環模制粒機的探析與簡要設計

摘要：隨著國內經濟形勢的日趨好轉，中國的制造業也日趨蓬勃發展；而模具技術已成為衡量一個國家制造業水平的重要標志之一，模具工業能促進工業產品生產的發展和質量提高，并能獲得極大的經濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在我國，模具工業的發展也十分被重視，早在1989年頒布的《關于當前國家產業政策要點的決定》中，就把模具技術的發展作為機械行業的首要任務。在實際生產應用中，環模制粒機的使用壽命和效率很重要，但是國內生產的環模制粒機還有待解決諸多問題。文章以我國環模制粒機的設計及使用情況為出發點，設計出了一種雙輥式制粒機，具有含粉率低，質量優等優點。

關鍵詞：雙輥式制粒機；工作原理；設計

前言

近年來，在國內飼料機械企業中，環模制粒機的設計、制造不斷取得進步，環模制粒機產品的外觀、性能不斷提高，與國外的同類產品相比較，差距在不斷縮小，但是我們并不能因此而驕傲，因為我國的環模制粒機大都是在國外制粒機的基礎之上進行改進制造的，在制粒機原理方面的研究和了解上還很模糊，這就是導致與國外制粒機設備有差距的地方。在我國，環模制粒機仍然存在著諸多問題，比如像結構不合理，效率偏低、能耗高等缺陷。在這些問題中，我國設計的環模制粒機其使用的壽命和效率低下問題特別得突出，與國外生產的環模制粒機無法比擬。在我國生產的環模制粒機壽命短是行業內的共識。在實際生產應用中，環模制粒機的使用壽命和效率很重要，但是國內生產的環模制粒機還有待解決諸多問題。對于我國來說研究環模制粒機的機理與結構的優化技術，對設計出國際水平的制粒機具有積極的作用，對改善制粒質量與制粒效率有重要的意義與實用的價值。

1 雙輥式環模制粒機的優點

改革開放以來，我國的社會生活水平不斷提高，人們對肉食的需求也越來越高，隨之而來的是對動物的需求迅猛的增長，飼料加工設備也發展迅速，對與飼料加工設備的要求也不斷提高，而在生產飼料中考慮到產量的要求和顆粒強度的要求等，環模制粒機所制的飼粒質量好，顆粒硬度高，模輥磨損小，且生產的效率高。所以在我國飼料加工業中一般選取的都是環模制粒的原理。在對于我國環模制粒機的了解后，發現其存在的問題，對之進行探析。為了解決這些問題，本人根據所學的知識，對壓模、調質器、電機和參數等關鍵技術進行了分析研究，利用一些資料對環模式制粒機的結構和原理上進行了創新，而且設計出了一種雙輥式制粒機。對于這種制粒機主要有以下幾個優點，含粉率低，質量優等。

在我國，畜牧業是農業的一個主要組成部分，而且在國民經濟中占有很重要的地位，對于我國的發展有很大的貢獻作用。在國內畜牧業生產有著悠久的歷史，但是長久以來一直都是很傳統的飼養方式，在幾千年的發展中慢慢的變得落后起來。改革開放以來，畜牧業得到了較大的發展，但仍不能滿足人們的需求。而我本人經過對國內的飼料加工業及畜牧業的了解，根據實際情況所設計的環模制粒機也許對我國的發展有一定貢獻。

2 雙輥式環模制粒機的設計

我所設計的環模制粒機主要包括以下幾個部分：喂料器及整機支架與底座設計， 壓制室與環模設計等。

2．1 環模式制粒機的工作原理

環模制粒機的環模被驅動帶動而回轉，原料進入環模內的兩個壓輥，由于環模旋轉將物料轉入模輥之間，這兩個旋轉件對飼料產生強烈擠壓，而被擠入壓輥孔內，成形的顆粒被外擠出，擠出?？缀蟪蕡A柱形，最后被切刀切斷成成型飼料。在我所設計的環模制粒機中它分為四個區，即供料區、壓緊區、擠壓區和成形區。

2．2 調質攪拌器的設計：包括漿葉的設計，強度設計等設計內容。

2．3 調質器的設計主要是從結構上來選擇。調制的目的有利于飼料制粒成型，而且提高了飼料的消化吸收率，增加顆粒飼料的穩定性，并且提高了制粒機的產量，減少了壓模和壓輥的磨損。

在設計過程中對調質器的設計要求有以下幾個方面，調質時間，蒸汽質量，蒸汽壓力，調質溫度和水分等。根據所了解的市場需求，本人簡要設計適合實際應用的環模制粒機。

3 大體設計

3．1 電機功率

環模制粒機主電機的功率與制粒產量及環模內徑有著很直接的關系， 當設計制粒機時，我們首先要知道制粒產量，然后去綜合制粒的噸料電耗指標，即可簡略算出主電機功率P，一般按國家標準取噸料電耗為10KW．h/t，則主電機功率計算式為：P=產量×噸料電耗.

3．2 環模的設計

環模運轉過程中將產生很大的離心力，轉速太高了，或者環模內徑尺寸越大，離心力就越大，影響制粒機的運行穩定性。在設計環模制粒機時，必須要考慮單位功率面積，而單位功率面積是指壓粒主電機每千瓦所對應環模有效壓帶面積，它是去衡量制粒機性能的重要參數，也是設計制粒機時很重要的依據，如果該參數太大，主電機功率偏小，造成超載，如果反之，則浪費能耗，所以設計時，單位功率面積必須有一最佳值。單位功率面積A計算公式：

s-環模壓帶有效面積(mm2)；D-環模內徑(mm)；b－環模壓帶寬(mm)

環膜材料與加工：環模是環模制粒機的重要元件，對于環模制粒機來說必不可少，因為大量的飼料由它成型，所以環模是一個易損件，所以它需要較好的材質。但是選擇了好的材質也不行，加工工藝的好壞也能影響到它的性能，因此，好的材質與好的加工工藝對于設計制造環模很重要。

在環模的加工工藝上，先將一段鋼材整體鍛造成毛坯，然后經過正火處理和粗車加工后，再用專門的鉆床進行鉆孔，鉆孔完畢后要進行擴孔，并且再用絞刀絞孔，以此來保證孔壁的光滑及孔距的一致。最后進行滲碳處理，再精車至使用方所需要的要求。

3．3 壓輥的設計

對于壓輥材料上，根據實際要求及目前用于生產的壓輥的材料一般為合金和滲碳不銹鋼的考慮比較。發現合金的硬度和耐磨性還可以，但抗腐蝕性較差。滲碳不銹鋼耐磨性很好，成本較低，但比鉻鋼要差一點。所以我選擇的材料為鉻鋼。壓輥的作用是將物料擠壓入模孔，在?？字惺芰?，然后擠壓成型。為使物料能順利壓入?？祝瑝狠伵c物料間必須有一定的摩擦力。所以壓輥要做成不同形式的粗糙表面，以防止壓輥與物料之間打滑。根據所學及查找相關資料，綜合并考慮，最后選擇拉絲輥面。

則壓輥的結構如下：

壓輥結構

3．4 壓輥軸的設計

在這次設計中，壓輥軸所選用的是45#鋼，經過調質處理。在環模制粒機中由于壓輥的受力特性，所受力為徑向力，根據所學知識，應該選用軸承為單列向心軸承。螺栓的選用：螺母GB6172-86-M8；螺母GB6176-36-M24；螺母GB6176-36-M30。

參考文獻

[1]陜西農業機械管理局.農產品加工機械[M].陜西農業出版社，1985.

[2]山東省臨沂農業學校.飼料生產與加工[M].中國農業出版社，1999.

[3]Robert R.McEllhiney.飼料制造工藝學（第四版）[M].中國農業出版社，1998.

[4]飼料工業職業培訓系列教材編審委員會.飼料加工設備維修[M].中國農業出版社，1998.

[5]陳家瑞.汽車構造(第四版)（下）[M].人民交通出版社，2002.

[6]孔凌嘉，張春林．機械基礎綜合課程設計[M]．北京理工大學出版社，2004.