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制粒机环模的分析与研究

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制粒机环模的分析与研究来源:中国五金商机日期:在颗粒饲料的加工中，环模制粒机是关键的核心设备，环模是压制颗粒饲料的核心工作部件，其工作性能直接影响制粒的质量、颗粒成型以及生产率，

在颗粒饲料的加工中，环模制粒机是关键的核心设备，环模是压制颗粒饲料的核心工作部件，其工作性能直接影响制粒的质量、颗粒成型以及生产率，

     在颗粒饲料的加工中，环模制粒机是关键的核心设备，环模是压制颗粒饲料的核心工作部件，其工作性能直接影响制粒的质量、颗粒成型以及生产率，同时环模也是制粒机中最易磨损的部件之一。减少和改善环模的磨损，延长环模的使用寿命对提高产品质量和产量，降低能耗，减少生产成本等方面影响很大。

1、环模制粒机的工作原理（见图1）颗粒机制粒机

    颗粒在环模制粒机中的成形过程，是建立在粉粒体间存在间隙的基础上，粉料在温度、摩擦力和挤压力等综合因素的作用下，使粉粒体的空隙减小，形成具有一定密度和强度的颗粒。

    环模在主动力的驱动下以一定的转速，顺时针旋转，厚度为h的料层从A点开始被摄进挤压区，压辊借助挤压区内摩擦力的作用也顺时针旋转。随着环模和压辊的旋转，摄入的物料向前移动加快，挤压力和物料密度逐渐增加，当挤压力增大到足以克服模孔内料栓与孔壁的摩擦力时．具有一定密度和粘结力的物料便被挤进模孔内，由于模辊不断摄人物料，故模孔内的物料经成形后被连续挤出模孔，形成圆柱状颗粒。

    环模在正常工作过程中，始终存在着与物料间的摩擦作用，随着生产物料量的增加，环模逐渐磨损，并最终导致失效。因此衡量环模工作性能的指·可进行单件、成组实验的后果计算剖析处置、多种申报情势微打输出标之一就是生产量，然而在实际生产过程中，大多数环模在达到理论生产能力之前就失效了，由于环模价格昂贵，会给用户造成一定的损失。

2电表壳、环模强度分析

    环模在制粒过程中受到压辊的挤压力、饲料对环模的摩擦力和电机的驱动力矩。压辊在环模通过饲料传递的驱动力的作用下做碾压滚动，以一个环模和两个压辊的系统为例进行分析，如图2所示。颗粒机环模受力分析

2.1环模接触抗压强度分析

    环模在运转过程中，不考虑饲料的作用，环模与压辊在挤压饲料时，相当于一对不同半径的二轴相互平行的圆柱体与圆柱凹面，故在接触表面产生很大的接触应力和局部的弹性变形，环模的承载能力便取决于其接触表面的接触抗压强度，环模的接触应力为：

    由上式分析可知：①增加环模内径和宽度可降低环模的接触压应力；②为了保证弹性模量较小，环模和压辊应选择不同的材料；③在不影响其它性能的前提下，应降低功率，同时提高转速，但盲目提高转速会使振动和噪声增加，也会影响颗粒饲料的成型率；④根据实际情况，尽量增加压辊的直径，可降低环模的接触压应力。

2.2环模抗弯强度分析

    环模在运转过程中，忽略模孔的作用，而将其看成一个等截面薄壁圆环，如图3所示。制粒机环模

    当环模受到压辊和饲料的挤压力时，其径向位移为：

3、新型预应力式环模的研究

    通过对环模的强度分析，环模在使用过程中受到接触应力和弯曲应力的影响，同时，环模长期在交变循环应力状态和湿热环境的条件下工作，影响了环模的使用命。因此，环模既要有足够的强度和韧性，又要有足够的硬度和耐磨性。

3,1新型预应力式环模的结构研究

    为了克服现有环模的不足，研究了一种新型预应力式环模，使环模的淬硬部分受到一种预应力，以抵消环模工作时压辊对它施加的部分或全部应力，降低环模工作时的总应力，提高环模的使用寿命。

    新型预应力式环模是一个由2014年中不同材料组成的预应力结构，如图4所示。环模由环模主体、卡环组成，卡环安装在环模主体的凸台的两侧，环模主体采用高硬度淬火热处理的金属材料制作，卡环采用低硬度淬火热处理的金属材料制作，卡环和环模主体采用过盈配合，过盈量根据所需的预应力确定，且利用材料的热胀冷缩的特性将卡环安装在环模主体上，当冷却收。环模弯矩分布环模建筑扣件弯矩分布

2.1环模接触抗压强度分析

    环模在运转过程中，不考虑饲料的作用，环模与压辊在挤压饲料时，相当于一对不同半径的二轴相互平行的圆柱体与圆柱凹面，故在接触表面产生很大的接触应力和局部的弹性变形，环模的承载能力便取决于其接触表面的接触抗压强度，环模的接触应力为：

    由上式分析可知：①增加环模内径和宽度可降低环模的接触压应力；②为了保证弹性模量较小，环模和压辊应选择不同的材料；③在不影响其它性能的前提下，应降低功率，同时提高转速，但盲目提高转速会使振动和噪声增加，也会影响颗粒饲料的成型率；④根据实际情况，尽量增加压辊的直径，可降低环模的接触压应力。

2.2环模抗弯强度分析

    环模在运转过程中，忽略模孔的作用，而将其看成一个等截面薄壁圆环，如图3在12～18GHz频率范围内的反射信号可衰减10dB以上所示。颗粒机环模

    当环模受到压辊和饲料的挤压力时，其径向位移为：制粒机计算公式

3、新型预应力式环模的研究

    通过对环模的强度分析，环模在使用过程中受到接触应力和弯曲应力的影响，同时，环模长期在交变循环应力状态和湿热环境的条件下工作，影响了环模的使用寿命。因此，环模既要有足够的强度和韧性，又要有足够的硬度和耐磨性。

3.1新型预应力式环模的结构研究

    为了克服现有环模的不足，研究了一种新型预应力式环模，使环模的淬硬部分受到一种预应力，以抵消环模工作时压辊对它施加的部分或全部应力，降低环模工作时的总应力，提高环模的使用寿命。

    新型预应力式环模是一个由不同材料组成的预应力结构，如图4所示。环模由环模主体、卡环组成，卡环安装在环模主体的凸台的两侧，环模主体采用高硬度淬火热处理的金属材料制作，卡环采用低硬度淬火热处理的金属材料制作乳品机械，卡环和环模主体采用过盈配合，过盈量根据所需的预应力确定，且利用重建比亚迪供应链材料的热胀冷缩的特性将卡环安装在环模主体上。当冷却收缩后．即产生了对环模主体施加的预压应力。

3.2新型预应力式环模预应力的计算

    环模一般为钢铁材料，在弹性范围内，材料的应力与应变成线性关系，即：a=Ea(E为环模的弹性模量)，在环模主体凸台的两侧安装卡环，卡环的内径小于环模主体的外径，使卡环和环模主体成过盈配合，卡环受到预拉应力，环模主体相应地受到预压应力。

    新型预应力式环模利用材料热胀冷缩的特性，在环模淬硬部套上卡环，无论加工和装配都很简单，提高了材料的利用率，降低了成本，同时延长了环模的使用寿命，且提高环模的使用性能。

4、小结

崇左

    通过对环模的强度分析表明，环模在使用过程中受到接触应力和弯曲应力的影响，同时，环模在制粒过程中受到交变应力，产生疲劳破坏，使环模发生损坏。通过改善环模制造、生产及使用条件，增加环模的使用时间。根据环模在工作过程中的强度分析，研究了新型预应力式环模，并进行了预应力计算。该环模加工方便，材料的利用率高，降低了成本，延长了环模的使用寿命，且提高环模的使用性能。

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