環(huán)模和壓輥是環(huán)模
顆粒機(jī)的主要工作部件和核心部件。制粒過程中物料是在環(huán)模與壓輥的強(qiáng)烈擠壓作用下強(qiáng)制通過環(huán)模孔而壓實(shí)成形的顆粒飼料。所以，環(huán)模應(yīng)該具有良好的機(jī)械性能。環(huán)模顆粒機(jī)在制粒過程中，影響制粒質(zhì)量、生產(chǎn)效率、能耗、和使用壽命的因素很多，其中物料的制粒特性和環(huán)模、壓輥結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響最為明顯，而環(huán)模和壓輥的結(jié)構(gòu)參數(shù)是確定其性能的最關(guān)鍵因素。因此有必要對環(huán)模和壓輥的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析，并優(yōu)化出最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
3.1環(huán)模孔結(jié)構(gòu)參數(shù)分析與優(yōu)化
環(huán)模顆粒機(jī)環(huán)模孔塑性變形是制粒過程中常見，多發(fā)的故障之一，也是影響制粒質(zhì)量的主要因素。由于塑性變形發(fā)生初期跡象并不十分明顯，環(huán)模內(nèi)表面上也沒有明顯的肉眼可見的變化，因此往往易被操作人員忽略。比起那些較容易被發(fā)現(xiàn)的故障，如模孔堵塞、劃痕和點(diǎn)蝕等來說，具有更大的隱蔽性和危險(xiǎn)性。有必要對環(huán)模孔的受力情況進(jìn)行分析，從而能更有效地降低環(huán)模孔塑性變形產(chǎn)生的危害，延長環(huán)模的使用壽命。
3.1.1環(huán)模孔產(chǎn)生塑性變形的原因分析
由機(jī)械零件失效形式可知，塑性變形是指不同材料在載荷或者摩擦力較大的情況下，材料表面相互接觸，其中接觸面材料表面沿摩擦力作用方向產(chǎn)生過大接觸應(yīng)力并發(fā)生不可恢復(fù)的永久變形。可以通過對環(huán)模和壓輥的受力狀況分析，獲得環(huán)模孔塑性變形產(chǎn)生的原因和主要的影響因素。下面取環(huán)模和壓輥工作部分作為分析對象。
根據(jù)前面的分析知道，環(huán)模受到壓輥對它的擠壓力，物料對它的摩擦力，電機(jī)對它的驅(qū)動(dòng)力矩以及壓輥在環(huán)模通過物料傳遞的驅(qū)動(dòng)力作用下自轉(zhuǎn)。受力分析圖見圖2.11。由于電機(jī)對環(huán)模的驅(qū)動(dòng)力矩是定值，環(huán)模半徑也不會(huì)變化，因此環(huán)模傳遞的圓周力不變。而壓輥對環(huán)模的正壓力是由壓輥對環(huán)模的壓緊程度決定的，取決于環(huán)模和壓輥之間間隙大小。摩擦力大小為壓輥和環(huán)模接觸區(qū)內(nèi)的正壓力與摩擦系數(shù)的乘積。摩擦力對制粒過程有著重要影響。
影響摩擦力大小的因素之一為壓輥對環(huán)模的正壓力，正壓力是由壓輥和環(huán)模之間間隙和物料對環(huán)模擠壓力綜合作用下產(chǎn)生的，壓輥和環(huán)模裝配好之后會(huì)有一定大小的張緊力，而張緊力與模輥間隙之間存在一定的關(guān)系。當(dāng)模輥間隙、物料種類和喂料量一定的情況下，張緊力的大小是一定的。張緊力與壓輥對環(huán)模的正壓力之間存在一個(gè)固定的比值，即杠桿比。當(dāng)環(huán)模和壓輥的結(jié)構(gòu)參數(shù)一定時(shí)，杠桿比為一個(gè)常量。因此分析摩擦力可以轉(zhuǎn)移到分析環(huán)模與壓輥之間張緊力的大小。也就是說摩擦力的大小取決于壓輥對環(huán)模的張緊程度，并隨著張緊力的增大而增大。張緊力在環(huán)模孔塑性變形過程中起著主要作用。由此可見，環(huán)模顆粒機(jī)可以通過調(diào)整模輥間隙改變環(huán)模和壓輥的張緊程度，同時(shí)也會(huì)影響到摩擦力。
從以上分析可以看出，環(huán)模孔產(chǎn)生塑性變形是由于壓輥調(diào)整時(shí)張緊力過大導(dǎo)致壓輥與環(huán)模間接觸過緊。在低速重載的工作條件下造成過大的載荷和磨擦力，又因?yàn)榄h(huán)模為多孔、薄壁、環(huán)形結(jié)構(gòu)，在一定程度上降低了環(huán)模自身的機(jī)械強(qiáng)度。最終會(huì)導(dǎo)致制粒過程中環(huán)模內(nèi)壁表層材料沿摩擦力方向產(chǎn)生塑性變形，環(huán)模孔進(jìn)料口產(chǎn)生嵌入孔中的凸棱，縮小環(huán)模孔進(jìn)料口的大小，影響制粒過程。
