制粒机环模的工作原理及失效原因分析

　　[环模 新闻资讯] 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。研究制粒机环模的工作原理及环模失效的原因，改善环模的使用条件，延长环模使用寿命，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极大。

 

　　一、制粒机环模的工作原理

　　环模是由电动机经减速器带动旋转的，安装在环模内的压辊不公转，但因与转动着的环模摩擦(通过压实物料)而自转。进入压制室的调质好的物料被撒料器均分于压辊之间，被压辊钳人、挤压，并通过环模模孔连续地挤压成形，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。因此衡量环模工作性能的指标之一就是生产量。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。

 

　　二、制粒机环模的失效原因分析

　　1、磨粒磨损

　　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、粉碎粒度、粉料的调质质量等。正常磨损情况下环模出现轴向均匀磨损，导致环模模孔变大，壁厚变薄。不正常磨损主要原因：压辊调得太紧，与环模间隙小，互相磨损;撒料器角度不好，导致分配物料不均匀而部分先磨损;模内掉进金属而磨损。这种情况下，环模多出现不规则磨损，多为腰鼓形。

 

　　（1）原料粒度

　　原料粉碎细度要适中均匀，因为原料粉碎细度决定着饲料组成的表面积，粒度越细，表面积越大，物料吸收蒸汽中水分越快，有利于进行调质与颗粒成形。原料粒度过粗，会增加压模的磨损，并造成生产率下降，能耗增大。一般要求原料粉碎后要能全部通过8目筛面，25目筛上物不得大于35% 。对粗纤维含量高的物料，添加一定量的油脂，在制粒过程中，可以减少物料与环模之间的摩擦力，有利于物料通过环模，且成形后颗粒外观较光滑。

 

　　（2）原料含杂情况

　　物料中含砂及铁杂质过多，会加快压模的磨损，所以，原料清杂工作十分重要。目前，大多数饲料厂对清除原料中铁杂质较为重视，因铁质物质对压模、压辊乃至设备会造成强烈的破坏。而对砂石类杂质的清除却不重视。这一点应引起制粒机用户的注意。

 

　　（3）蒸汽的添加

　　对物料添加蒸汽，可软化物料，使物料中含油细胞组织分裂，并使油分呈游离状态，在制粒过程中起润滑作用，从而减轻物料对压模的磨损作用，并提高制粒机的产量。一般添加蒸汽的压力应在0.2～0.4MPa之间，压力高低随压制物料品种而变化，蛋白质含量较高的物料，使用蒸汽压力应稍低一些，含纤维较多的物料，使用蒸汽压力可稍高一些。添加蒸汽应使物料含水率达16% ～17% ，物料调质后的温度在78～87~C时最佳。

 

　　（4）环模与压辊之间的间隙

　　环模与压辊之间的间隙过小，会加快环模与压辊表面的磨损，特别是在制粒机启动和停止时的空运转期间，这种磨损作用更加强烈。考虑到环模、压辊表面的圆度误差及工作面与安装面之间的同轴度误差等因素，环模与压辊之间的间隙一般取0.2～0.4mm为宜，压制小直径颗粒饲料或使用新环模时取小值。

 

　　（5）撒料器安装角度

　　撒料器安装角度不正确，会导致环模与压辊间的物料分布不均匀。因此，进入挤压时，环模与压辊的挤压应力和摩擦力沿轴向出现非均匀现象，最终导致环模与压辊磨损呈不均匀分布。

 

　　2、疲劳破坏

　　制粒机环模为一多孔环形零件，工作条件恶劣，在使用过程中长期承受压辊的挤压力和物料的摩擦力，使之产生弯曲应力和接触压应力。但这些应力不是影响环模寿命的因素，其主要失效形式还是来自疲劳破坏。因此，适当增大环模宽度、厚度及内径，可提高环模的抗弯能力和生产率。同时增大内径和有效挤压长度，可明显降低环模的接触压应力。

 

　　为有效改善环模的受力条件，除改变环模外形尺寸，还可以采取选用合适材质和热处理技术，以及设计环模表面开孔率等途径。

 

　　环模通常由碳（合金）钢或不锈钢材料经锻压、切削、钻孔、热处理等工序制成。环模钻孔时，应采用多孔枪钻加工，以保证各孔质量。热处理时，应采用真空淬火设备，可避免在普通设备中经常出现的表面氧化的脱炭，从而获得更高的硬度。