0、引言
生物質
顆粒燃料同化成型是開發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模靈活使用。平模
顆粒機和環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，作業時還會發出較大噪聲。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及物料性能參數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一致，耗電量始終一致，節省了電力的消耗。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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