隨著飼料工業(yè)的迅速發(fā)展，飼料機(jī)械的需求越來越大，要求也來越高。研發(fā)高品質(zhì)、高效率的飼料機(jī)械產(chǎn)品已成為支持飼料工業(yè)發(fā)展的迫切需求。
環(huán)模制粒機(jī)是飼料機(jī)械四大主機(jī)之一，其生產(chǎn)的顆粒飼料以其眾多優(yōu)點(diǎn)在我國得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。相應(yīng)地，制粒工藝是絕大多數(shù)飼料廠采用的加工工藝技術(shù)，也是飼料工業(yè)十分重視并不斷取得進(jìn)展的重要工藝，世界谷物飼料有將近75%是以顆粒形狀生產(chǎn)的。可見，環(huán)模制粒機(jī)是生產(chǎn)顆粒飼料的主要飼料機(jī)械設(shè)備，其性能在很大程度上決定了飼料加工產(chǎn)量，在飼料加工過程中占有非常重要的地位。
環(huán)模制粒機(jī)中，環(huán)模和壓輥是最重要的工作部件和磨損部件，其性能和質(zhì)量好壞將直接影響制粒機(jī)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。環(huán)模是一種多孔環(huán)形易損件，薄壁、環(huán)模孔緊密分布、制造和裝配尺寸精度要求高。環(huán)模的結(jié)構(gòu)參數(shù)對制粒過程的影響很大，一個性能良好的環(huán)模設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮到環(huán)模的選材、直徑、壓縮比、環(huán)模孔形狀、開孔率、環(huán)模厚度、有效長度、模孔的排布方式等因烈。同時，環(huán)模的轉(zhuǎn)速對制粒產(chǎn)量、顆粒成形率也有較大的影響，最佳環(huán)模線速度可以提高環(huán)模制粒機(jī)生產(chǎn)效率，還能提高制粒質(zhì)量和降低制粒能耗。壓輥由于和環(huán)模的線速度基本相等，且壓輥的直徑僅為環(huán)模內(nèi)徑的0.4~0.47，因此壓輥磨損率是環(huán)模的,2.5倍左右。所以，壓輥一般用高碳合金鋼或用與壓模同樣的材料制造。為了增強(qiáng)制粒過程中物料的攫取能力，壓輥表面常采用增加摩擦力和耐磨的措施，通常在輥面沿軸向拉絲或開凹坑，且槽溝不出兩端，以免端部跑料。國外生產(chǎn)的壓輥也有輥面堆焊碳化鎢，這樣既增加了摩擦面，又增加了耐磨性。環(huán)模和壓輥?zhàn)詈猛瑫r更換，如果環(huán)模和壓輥僅換其一，將加速模輪的磨損。為了減少昂貴的環(huán)模耗用量，常舍輥保模，延長壓膜使用壽命。制粒室供料區(qū)物料層分布情況對制粒過程的影響在環(huán)模制粒機(jī)制粒室中，當(dāng)供料區(qū)物料層厚度處于最佳值時，變形壓緊區(qū)和擠壓成形區(qū)的長度達(dá)到最大。當(dāng)喂料量偏小，供料區(qū)物料層厚度小于最佳值時，變形壓緊區(qū)和擠壓成形區(qū)會隨著供料區(qū)厚度的減小而縮短。也就是說在任一相同的區(qū)間長度內(nèi)，空間的縮小量在不斷的變小，導(dǎo)致擠壓成形區(qū)的長度也在減小，進(jìn)而造成被擠壓進(jìn)環(huán)模孔的物料減少，生產(chǎn)效率降低。
制粒時，供料區(qū)物料層厚度只要小于變形壓緊區(qū)的最大起始點(diǎn)，都將直接影響變形壓緊區(qū)和擠壓成形區(qū)的有效工作長度，并引起工作電流的波動和生產(chǎn)效率的變化。如果供料區(qū)物料層厚度大于變形壓緊區(qū)的最大起始點(diǎn)，即超過供料區(qū)物料層厚度的最佳值。此時除了增加供料區(qū)內(nèi)的物料層的厚度外，是不會對單位時間內(nèi)的環(huán)模制粒機(jī)產(chǎn)量和工作電流產(chǎn)生影響的，即不會引起制粒能耗和生產(chǎn)效率的變化。因?yàn)楣┝蠀^(qū)物料層厚度超過了壓緊區(qū)最大起始點(diǎn)，而變形壓緊區(qū)和擠壓成形區(qū)的長度是不會有任何變化的，多喂入的物料所在供料區(qū)由于攫入角大于環(huán)模和壓輥形成的臨界磨擦角，多余的物料是不會被攫入變形壓緊區(qū)的。在這種情況下隨著喂料量的不斷加大，物料進(jìn)出平衡被打破，喂料量大于制粒產(chǎn)量，供料區(qū)的物料層會越積越厚，直到堆滿所有空隙，導(dǎo)致環(huán)模孔堵塞，環(huán)模制粒機(jī)不能正常工作。因此，在環(huán)模制粒機(jī)實(shí)際生產(chǎn)過程中，隨著供料區(qū)物料層厚度的變化，環(huán)模制粒機(jī)的瞬時生產(chǎn)效率和制粒能耗都會相應(yīng)隨之發(fā)生改變。只要供料區(qū)物料層厚度沒有超過壓緊區(qū)最大起始點(diǎn)時，就不會因?yàn)楣┝蠀^(qū)物料層厚度的增大造成供料區(qū)料層越堆越多，而導(dǎo)致制粒機(jī)不能正常工作的現(xiàn)象。因此，在環(huán)模制粒機(jī)處于穩(wěn)定的工作過程中，環(huán)模和壓輥是勻速旋轉(zhuǎn)的，如果喂入物料保持不變，每一瞬時的工作狀態(tài)基本上都是相同的，環(huán)模制粒機(jī)工作電流波動較小即制粒能耗也相對穩(wěn)定。
由此可見，能夠引起環(huán)模制粒機(jī)生產(chǎn)效率和制粒能耗變化區(qū)域?yàn)樽冃螇壕o區(qū)和擠壓成形區(qū)，而其長度隨著供料區(qū)物料層厚度的變化而在一定范圍內(nèi)變化。所以供料區(qū)物料層厚度存在一最合理的值。也就是說，制粒機(jī)實(shí)際工作過程中，喂入的物料分布在供料區(qū)的厚度沒有超過變形壓緊區(qū)的最大始入點(diǎn)，環(huán)模制粒機(jī)在允許的功率下會正常工作。如果喂入物料量太大，供料區(qū)物料層厚度超過變形壓緊區(qū)的最大始入點(diǎn)的厚度，供料區(qū)物料層就會堆積并逐漸增大，環(huán)模制粒機(jī)就不能正常工作。因此，當(dāng)環(huán)模制粒機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)和制粒功率一定時，環(huán)模和壓輥之間供料區(qū)物料層厚度存在一最佳值，可以最大程度地提高環(huán)模制粒機(jī)生產(chǎn)效率和降低制粒能耗。
