环模制粒机中环模结构型孔的有限元分析_张炜
颗粒机环模常用名词术语
颗粒机环模常用名词术语鉴于越来越多的客户对环模专业术语的关注，再加上互联网上解释的不够详尽，今天宝壳压辊环模就用最简洁易懂的方式给大家解释一下颗粒机环模常用名词术语。
一、环模孔结构1、孔形常见的环模孔：直形孔，释放式阶梯孔、压缩式阶梯孔、外锥形孔、内锥形孔等。
形状如图所示：2、导料口（喇叭孔或进料孔）作用：便于物料流入。
注：环模在使用过程中，导料口磨损最快，必要时需对导料口进行修复。
3、越程槽环模工作面两端的深槽。
作用：一是保证加工到位，二是保证装配时相邻零件的端面靠紧。
4、粗糙度（光洁度）粗糙度也是衡量环模质量的重要指标。
在同样的环模压缩比下，粗糙度值越大，颗粒挤出阻力越大，出料越困难，过大的粗糙度也影响颗粒品相。
宝壳环模粗糙度0.8微米，免洗、出粒快、品相好。
二、环模常用参数1、压缩比环模压缩比是反应生物质颗粒机挤压强度的一个指标。
环模压缩比（I）=环模工作孔直径（d）/工作有效长度（L），即如上图：压缩比=4/42=1:10.5。
（1）直形孔环模压缩比：环模工作孔直径/环模厚度。
（2）释放式阶梯孔和外锥形孔环模压缩比：环模工作孔直径/（环模的总厚度减去释放孔的长度或外锥孔的长度）。
（3）压缩式阶梯孔和内锥形孔环模压缩比：环模工作孔直径/环模厚度，当然，这样计算出的环模压缩比的含义和前两种情况是有区别的。
2、开孔率环模开孔率直接影响制粒机产能，开孔率越高，则出料越多，有利于提高生产率，但模孔间壁厚度变小，模具强度减小，容易开裂，同时摩擦减少，温度相对降低。
制粒机环模开孔率的计算方法：开孔率=孔面积总和（M）/工作总面积（N）M=孔个数×π（d/2）²N=K×πRd=有效孔径（如图）K=工作面宽度（不含两边越程槽和越程槽以外的非工作区宽度，如图）R=环模内径（如图）3、线速度指环模内圆切线速度。
它的高低影响到挤压区内的料层厚度及物料通过模孔的时间，进而影响颗粒机产量和颗粒质量。
颗粒机环模孔形设计分析
颗粒机环模孔形设计分析很多制粒用户抱怨自己家的颗粒不如别人家的产量高、质量好，而且自己家的原料、模具和压辊也分别作了调试，但就是没有达到所预想的效果。
其实，你有没有注意到，环模是颗粒机的重要零部位，除了正确使用及日常保养外，环模孔形设计也是非常重要的。
如果想达到高产、低耗、优质，那么你一定要注意以下几个关键点：颗粒机环模孔形设计分析。
颗粒机环模孔形设计分析环模是颗粒机的主要零部件，是一种多孔环形易损件。
环模中模孔密布，壁薄，规格不同，模孔尺寸各异。
环模质量的好坏和质量是否稳定，直接影响环模的使用寿命和颗粒机的产量、颗粒的质量．从而影响颗粒加工的生产成本。
为了适应不同的颗粒对象，颗粒机必须有不同的模孔规格，常用模孔大小为φ1.5-φ12mm。
要设计各种模孔分布合理的环模，使其具有较高的生产能力和较长的使用寿命，需要综合衡量各种参数变量，以下是综合各参数对环模模孔分布的分析：颗粒机环模模孔形状常用的模孔形状主要有直形孔、反向阶梯孔、外锥形扩孔和正向带锥形过渡阶梯孔4种。
直形孔加工简单，使用最为普遍；反向阶梯孔和外锥形扩孔减小了模孔的有效长度，缩短了物料在模孔中的挤压时间，适宜于加工直径小于φ10mm的颗粒；正向带锥形过渡阶梯孔适宜于加工直径大于φ10mm的粗纤维含量高、体积质量低的颗粒。
除了上述4种孔形以外，还有外锥形孔和内锥孔、非圆形孔等多种孔形，但使用不普遍。
颗粒机环模进料孔结构进料孔口直径应大于模孔直径，这样可减少物料的入孔阻力，以利于它们进入模孔。
进料孔有3种基本形式，即直孔、锥孔和曲线形孔。
有研究结果表明进料孔形中以曲线形孔最优，锥孔稍差，颗粒质量最不完美的是直孔。
不过，曲线孔需要专用工具加工，尤其是在孔径较大时加工较为困难。
为此，将小孔（孔径小于10mm）环模的模孔进料孔采用曲线孔形，而大孔（孔径大于10mm）环模的模孔进料孔不采用曲线孔形，而是采用锥孔、直孔或与锥孔组合形式。
锥孔生产小孔颗粒时，进口锥角b=30。
制粒环模关键参数设计
制粒环模关键参数设计张炜;魏海;吴劲锋;黄晓鹏【摘要】用环模制粒机将农林物料压缩成具有一定形状和密度的饲料或燃料,是农林产品实现产业化的重要手段之一.环模制粒机在压缩加工过程中,普遍存在环模寿命短、维修成本高、更换不便等问题.针对这些问题,通过分析环模关键参数及其相互关系,对MUZL420环模制粒机的模孔及其分布进行优化设计,达到了各参数之间的共轭,为环模结构优化提供了理论依据.【期刊名称】《林业机械与木工设备》【年(卷),期】2016(044)010【总页数】4页(P13-16)【关键词】环模;农林物料;关键参数;设计【作者】张炜;魏海;吴劲锋;黄晓鹏【作者单位】甘肃农业大学工学院,甘肃兰州730070;农业部南京农机化研究所,江苏南京210014;甘肃农业大学工学院,甘肃兰州730070;甘肃农业大学工学院,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】TH117.1环模制粒机是农林物料压缩生产中的关键设备，其可将配比好的各种粉状物料压制成颗粒，改变物料的物理和生化性能，提高物料利用率，扩大用途，因此是现代化制粒企业必不可少的重要设备[1]。
环模是制粒机的核心部件，是一种多孔环形易损件，模孔密布、壁薄，工作时承受交变载荷，压力大、磨损严重，环模的关键参数直接影响制粒的质量及产量。
环模三维实体模型如图1所示。
1.1 环模动力参数环模制粒机的主电机功率为：1.2 环模运动参数环模线速度是指环模内圆的切线速度。
设计环模转速时还需要考虑制粒量、成形率、环模内径、模孔直径、离心力等因素[2-3]。
模孔直径小的环模，应采用较高的线速度，而模孔直径大的环模线速度应低些[4]。
在一定条件下，环模的线速度提高，产量增大，能耗增加，但制粒的硬度和粉化率指数上升，环模的线速度范围通常为2.5～7.5 m/s。
环模转速：1.3 压缩比压缩比是指模孔的有效长度与模孔最小直径的比值，其是反映颗粒饲料挤压强度的一个指标。
饲料制粒机环模的功能与保养
0引言制粒机是饲料生产工艺的关键设备，而环模是制粒机工作的心脏部件，也是制粒机最易磨损的零件之一。
针对环模在使用中出现的问题，改善环模的使用条件，对提高产品质量和产量，降低能耗(制粒能耗占整个车间总能耗30%~35%)，减少生产成本(环模损耗一项费用占整个生产车间的装修费25%~30%以上)等方面有着极大的影响。
1环模的工作原理环模是由电动机经减速器带动旋转，安装在环模内的压辊不公转，由于与转动着的环模摩擦(通过压实物料)而自转。
被调质好的物料进入压制室，被撒料器均分于压辊之间，被压辊钳入、挤压，并通过环模模孔连续高强度挤压成形，形成柱状颗粒并随着环模圈回转，由固定安装在环模外面的切刀切成一定长度的颗粒饲料。
环模与压辊在任何接触点的线速度都相同，其全部压力都被用于制粒。
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。
2环模磨损与失效环模在正常使用中出现的磨损和失效可分成3类：环模工作一段时间后，出料各小孔内壁磨损，孔径增大，所生产的颗粒饲料直径超过规定值而失效；环模内壁磨损后，内表面凹凸不平严重，使饲料流动受阻，出料量下降而停止使用；环模内壁磨损后，使内径增大，壁厚减小，同时出料小孔内壁也随着磨损，使各出料小孔间的壁厚不断减薄，因而结构强度下降，在出料小孔的直径增大到允许的规定值之前(即出现第一类失效现象之前)，在最危险的截面上首先出现裂纹并不断扩大，直到裂纹延伸到较大的范围而导致环模失效。
造成环模出现这几种磨损和失效的原因，首先是磨粒磨损，其次是疲劳破坏。
2.1磨粒磨损磨粒磨损原因很多，分为正常磨损、不正常磨损。
正常磨损原因主要有物料的配方、粉碎粒张艳明，娜日娜（内蒙古赤峰市农牧科学研究院，赤峰024031）摘要：制粒机是饲料生产工艺的关键设备，而环模是制粒机工作的心脏部件，也是制粒机最易磨损的零件之一。
针对环模在使用中出现的问题，改善环模的使用条件，对提高产品质量和产量，降低能耗(制粒能耗占整个车间总能耗30%~35%)，减少生产成本(环模损耗一项费用占整个生产车间的装修费25%~30%以上)等方面有着极大的影响。
生物燃料环模制粒机应用现状与改进思路
生物燃料环模制粒机应用现状与改进思路陈凤（无锡商业职业技术学院机电技术学院，江苏无锡214153）摘要：分析了生物燃料制粒机发展现状与产业现状，生物燃料制粒设备结构和工作原理。
基于某企业生产的S Z L H400型生物燃料制粒机，进行环模和压辊受力分析，得出压辊和环模的相互作用力的影响因素。
提出针对改善压辊和环模磨损的措施：降低环模转速对提高环模及压辊的耐用度、颗粒质量影响较大，改进难度较小，花费成本最低，但会降低部分生产率，能明显改善环模和压辊的耐用度。
改用承载能力较高的轴承、改变刮板的位置和结构、降低物料杂质对提高环模耐用度有一定改善作用。
关键词：生物燃料；环模制粒机；改进中图分类号:TK6;TG335文献标志码:A文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园员8）06原园060原园4 Application Status and Improvement Ideas of Bio-fuel Ring Die Pellet MillCHEN Feng（School of Mechatronic Technology,Wuxi Institute of Commerce,Wuxi214153,China）Abstract:This paper analyzes the development status and industrial status of biofuel pellet mill,the structure and working principle of biofuels pelletizing equipment.Based on the SZLH400bio-fuel pellet mill produced by an enterprise,the force analysis of the ring die and the pressure roller is carried out,and the influencing factors of the interaction force between the pressure roller and the ring die are obtained.The measures to improve the wear of the pressure roller and the ring die are put forward.The reduction of the ring die speed can greatly increase the durability of the ring die and the pressure roller,and has a great effect on the particle quality,which is less difficult to be improved and the cost is lowest,but will reduce some productivity and obviously improve ring die and roller durability. The use of bearings with higher bearing capacity,the position and structure change of the squeegee,and reduction of material impurities have a certain effect on improving the durability of the ring die.Keywords:biofuels;ring die pellet mill;improvement0引言我国大约有15%~30%的秸秆被就地焚烧，秸秆焚烧污染环境，影响人身健康，容易引发火灾，但由于直接焚烧处理成本低，能增加土地肥力，所以屡禁不止。
制粒环模型孔磨损前后的受力分析
当 改变 时 ， 将 发 生 改 变 ， 而 由 － Ｎｚ 从 厂 一 Ｎ 可 知 ， ＿ 、 也将 发 生 变 化． 而 改 变 了整 个 模 孔 内 的力 厂 Ｉ 进
学平衡 ， 臼 当 改变 到一定 程度 时 ， 模孔 内的正 压力 及
定程 度 时导致 挤 出力 发 生 变 化 ， 引起 颗 粒 密 度 的
ｍｏ ｌ． ｕｄ Ｋｅ ｒ ｓ ｃｒ ｕ ａ ｕ ｄ ｍ ｏ ｅ ｏ ｅ ・ ａ ｆｒ ｍ ｏ ｅ ｙｗｏ ｄ ： ｉｃ ｌｒｍｏ ｌ ； ｄ ｌｈ ｌ ；ｈ ｍ ｅ ； ｄ ｌ ｃ
环模 是颗 粒 机 的关 键 零 件 ， 是 最 主 要 的 易损 也 件 ［ ］ 力 学 性 能 是 影 响 环 模 使 用 寿 命 的 重要 因 １． 素＿ ］研 究 环模 失 效 的力 学 问题 ， 化 环 模 的加 工 ３． 优 工艺 ， 是解 决环 模 堵模 、 粒 质 量差 、 制 粉化 率 高 以及 提高 环 模 使用 寿命 的关键 因素 ［． ５ 环模 失 效 的 主要 ］
ｉｇ ｔ ｅｃ ｓ ｆｐ ｏ ｕ ｔ ｎ Ｔｈ ｏ ｇ ｈ ｌ ｅ ｖ ｔ ｎ ｏ ｈ ｏ ｐ ｏ ｏ ｙ ｏ ａｌ ｒ ｄ ｌｈ ｌ ｆｃｒｕ ａ ｎ ｈ ｏ ｔｏ ｒ ｄ ｃｉ ． ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｏ Ｉ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ ｅｍ ｒ ｈ ｌｇ ｆｆｉ ｅ ｍｏ ｅ ｏｅ ｏ ｉｃ ｌｒ ｏ ｃ ｓ ｏ ｕ
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其 中 ， 曲面在 ｚ轴 上 的长度 ， 以为 ｚ为 曲面在 Ｙ轴 上
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根 据 ＭＵＺ ４ ０环模 布孔 参 数ｌ 模 孔 的 内径 Ｌ２ ｌ ： ＝８ｍｍ， 以 ｎ —４ｍｍ， 入 （） ＝ ＝ 所 一６ 代 ４ 有
开题报告-清洁化环模制粒机三维设计与性能分析
南京理工大学毕业设计(论文)开题报告2015年 1 月 23 日毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述摘要本文首先给出环模制粒机的定义，然后论述环模制粒机的发展历史和现状，介绍它的结构、制粒原理，在此基础上，分析其在饲料加工上的应用与制粒的不足，由此提出清洁化制造的意义以及清洁化环模制粒机的初步构想。
关键词制粒结构原理清洁化1 绪论1.1环模制粒机环模制粒成型技术又称旋转辊轧挤压制粒技术，是将粉体类物料经旋转辊轧挤压压缩而制备成颗粒的技术，是当前国际制粒成型技术领域的主流技术，广泛应用于生物质固化成型、饲料加工、制药、能源与化工等领域[1]。
1.2环模制粒在饲料加工上的应用环模制粒机是颗粒饲料生产中的关键设备，它将配合好的各种粉状饲料压制成颗粒。
改变了饲料的物理性能和生化性能，提高了饲料利用率和喂养适口性，是现代化饲料厂必不可少的重要设备[2]。
1.3 制粒的不足（1）成本相对提高：耗电量、设备要求相对于粉料来说要高一些。
（2）营养成分损失：在制粒过程中，一部分不稳定的物料会不可避免的受到一定程度的损坏。
虽然可以再添加进去，但是这变相增加了成本[3]。
1.4 国内外研究与发展现状1.4.1 环模制粒机发展历史早在1930年之前就初步形成了一些不同原理的机械构思，这些机械构思可以说是现代挤压式颗粒机的前身。
最早使用的颗粒压制机是一台在机械结构上与现在的煤球机类似的铸模式设备。
两个轧辊作相对旋转运动，轧辊上有凹槽，物料自上而下压制成圆球形颗粒饲料(图1.4.1)。
但是用这种方法压制的饲料密度较低并且物料不易被糊化。
所以，该工艺没有被人们所普遍接受[4]。
图1.4.1 铸模式颗粒机示意图在1910年前后，第一台挤压式颗粒机问世。
这台机器的操作原理已经与现代的挤压式颗粒机基本相同[4]。
它的原理是用螺旋型物料输送器强行将物料向前推进、挤压并通过模孔，在旋转切刀的作用下，制成颗粒饲料(图1.4.2)。
基于等效弹性模量的饲料制粒机环模设计方法
元 分 析 ， 此 基 础 上进 行 了结 构 优 化 。优 化 后 的 环模 在 保 证 强 度 的前 提下 ， 在 比原 型 环 模 多 打孔 ４ １ ６个 ， 高 开 ３ 提
孔率 ２ ％。 ３
关键 词 ：环模 ；等效弹性模量 ；应力 ；应 变
中图分 类号 ：ｓ １ ． ８７１ 文献标识 码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ０ — ８ Ｘ（ ０ １ １ — ０ ９ ０ ０ ３ １８ ２ １ ）１ ０ ７ — ４
２ ０１ １年 １ １月
农 机 化 研 究
第 １ １期
基 于 等 效 弹 性 模 量 的 饲 料 制 粒 机 环 模 设 计 方 法
李 艳 聪 ，宋
（ ． 津 农 学 院 机 电工 程 系 ，天 津 １天 摘
欣 ，李 书 环 ，万 志生
３１０ ０ ５ ８）
３０８ ０ ３ ４；２ 天津 市 世 昌 科技 发 展 有 限公 司 ，天 津 ．
作用 在 环模 上 的面积力 Ｐ为
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图４ 等效 结 构
式 中 Ｒ一 环模半 径 ； ｒ Ｌ 径； 一孑 半 ０ 环模 压 力角 ； 一
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Ｆ ｇ ４ Ｔ ｅ ｅ ｕ ｖ ｌ ｎ ｔｕ ｔ ｒ ｉ ． ｈ ｑ ｉ ａｅ ｔｓｒ ｃｕ ｅ
要 ： 给 出 了环 模 受 力 的解 析 表 达 ， 义 了 环 模 的 等 效 弹性 模 量 ， 验 验 证 了 等 效 弹 性 模 量 的有 效 性 。研 究 定 实
得 出 了环 模 应 力 、 变 与 弹性 模 量 之 间 的关 系 。从 等 效 弹 性 模 量 出发 对 现 有 直 径 ４ ０ 应 ２ ｍｍ 虾 料 环 模 进 行 了有 限
饲料制粒机环模孔径型号
饲料制粒机环模孔径型号环模颗粒机，也叫饲料制粒机，是颗粒饲料生产中的关键设备，能将配合好的各种粉状饲料压制成颗粒饲料，改变了饲料的物理性能和生化性能，提高了饲料的利用率和喂养性，是现代化饲料厂的重要设备。
由于环模是饲料制粒机的关键零部件，其打孔率决定了饲料加工的产量和生产成本，所以饲料生产厂家在选择环模时需十分谨慎。
以下是饲料制粒机环模孔径型号的内容分享：饲料制粒机环模参数饲料制粒机中经过调质处理的粉状物料挤压通过环模而制成颗粒饲料的，因此环膜的材质、压缩比、孔径和辊模间隙均会影响生产效率和颗粒质量。
环模的材质需要有足够的耐磨性和强度，若耐磨性不够会使模孔磨损，强度不够会使材料在模孔进口处产生塑性变形，从而影响生产成本和颗粒品质。
在保证环模强度的前提下，尽量提高环模的开孔率，在保证合理压缩比的条件下，如果环模过于壁薄，将导致环模强度不够，生产中就会出现爆模。
一般含谷物高的配合饲料适合8-12.5压缩比的环模。
含蛋白质高的浓缩饲料适合5-11压缩比的环模。
饲料制粒机环模孔径型号饲料制粒机环模要根据生产饲料品种、配方及产量来选择适合的环模（模孔形式、开孔率等）。
因模孔形式的不同，也致使适合的饲料种类也不相同。
比如：直孔和阶梯孔适合于配合饲料，外锥孔适合于脱脂糠等高纤维饲料，内锥孔适合于草粉料类比重轻的饲料。
以下是饲料制粒机环模孔径型号，仅供大家参考。
饲料制粒机不同饲料的粉碎粒度调试前应逐一检查某个具体设备的运转情况，并了解与所用制粒机模孔相匹配的粉碎机的粉碎粒度，原料粒度要细，但不宜过细，最好粗、中、细适，建议理想的粒度分布如下：(1)虾饲料粉碎后粒度＜180μm；⑵、鱼饲料粉碎后粒度＜300μm；⑶、肉鸡和猪饲料粉碎后粒度<450μm；⑷、粉碎含油高原料(如家禽下脚粉)与谷物混合后一起进行。
以上是关于“饲料制粒机环模孔径型号”及“饲料制粒机不同饲料的粉碎粒度”等内容，饲料颗粒生产厂家需要根据具体的配方和原料特点，采用针对性的生产工艺和措施，以此确保饲料产品具有始终如一的稳定性。
颗粒机环模孔的深度和环模孔径比
颗粒机环模孔的深度和环模孔径比
环模颗粒机是制作颗粒饲料主要机器之一，很大程度上决定了饲料加工产量，在饲料加工过程中占有非常重要的地位。
制粒系统主要工作部件为环模、压辊。
环模是具有这么多均布小孔的模具，制粒过程的强烈中，物料在环模与压辊挤压下强制通过环模小孔，所以环模应具有较好的强度和耐磨性。
环模的孔型有直形孔、阶梯形孔、外锥形孔和内锥形孔。
期中直形孔和阶梯形孔适合压制配合饲料；外锥形孔适用于加工脱脂糠一类的高纤维物料；内锥形孔适宜压制体积较大的牧草颗粒饲料。
环模孔的深度和环模孔径比
模孔的深度是对于一定厚度的环模减去释放孔的长度，其孔径的大小就形成了一定的孔径比，有效孔长度除以有效孔直径等于压缩比的倍数(径长比)。
见图模孔压缩比：
有效孔越短径长比就越小，物料在模孔中受到地挤压力就小,挤压时间也短。
易于物料挤
出，生产效率高，电耗低，但是生产出的颗粒质量松散，易当导致含粉偏高，颗粒长度不整齐等质量问题。
有效孔越长孔径比就越大，物料在模孔中的挤压力就越大,挤压时间也长，这时生产效率越低。
电耗随之增加，生产出的颗粒坚硬、强度好。
随着有效孔的加长，制粒产量明显下降，甚至导致堵模制不出粒。
为了获得最佳的制粒性能，使产量和质量都能达到最佳状态，选用好环模压缩比，是非常重要的。
每种配方的物料制粒时，都有比较适宜的孔径比值，要根据各种原料配方的性质和粉碎粒度、机械性能等综合因素，合理选用环模压缩比。
如果订购的环模孔径比，不能很好地适宜配方的制粒要求，适度地调整配方原料是很有必要的，因为最终的目的是要达到最佳的制粒效率。
制粒过程中环模力学模型的建立及有限元分析
【 摘 要】 环模 制粒机 广泛地应 用 于饲料 工业 、 能 源技 术和制 药等领域 ， 新 而环模 和压辊是 其 关键 部件 。建立 了环模挤 压力 学模 型 ， 并在此基础 上应 用 Ａ Ｓ Ｓ软件对环 模进行 了有 限元 力学分析 ， ＮＹ 获得 了沿环模 轴向和周 向的应力和位移数 据 。 分析结果表 明 ： 环模 沿轴向受到 的是 非均 匀载荷 ， 劳断裂是 疲 环模 的一种失效形 式。为改善环模 的受力状 况、 降低 环模磨损提 供 了一定的 参考。 关 键词 ： 制粒 ； 环模 ； 力学模型 ： 限元 有 【 ｂｔａｔ Ｔｅｒ ｇｄｅａｄｔｅ ｒｓ ｒｌ ｒ ｒ ｔｅ ｅ ａｔｏ ｈ ｅｌ ｉ，ｈｃ ｉｅ ｓｄ Ａ ｓｒｃ】 ｈ ｉ ｉ ｎ ｅｓ ｏｌ ｅ ｈ ｙ ｒ ｅ ｌｔ ｌｗ ｉｈｉｗｄｌ ｕｅ ｎ ｈ ｐ ｅ ａ ｋ ｐ ｓｆｔ ｐ ｅ ｍ ｌ ｓ ｙ
施水娟 武 凯 蒋爱军 （ 南京理 工大学 机械 工程学院 ， 京 ２ ０ ９ ） 南 １０ ４ Ｍｅ ｈ ｉａ ｄ ｌ ｓ ａ ｌ ｈ ｃ ａｎｃ ｌ ｍｏ ｅ ｔ ｂｉ ｍｅ ｔ ｎ ｉｉ ｌｍｅ ｔａ ａｙ ｉ ｆｒ ｇ ｄ ｅ ｉ ｅ ｌｔ ｉｇ ｅ ｓ ｎ ｄ ｆ ｔ ｅｅ ａ ｎｅ ｎ ｎ ｌｓｓ ｏ ｉ ｉ ｐ ｌ ｉ ｎ ｎ ｎ ｅｚ
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卧式环模制粒机模孔堵塞的预防及疏通
卧式环模制粒机模孔堵塞的预防及疏通
陈宪春
【期刊名称】《中国饲料》
【年(卷),期】1996(000)022
【总页数】2页(P26-27)
【作者】陈宪春
【作者单位】中国水产学会
【正文语种】中文
【中图分类】S817.124
【相关文献】
1.卧式环模饲料制粒机工作原理的探讨(上) [J], 蔡嵘;黄远;王永昌
2.环模颗粒机模孔堵塞的原因及防止 [J], 丁利敏
3.鱼饲料环模颗粒机模孔堵塞与模孔有效厚度的关系研究 [J], 何伟;武凯;魏珂
4.颗粒饲料制粒机及其模孔堵塞原因分析和防止办法 [J], 周文德
5.卧式环模制粒机环模失效原因浅析 [J], 阳向军
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85
4 求解
运行 Solution－Solve－Current LS， 进行静结构有限 元计算。 3 种环模型孔最大应力和最大变形见表 2。 3 种环模型孔沿轴向方向的应力分布和变形分布分别见 图 5 和图 6。
表 2 3 种环模型孔最大应力和最大变形 环模型孔类型 节点号 SEQV(Pa) 节点号 DMX(m)
材、 热处理及加工工艺等方面对其研究颇多， 但对其 30°、 45°和 60°倒角环模型孔模型。
结构型孔方面的研究并不多见。 本文探究环模的敏感
参数— ——型孔形状， 并对其进行优化， 将对环模的寿 ______________
在 ANSYS 软件中选取 Solid45 作为环模型孔的分 析 单 元 ， 材 料 为 45# 钢 ， 弹 性 模 量 E=2.06e+11， 泊 松
0 引言
优质、 高产、 低耗生产苜蓿草产品， 加速草机具 特别是加工机械的研究是苜蓿产业化顺利发展的必然 要求 。 环模(见图 1)是颗粒机的 主要零件， 是 一种多 孔环形易损件。
命和生产率起着决定性影响。
1 环模型孔的结构模型和有限元网格划分
在用 ANSYS 作有限 元分析过程 中， 几何建模 是 必不 可 少 的 一 个 过 程 ， 就 建 模 功 能 来 说 ， ANSYS 不 如 Pro/E、 UG 强大， 但 ANSYS 有强 大的接口能 力和 结构计算能力， 环模型孔采取 Pro/E 建立实体三维模 型 ， 通 过 中 间 软 件 IGES 作 为 中 间 数 据 转 换 的 平 台 ， 利用 ANSYS 的接口技术 ， 实现模型 的调入 。 [3~4] 环模 及型孔的 Pro/E 三维实体模型见图 1 和图 2。
图 1 环模三维实体建模图
环模中模孔密布， 臂薄， 规格不同， 模孔尺寸各
异。 环模质量的好坏和质量是否稳定， 直接影响环模
的使用寿命和颗粒机的产量、 饲料的质量， 从而影响 饲料加工的生产成本[1]。 环 模失效的主 要形式是模 孔 及环模内环表面磨 损报废[2]， 而模 孔的形状、 大 小不
30°倒角环模型孔 45°倒角环模型孔 60°倒角环模型孔 图 2 环模型孔示意图
收稿日期： 2008 年 12 月 29 日 * 基金项目： 农业部牧草种子基地建设项目资助(2003. 135) 张炜， 男， 1962 年生， 甘肃农业大学工学院副教授、 硕导； 研究方向为农机设计制造。 吴劲锋， 男， 1962 年生， 博士， 甘肃农业大学工学院教授； 研究方向为农机设计制造。
取临界状态：
F=μ1N1sinθ+N1cosθ+μ2N2
(1)
为便于进行有限元分析， 先做如下假设：
1) μ1=μ2=c， 查阅相关资料取 0.18；
2) 假设倒角锥面和模孔内表面各处压强相等：
p1=p2圯
N1 A1
= N2 A2
圯
N1
= N2
πh1 2sinθ
(d1+d)
πdh
可得：
N1=N2
h1(d1+d) 2dhsinθ
(甘肃农业大学工学院， 兰州市， 730070)
摘要： 苜 蓿 草 粉 对 环 模 系 统 的 磨 损 是 造 成 饲 料 制 粒 机 关 键 部 件 环 模 失 效 的 主 要 原 因 。 本 研 究 应 用 Pro/E 及 ANSYS 软 件 完成三种类型环模型孔的建模及有限元静力分析， 得到了三种类型环模型孔沿轴向路径的应力与变形分布， 找到了环模 孔倒角与环模孔轴向路径的应力与变形的影响关系， 60°倒角环模孔结构好， 为环模进行结构优化提供了依据。 关键词： 有限元； 环模； 应力； 型孔； 制粒机 中图分类号： TP15 文献标识码： A 文章编号： 1006-7205(2009)02-0083-03
由于环模型孔是轴对称结构， 建立模型时只建立
但决定草粉出模的顺畅程度， 而且对模孔及环模内环 环模型孔的 1/4。 环模型孔的主要结构参数： 环模型
表 面 磨 损 影 响 很 大 。 目 前 ， 国 内 外 学 者 从 环 模 的 选 孔 内 径 8mm， 环 模 型 孔 壁 厚 为 2.3mm， 分 别 建 立 了
DOI:10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2009.02.009
2009 年第 2 期 总第 222 期
中国农机化
Chinese Agricultural Mechanization
No.2, 2009 Total No.222
环模制粒机中环模结构型孔的有限元分析 *
张炜， 吴劲锋
30°倒角环模型孔 45°倒角环模型孔 60°倒角环模型孔 图 3 环模不同倒角型孔有限元网格划分图
2 有限元模型约束
由于环模型孔是轴对称结构， 建立模型时只建立 环模型孔 1/4， 约束模型两个侧面和底面。
3 有限元模型加载
为进行环模模孔的有限元分析， 需先进行受力分 析和相关假设。 取环模任一模孔为研究对象， 对其进 行受力分析如图 4[7]：
30°倒角环模型孔 316 14841
454
0.74e-6
45°倒角环模型孔 412 29936
374
0.11e-5
60°倒角环模型孔 510 42989
322
0.141e-5
图 5 环模型孔沿轴向方向的应力分布图
图 6 环模型孔沿轴向方向的变形分布图
5 结果分析
1) 由 3 种环模型 孔沿轴向 方 向 的 应 力 分 布 图 可 以看 出： 30°倒角环模 型孔应力 较大， 45°倒 角 环 模 、 60°倒角环模型孔较前者 在倒角处应 力依次递 减 ， 在 非倒角处应力值明显依次递减小。 这说明 60°倒角环 模孔在工作时的应力较 30°和 45°小。
d1=
2h1 tgθ
+d
(4)
由式(4)代入式(3)得：
圯 圯 N2=
F
(μsinθ+cosθ)h1
μ+
2h1 +2d tanθ
(5)
2dhsinθ
其中挤出力 F 可根据其与制粒密度 ρ 的关系求出：
- 2.072
F=33.1e ρ 在规定制粒密度 ρ=1.217g/cm3 时， 可得： F=6.032kN 其余结构参数根据 MUZL420 环模布孔参数可知： d=8mm， h=54mm， h1=7mm。 由 式(5)、 式(2)可 知 ， 当 θ 改 变 时 ， N2 将 发 生 改 变， 从而由 f=μN 可知， f1、 f2 也将发生变化 。 改变 θ 值实际上是改变了开孔率， 因此以上分析实际上可以 反映开孔率对环模受力的影响。 根据公式得到的不同 θ 值下的 N1、 N2 及 f1、 f2 的 值， 即为对 3 种模型施加的有限元载荷， 见表 1。
Finite Element Analysis on Structure Mould Hole of Circular Mould Pelleting Machine
ZHANG Wei, WU Jing-feng (Gansu Agricultural University, Lanzhou, 730070, China)
表 1 对 3 种环模型孔施加的载荷表
环模型孔类型
f1(N)
f2(N)
N1(N)
N2(N)
30°倒角环模型孔 881
1350 4894
7502
45°倒角环模型孔 800
2326
4442
12922
60°倒角环模型孔 790
3312
4146
18400
第2期
张炜 等：环模制粒机中环模结构型孔的有限元分析
张炜，吴劲锋. 环模制粒机中环模结构型孔的有限元分析[J]. 中国农机化, 2009, (2): 83~85 ZHANG Wei, WU Jing-feng. The finite element analysis of structure mould hole of circular mould pelleting machine[J]. Chinese Agricultural Mechanization, 2009, (2): 83~85
(2)
可将式(2)代入式(1)得：
F=μN1sinθ+N1cosθ+μN2
=μN2+(μsinθ+cosθ)N2
h1(d1+d) 2sinθdh
N2=
F μ+(μsinθ+cosθ)
h1(d1+d)
(3)
2dhsinθ
根据图 4 可知 d、 d1、 θ、 h 满足关系式：
tgθ= 2h1 d1-d
即：
Abstract: The wear between Alfalfa Grass and circular mould system is the main reason of the expiration of circular mould. The paper had finished model and finite element static analysis of three kinds circular mould hole by using Pore and ANSYS, obtained stress and distortion distribution three kinds circular mould hole in axial path, found the effect relationship between circular mould hole chamfer and circular mould hole in axial path. Circular mould hole chamfer 60°provided the basis for circular mould structure optimization. Keywords: finite element; stress; circular mould; mould hole; pelleting machine