在生產(chǎn)飼料顆粒產(chǎn)品中，
顆粒機(jī)是關(guān)鍵的核心設(shè)備，而顆粒機(jī)環(huán)模和壓輥則是顆粒機(jī)的心臟，其質(zhì)量的好壞也嚴(yán)重影響著顆粒機(jī)最終產(chǎn)量與質(zhì)量。同時(shí)顆粒機(jī)環(huán)模與壓輥也是一項(xiàng)成本昂貴的易損件。怎樣減少和改善顆粒機(jī)環(huán)模與壓輥的磨損, 延長(zhǎng)它們的使用壽命，來(lái)降低生產(chǎn)成本、提高效益, 已經(jīng)愈來(lái)愈被人們所重視。本文以三門峽富通新能源科技有限公司生產(chǎn)的環(huán)模顆粒機(jī)為例, 就上述問(wèn)題進(jìn)行分析。顆粒機(jī)環(huán)模與壓輥磨損分析
一、顆粒機(jī)環(huán)模和壓輥的磨損現(xiàn)象與產(chǎn)生的結(jié)果在生產(chǎn)實(shí)踐中，我們都有這樣的體會(huì)，一套環(huán)模和一副壓輥理論上可生產(chǎn)顆粒產(chǎn)品分別是:4000 噸 ( 此處不考慮高檔環(huán)模和壓輥，當(dāng)然使用壽命的長(zhǎng)短也與生產(chǎn)物料的不同而異) 。但是在實(shí)際上管理較好的生產(chǎn)廠家也只有 1000多噸; 而一般管理較差的生產(chǎn)廠家， 甚至只有500-600 噸，就得更換新的顆粒機(jī)環(huán)模和壓輥。其次, 如果我們仔細(xì)觀察磨擦后的顆粒機(jī)壓輥, 不難發(fā)現(xiàn)這種磨損沿壓輥軸線方向呈不規(guī)則。
壓輥朝外的一端最嚴(yán)重, 里面次之, 而中間最小, 基本呈不規(guī)則粗糙曲線, 形狀有如腰鼓。最大凹陷處有時(shí)可達(dá)3mm。
顆粒機(jī)壓輥的轉(zhuǎn)動(dòng)是由皮帶輪帶孔空軸在傳遞到顆粒機(jī)環(huán)模驅(qū)動(dòng)通過(guò)物料的傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)的, 顆粒機(jī)環(huán)模與壓輥之間有著強(qiáng)烈的擠壓應(yīng)力和摩擦力, 因此這種磨損也是雙方的。盡管顆粒機(jī)環(huán)模的材質(zhì)比壓輥要求高、抗磨性能好,但環(huán)模總是要磨損的, 且磨損的幾何形狀與顆粒機(jī)壓輥的磨損形狀相對(duì)應(yīng)。這在實(shí)際生產(chǎn)中是明顯存在的, 只不過(guò)磨損的程度小一些,使用壽命長(zhǎng)一些。然而正是由于這種不規(guī)則磨損會(huì)帶來(lái)如下主要的嚴(yán)重后果。
1．在更換新的顆粒機(jī)壓輥與舊環(huán)模配對(duì)使用時(shí)（最好是同時(shí)更換環(huán)模和壓輥，這樣才能降低磨損的速度）， 由于環(huán)模這種不規(guī)則磨損存在, 磨損量較大的兩端, 因間隙小, 擠壓力變小, 易出現(xiàn)出粒不暢,出粒速度相對(duì)中間降低, 甚至堵模, 加劇磨損,降低產(chǎn)量。
2.由于環(huán)模存在不規(guī)則磨損并加劇,將導(dǎo)致惡性循環(huán), 使得新輥配舊模時(shí), 壓輥的使用壽命更短; 也使得環(huán)模的磨損比其在有規(guī)則磨損( 沿軸向等量磨損) 情況下更大, 使用壽命短得多, 且難以修整。故生產(chǎn)成本 提高了很多。
3. 也正是如此，容易導(dǎo)致顆粒機(jī)在額定產(chǎn)量?jī)?nèi), 易出現(xiàn)超負(fù)荷、安全銷折斷和不利于顆粒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)安全的隱患。
二、顆粒機(jī)環(huán)模和壓輥磨損原因分析
上述的顆粒機(jī)環(huán)模和壓輥磨損在一些生產(chǎn)企業(yè)中是存在的,其產(chǎn)生的后果亦是顯而易見(jiàn)的, 只是不同的企業(yè), 其磨損程度不等而已。為了能較好地解決這一問(wèn)題, 我們必須首先弄清楚是何原因?qū)е逻@樣的磨損。在整個(gè)顆粒機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中, 有許多因素都可以導(dǎo)致顆粒機(jī)環(huán)模與壓輥磨損。例如，物料的配方、粉碎粒度, 粉料的調(diào)質(zhì)質(zhì)量和模輥間隙、操作的技巧等。但這些都是人為可以控制的, 同時(shí)這些因素導(dǎo)致的磨損也絕不會(huì)出現(xiàn)如圖 1 所示的不規(guī)則磨損, 而只能是正常的軸向等量磨損。從顆粒機(jī)主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖上我們分析知道, 理論上在粉料通過(guò)喂料刮板和進(jìn)料斗進(jìn)入上下制粒腔時(shí), 由于離心力作用, 物料應(yīng)均勻地貼附在顆粒機(jī)環(huán)模內(nèi)壁, 從而進(jìn)入制粒區(qū)均勻地?cái)D壓出粒。這時(shí)顆粒機(jī)環(huán)模與壓輥所受的力應(yīng)該沿其軸向是均勻分布的；它們之間所發(fā)生的磨損也應(yīng)該沿軸向均布。但實(shí)際上通過(guò)顆粒機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖我們不難發(fā)現(xiàn), 物料的分布并不那么簡(jiǎn)單。當(dāng)物料經(jīng)調(diào)質(zhì)器落入下強(qiáng)制喂料機(jī)時(shí), 由于物料重力在斜向的分力和下落時(shí)所具有的能量的作用, 物料克服摩擦沿壓模罩的斜面繼續(xù)下滑, 一部分進(jìn)入下壓制腔; 另一部分則由旋轉(zhuǎn)的壓模罩帶到頂部經(jīng)喂料刮板送入上壓制腔。物料在沿顆粒機(jī)環(huán)模軸向由外向里進(jìn)入上下顆粒機(jī)制粒室時(shí), 因物料與機(jī)體的摩擦以及物料本身內(nèi)部摩擦, 其所具有的動(dòng)能是逐漸衰減的, 加上離心力的作用, 這樣就使得物料貼附在環(huán)模內(nèi)壁時(shí), 并非沿軸向均勻分布。如果假定物料沿軸向分布時(shí)密度相等,則其分布只能是以如圖3 所示：顆粒機(jī)環(huán)模與壓輥磨損分析2
在圖3中AD 線的形式分布（為了說(shuō)明方便, 以直線表示）。另外, 為了清除粘積在傳動(dòng)盤內(nèi)表面上的少量粉料, 該機(jī)器在主軸頭上固定了一刮料斜鐵, 將傳動(dòng)盤上積存的粉料鏟除, 而鏟下的粉料較密實(shí)并通過(guò)斜鐵、壓輥和傳動(dòng)盤與壓輥之間的間隙又重新進(jìn)入上下顆粒機(jī)制粒室， 從這個(gè)意義上講, 這也是對(duì)壓制腔一種少量喂料, 但方向與上述相反。因此, 物料最終貼附在二腔環(huán)模內(nèi)壁時(shí), 應(yīng)該呈現(xiàn)出圖 3 中 ABC 線所表示的形式, 即沿軸向分布的物料層厚不一樣。當(dāng)壓輥攝入物料進(jìn)入壓縮區(qū)時(shí), 兩端的物料比中間區(qū)域多( 密實(shí)) 。因此, 進(jìn)入擠壓時(shí), 顆粒機(jī)環(huán)模與壓輥的擠壓應(yīng)力和摩擦力也是呈現(xiàn)出兩端大而中間小, 其中靠外的一端最大。這就是我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)中所見(jiàn)到的顆粒機(jī)環(huán)模與壓輥磨損呈不規(guī)則分布的直接和主要的原因。
三、顆粒機(jī)環(huán)模和壓輥異常磨損解決辦法
通過(guò)以上分析, 我們已經(jīng)知道導(dǎo)致顆粒機(jī)環(huán)模和壓輥非常規(guī)磨損的主要原因是，物料在進(jìn)入壓縮區(qū)前分布不均勻，而這種磨損 是非常有害的, 其產(chǎn)生的后果也是相當(dāng)嚴(yán)重的。要想有效地解決這一問(wèn)題、改善磨損，我們必須從如何盡量使進(jìn)入壓縮區(qū)前的物料能均勻地分布在顆粒機(jī)環(huán)模內(nèi)壁上著手。因此，便有了以下兩種粗淺的設(shè)想。顆粒機(jī)環(huán)模與壓輥磨損分析3
1.增設(shè)導(dǎo)料——勻料輥如圖4 所示, 在上下壓制腔內(nèi)各設(shè)置導(dǎo)料——勻料輥一只。該勻料輥平行于顆粒機(jī)壓輥，位于各壓縮區(qū)前方, 與環(huán)模內(nèi)壁的間隙應(yīng)等同于該制粒機(jī)理論上粉料對(duì) 壓輥的包角α所決定的料層厚度h, 長(zhǎng)度( L) 與壓輥相等，其支承固定于主軸頭上。但與顆粒機(jī)環(huán)模的間隙h 應(yīng)能夠滿足不同性質(zhì)的物料、環(huán)模孔徑和產(chǎn)量等要求進(jìn)行一定范圍內(nèi)的調(diào)整。另外，為了增加勻料輥表面摩擦, 使得其真正起到導(dǎo)料與勻料的作用，應(yīng)該將勻料輥表面設(shè)計(jì)成具有雙向螺旋式翅棱的形式( 如圖 5 所示)，。這樣當(dāng)勻料輥因物料摩擦而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，便具有螺旋推進(jìn)器的作用, 從而能夠?qū)D 3 所分析的兩端較高的物料推向較低處, 達(dá)到環(huán)模內(nèi)壁上粉料導(dǎo)向和均勻的目的; 同時(shí), 勻料輥還起到物料進(jìn)入壓縮區(qū)前的預(yù)壓緊作用。由此可見(jiàn), 這種勻料輥可以使粉料在進(jìn)入壓縮前密實(shí)而均勻地分布在環(huán)模內(nèi)壁上。顆粒機(jī)環(huán)模與壓輥磨損分析4
2.增設(shè)導(dǎo)料勻料耙
該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路和工作原理與勻料輥相似, 安裝的位置和相關(guān)的位置尺寸( h) 、結(jié)構(gòu)尺寸( L) 也與前述一樣，h 值的大小也應(yīng)該根據(jù)要求可以調(diào)整。只是機(jī)構(gòu)的形狀不一樣，以及工作過(guò)程中不能轉(zhuǎn)動(dòng)而已。如圖 6 所示，該勻料耙有如農(nóng)用耕耙, 但沒(méi)有耙釘。其表面呈弧狀，弧線的曲率半徑R=環(huán)模內(nèi)半徑- h值,其寬度B 與勻料輥直徑相等。孤形表面上有凸起的斜棱，斜棱可將進(jìn)入壓縮區(qū)前的物料，由兩端較高處推向較低處, 以達(dá)到均勻和密實(shí)作用。
三、顆粒機(jī)環(huán)模和壓輥異常磨損的分析總結(jié)
對(duì)顆粒機(jī)環(huán)模和壓輥異常磨損分析和討論的兩種解決辦法設(shè)想, 對(duì)顆粒機(jī)環(huán)模與壓輥的使用壽命、磨損和由此產(chǎn)生的嚴(yán)重后果應(yīng)該能起到較大的改善作用。只是在實(shí)際的實(shí)施當(dāng)中, 應(yīng)根據(jù)具體的技術(shù)要求, 確定相關(guān)技術(shù)參數(shù)，并在使用當(dāng)中不斷調(diào)整改進(jìn)，以達(dá)到最佳的使用效果。但是由于是設(shè)想, 故對(duì)機(jī)構(gòu)中某些具體參數(shù)數(shù)據(jù)，如：勻料輥直徑、雙向螺線的長(zhǎng)度、螺線本身參數(shù)等，在此不做定量分析。但這些設(shè)想，可以指導(dǎo)我們?nèi)绾螐母纳骗h(huán)模式制粒機(jī)主要零部件的磨損出發(fā)，對(duì)提高制粒的質(zhì)量，降低飼料加工企業(yè)的成本等，將起到積極作用。
