基于新型移動作業式造粒機的平模分析

曹彪彪 李亦哲 費秀國 葛艷艷 肖茂華

(1.南京農業大學工學院，江蘇 南京 210031；2.南京創力傳動機械有限公司，江蘇 南京 211103)

秸稈平模造粒機的兩個主要零件為輪轂和平模，而平模造粒機的失效形式主要是平模的磨損，斷裂和塑性變形，其中磨損為主要形式[1]。本文通過對造粒時平模的膜孔進行受力分析，討論膜孔的形狀對膜孔受力的影響。

1 平模造粒機的工作原理

圖1 平模造粒原理圖

圖一為平模造粒原理圖，由壓輪繞著中心軸在平模上進行轉動，從而將物料擠壓至平模的孔中，從而形成致密燃料。圖二則為平模模板的三維示意圖，模板上有很多豎直的膜孔。本文則是通過對這些膜孔進行力學分析。

圖2 平模板三維示意圖

2 膜孔力學模型的建立

膜孔受到的力主要為物料的摩擦力、物料的重力以及壓輥的正壓力，建立如下圖力學模型。

圖3 膜孔力學模型

N≥F1cosθ+N1sinθ+F2

(1-1)

(1-2)

將(1-2)帶入到(1-1)中，當N取最小值時，可得

N=fN1cosθ+N1sinθ+fN2

(1-3)

(1-4)

(1-5)

聯立(1-3)、(1-4)、(1-5)得

(1-6)

3 結論

由式(1-6)可以得出當正壓力N一定時，物料對膜孔的壓力N1隨著θ的變化而發生改變，而由式(1-4)可知N2隨著N1的變化而發生變化，由王維振等人得出的膜孔受力隨著物料的運動方向逐漸增大，并在物料出口時處于最大值[4]，因此，可以通過改變θ的大小，從而改變物料對膜孔的力，進一步提高平模的使用壽命。