利用馬孝琴博士做過(guò)的生產(chǎn)率與沖桿直徑和單位能耗關(guān)系試驗(yàn)得出的結(jié)果，隨著沖桿直徑的增大生產(chǎn)率有增大的趨勢(shì)，而單位能耗有減少的趨勢(shì)，這主要是因?yàn)闆_桿直徑的增大導(dǎo)致喂料量增大所致；生產(chǎn)率與沖桿直徑呈正相關(guān)關(guān)系，單位能耗與生產(chǎn)率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而進(jìn)料量與沖桿直徑呈正相關(guān)關(guān)系，這就意味著在液壓系統(tǒng)一定的情況下，要想提高液壓成型機(jī)的生產(chǎn)率和降低單位能耗的方法有兩種，即加大直徑和提高預(yù)壓的進(jìn)料量。
錐度和錐長(zhǎng)也是影響成形密度和成型壓力的重要因素之一。利用馬孝琴博士做過(guò)的錐度、錐長(zhǎng)與壓力、密度的關(guān)系試驗(yàn)得出的結(jié)果可以看出：在錐套大，小端直徑確定的情況下，改變錐度和錐長(zhǎng)，成形密度將隨著錐度的減小和錐長(zhǎng)的增加而增加，成型壓力也會(huì)隨著錐度的減小和錐長(zhǎng)的增加而增加；所以，成型直徑在55—130mm范圍內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)錐套的大、小端的端面面積比應(yīng)在1.23～1.778范圍內(nèi)。
其他因素的影響
1、原料的種類(lèi)
不同種類(lèi)的原料，其壓縮成型特性有很大差異．原料的種類(lèi)不但影響成型的質(zhì)量，如成型塊的密度，強(qiáng)度，熟值等，而且影響成型機(jī)的產(chǎn)量及動(dòng)力消耗。在大量的農(nóng)林廢棄物中，有的植物體粉碎以后容易壓塊成型，有的就比較困難，例如木材廢料一般難壓縮（在壓力作用下變形較�。�；而纖維狀植物秸稈和樹(shù)皮等容易壓縮（在壓力作用下變形較大），在不加熱條件下，進(jìn)行壓縮成型時(shí)，較難壓縮的原料就不易成型，容易壓縮的原料則成型也較為容易。但是在加熱的條件下進(jìn)行壓縮成型時(shí)．如棒狀燃料成型機(jī)，木材廢料雖然難于壓縮，但木材本身的木質(zhì)素含量高，在高溫下能起粘結(jié)作用，其成型反而容易，而植物秸稈和樹(shù)皮等，原料的粘結(jié)能力弱，因此不易成型。所以原料種類(lèi)對(duì)壓縮成型的影響與成型方式有密切關(guān)系。
2、原料的粒度
原料粒度的大小也是影響壓縮成型的重要因素．對(duì)于某一確定的成型方式，原料的粒度大小應(yīng)不大于某一尺寸，例如：對(duì)于直徑為6m的顆粒成型燃料，通常要求原料的粒度不大于5mm。一般來(lái)說(shuō)，粒度小的原料容易壓縮，粒度大的原料較難于壓縮。原料的粒徑越小，在相同的壓力及其條件下，其粒子的延伸率或變形較大，即粒徑越小，越容易成型。這種傾向在要求原料粒度較小的成型方式條件下較為明顯。原料的粒度同樣影響成型機(jī)的效率及成型物的質(zhì)量。例如原料粒度較大時(shí)，成型機(jī)將不能有效地工作，能耗大，產(chǎn)量小。原料粒度不均勻，特別是形態(tài)差異較大時(shí)，成型塊表面將產(chǎn)生裂紋，密度、強(qiáng)度降低。但對(duì)有些成型方式，如沖壓成型時(shí)，要求原料有較大的尺寸或較大的纖維，原料粒度小反而容易產(chǎn)生脫落，富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的秸稈壓塊機(jī)、木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)成型機(jī)械設(shè)備專(zhuān)業(yè)生物質(zhì)顆粒燃料。
3、加熱溫度
加熱溫度也是影響壓塊成型的一個(gè)顯著因素，根據(jù)生物質(zhì)的成型機(jī)理，生物質(zhì)中的木質(zhì)素能夠聯(lián)結(jié)在一起的基本條件是要有合適的成型溫度．通過(guò)加熱，一方面可使原料中含有的木質(zhì)素軟化；另一方面還可以使原料本身變軟，變得容易壓縮。在自然水率條件下，木質(zhì)素的軟化點(diǎn)溫度為80～130℃，當(dāng)加熱到70～100℃時(shí)，木質(zhì)素的粘合力開(kāi)始增加，溫度達(dá)到160—250℃時(shí)可以熔融．因此成型時(shí)生物質(zhì)的加熱溫度不得低于其軟化點(diǎn)溫度。加熱溫度不但影響原料成型性，而且影響成型機(jī)的工作效率，加熱溫度應(yīng)調(diào)整到一個(gè)合理的范圍．溫度過(guò)低，不但原料不能成型，而且功耗增加；溫度增高，電機(jī)功耗減小，但是成型壓力減小，成型物擠壓不實(shí)，密度變小，容易斷裂破損，且棒料表面過(guò)熱燒焦，煙氣較大．有些成型方式，如顆粒燃料成型機(jī)，雖然沒(méi)有外熱源加熱，但在成型過(guò)程中，原料和機(jī)器部件之間的摩撩作用也可將原料加熱到100℃，同樣可使原料所含木質(zhì)素軟化，起到粘結(jié)劑作用。
本課題在HPB-III型生物質(zhì)成型機(jī)上做過(guò)一個(gè)不同溫度相同含水率條件下秸稈成型試驗(yàn)，如圖3-9:
根據(jù)試驗(yàn)要求，進(jìn)行了大量的測(cè)試，可以看出，在HPB一Ⅲ型生物質(zhì)成型機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，成型機(jī)指示溫度在230℃以上時(shí)，成型棒表面光滑程度較好，在220℃和210℃時(shí)，其表面光滑程度降低，在200℃幾乎不能成型。
成型機(jī)指示溫度在230℃以上時(shí)，成型棒出模比較順利，成型溫度為220℃成型棒出模開(kāi)始出現(xiàn)困難，在210℃時(shí)，可以看到成型捧出模明顯困難，在200℃時(shí)，成型棒幾乎不能出模。
成型機(jī)指示溫度在210～230℃之間時(shí)，成型棒表面顏色為灰褐色；在240℃～260℃之間時(shí)，其顏色為灰黑色；在270℃及其以上時(shí)，成型棒表面呈焦黑色。
成型機(jī)指示溫度在270℃以上時(shí)，成型棒出模冷卻后的膨脹率較大，冷卻后表面裂紋較多，但其裂口的大小隨著成型溫度的降低而減小，
成型溫度過(guò)高，不僅不能有效地降低成型壓強(qiáng)，而且還會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：
(1)由于加熱圈設(shè)在成型套筒外表面，會(huì)降低成型套筒耐磨性，使用壽命縮短；
(2)溫度過(guò)高會(huì)使緊貼成型套筒內(nèi)壁的生物質(zhì)形成的炭化層太厚，表面變軟滑，摩擦阻力減少，不能成型。
(3)由于生物質(zhì)原料中水分的存在，溫度過(guò)高，生物質(zhì)中的水分易產(chǎn)生高壓蒸氣，會(huì)發(fā)生“放氣”或“放炮”現(xiàn)象，中斷成型．
3.5.4保型筒長(zhǎng)度和保型時(shí)間
成型塊在最大工作壓力下的保持時(shí)間是對(duì)成型有影響的又一個(gè)重要因素。有關(guān)研究表明：將成型塊在最高壓力下保持一段時(shí)間能增加松弛密度。Doghcrty和Wheeler的試驗(yàn)表明：在最高壓力下保持10能使松弛密度比沒(méi)有滯留時(shí)間的增加10%．并且釋放后沒(méi)有明顯的松弛現(xiàn)象．其他研究者的研究結(jié)果與ot Dogherty的研究結(jié)果相似，其結(jié)果為：當(dāng)滯留時(shí)間從1mm增加到30min時(shí)，壓塊的松弛密度從5%增加到8%．Mcwes將壓塊在最高壓力下保持1～15min,發(fā)現(xiàn)隨著滯留時(shí)間的增加，松弛密度增加，但滯留超過(guò)1in后，其松弛密度增加相對(duì)很�。甇sobov將壓塊在最高壓力下保持1～30min，發(fā)現(xiàn)成型塊在最高壓力下滯留2～3min后，可恢復(fù)的壓縮張力相對(duì)很小，另外Kjelgaard和Federov也發(fā)現(xiàn)了相似的規(guī)律。
張百良教授用液壓驅(qū)動(dòng)式秸稈成型機(jī)對(duì)玉米秸稈進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明保型時(shí)間或保型筒長(zhǎng)度越長(zhǎng)，保證成型所需的最低成型壓強(qiáng)越小，能耗也較小。保型時(shí)間與保型筒長(zhǎng)度和生產(chǎn)率有關(guān)，當(dāng)保型時(shí)間一定時(shí)，生產(chǎn)率越高，保型筒長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)加長(zhǎng)．
6、本章小結(jié)
(1)成型壓力與成型密度呈正相關(guān)關(guān)系，密度隨著壓力的增大而增大，但是當(dāng)密度達(dá)到一定值時(shí)就不會(huì)再增大；在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，由于聊的松弛密度不同各個(gè)成型階段測(cè)成型壓力也大不相同；lOOmm直徑成型棒密度在0.9～1.2g.cm-3之間所需壓力在70～95噸力的范圍內(nèi)．
(2)含水率對(duì)生產(chǎn)率、單位產(chǎn)品能耗、棒料松弛密度和成型壓力都有一定的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著含水率的增加松弛密度降低；秸稈含水率在15%左右時(shí)，生產(chǎn)率最高，單位產(chǎn)品能耗最低，所需成型壓力較低。
(3)增大柱塞直徑可以提高生產(chǎn)率，降低單位能耗，又能使柱塞端面單位面積上的壓力減��；在錐套大，小端直徑確定的情況下，改變錐度喝錐長(zhǎng)，成形密度將隨著錐度的減小和錐長(zhǎng)的增加而增加，成型壓力也會(huì)隨著錐度的減小和錐長(zhǎng)的增加而增加，成型直徑在55～130mm范圍內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)錐套的大，小端的端面面積比應(yīng)在1.23～1.778范圍內(nèi)．
(4)加熱指示溫度控制在250～260℃，成型效果較好，成型壓力較低，單位能耗偏低。
