигнина добавление крахмала 1-2% или растительного масла может улучшить качество пеллет.

Q5: Как выбрать правильный диаметр отверстия?

Стандартом для бытового отопления является 6 мм. В промышленных котлах часто используется 8 или 10 мм. Маленькие отверстия требуют больше энергии для проталкивания материала, в то время как большие отверстия обеспечивают большую пропускную способность, но меньшую насыпную плотность.

Q6: Можно ли использовать один и тот же штамп для мягких и твердых пород дерева?

Не рекомендуется. Для мягких пород древесины требуется более толстая матрица (более высокая степень сжатия) для создания трения. Для твердых пород нужна более тонкая матрица. Использование матрицы из мягкой древесины для дуба, скорее всего, приведет к засорению машины; использование матрицы из твердой древесины для сосны приведет к получению рыхлых, рассыпчатых гранул.

Q7: В чем разница между плоскими штамповочными станками типа R и типа D?

В D-типе (Die-turning) штамп вращается, а ролики неподвижны. В R-типе (вращение роликов) матрица неподвижна, а ролики вращаются. R-Type лучше подходит для древесины, поскольку вращающиеся ролики создают срезающее действие, которое помогает перемешивать материал и предотвращает засорение.

Вопрос 8: Сколько электроэнергии потребляет завод по производству плоских штампов?

Типичная небольшая мельница (например, производительностью 200-300 кг/ч) будет работать от двигателя мощностью 15-22 кВт. Это соответствует примерно 60-80 кВт/ч электроэнергии на тонну производимых пеллет, в зависимости от твердости древесины.

Q9: Почему мои гранулы получаются черными?

Черные гранулы указывают на горение (карбонизацию). Это означает, что температура трения слишком высока. Это вызвано слишком высокой степенью сжатия для вашего материала или слишком сухим материалом.

Q10: Могу ли я производить корм для животных с помощью машины для производства древесных гранул?

Технически да, но степень сжатия для древесины намного выше, чем для корма. Использование деревянной матрицы для кукурузы/травы приведет к перегреву корма и разрушению питательных веществ. Вам следует приобрести отдельную, более тонкую матрицу специально для производства корма, чтобы установить ее на машину.

11. Усовершенствованное обслуживание штампов: Шлифовка и зенкование

Часто упускается из виду такая деталь, как возможность восстановления изношенного штампа. Как эксперт по металлу, я советую клиентам, что штамп не обязательно “мертв”, когда производительность падает.

Износостойкость

Со временем трение от древесной стружки изнашивает входную фаску (конический конус в начале отверстия). Когда эта конусность исчезает, станок с трудом проталкивает материал в отверстие, что приводит к снижению производительности на 50%.

Техника ремонта

1. Шлифование поверхности: Если поверхность неровная (стиральная доска), плоскошлифовальная машина может выровнять поверхность штампа.

2. Зенковка: С помощью конического сверла, соответствующего исходному углу (обычно 45 или 60 градусов), можно заново просверлить впускные фаски.

3. Результат: Это восстанавливает “прикус” штампа, позволяя ему снова эффективно захватывать материал. Это может продлить общий срок службы штампа на 20-30%.

12. Крутящий момент двигателя и динамика редуктора

Фрезерный станок для плоских штампов - это оборудование с высоким крутящим моментом. Выбор редуктора существенно влияет на способность станка выдерживать ударные нагрузки (например, сучок в древесине).

Косозубые и конические шестерни

• Конические шестерни: Часто встречаются в недорогих автомобильных дифференциалах, используемых в пеллетных мельницах DIY. Они склонны к перегреву при длительной промышленной нагрузке.

• Цилиндрические шестерни: Используется в профессиональных сериях Lansonmachines. Цилиндрические шестерни одновременно задействуют больше зубьев, распределяя нагрузку. Они работают тише и холоднее, передавая на вал 95-98% мощности двигателя.

Соединительные системы

Мы избегаем жестких муфт. Между двигателем и коробкой передач необходимо установить гибкую муфту (шинную или паутинную). Этот компонент поглощает вибрацию, возникающую в процессе гранулирования, и защищает обмотки двигателя от разрыва со временем.

13. Тенденции мирового рынка гранулирования биомассы

Переход к углеродной нейтральности является движущей силой рынка плоских штампов.

Децентрализованное производство

Исторически заводы по производству пеллет были огромными фабриками. Сейчас мы наблюдаем тенденцию к “переработке на месте”. Мебельные фабрики, лесопилки и фермы устанавливают плоские штамповочные мельницы для переработки собственных отходов на месте. Это устраняет углеродный след от транспортировки сырых отходов на центральный завод.

Стандарты качества пеллет (ENplus A1)

Даже небольшие производители теперь стремятся к качеству ENplus A1. Это требует строгого соблюдения низкого содержания золы (<0,7%). Низкоскоростная работа плоского штамповочного стана производит меньше мелкой пыли по сравнению с высокоскоростными кольцевыми штамповочными станами, что помогает мелким производителям соответствовать требованиям этих международных стандартов к долговечности.

Заключительная рекомендация для покупателей

При выборе Древесные гранулы мельница машина плоский штамп древесные стружки гранулы пресс, Обращайте внимание не только на мощность. Внимательно изучите вес машины (более тяжелая подразумевает более качественную сталь и литье), поинтересуйтесь маркой сплава матрицы (требуйте 20CrMnTi или аналогичный) и убедитесь, что степень сжатия соответствует вашему конкретному источнику древесины.

В Lansonmachines мы не просто продаем железо, мы разрабатываем решения, основанные на металлургической науке. Плоский штамповочный пресс - это прецизионный инструмент. При правильном обслуживании и подаче правильно подготовленного сырья он превращается в мощную установку для производства возобновляемой энергии.