0  引言

       制粒機是飼料生(shēng)産工藝的關鍵設備，而環模是制粒機工作(zuò)的心髒部件(jiàn)，也是制粒機最易磨損的零件(jiàn)之一。針對環模在使用中出現的問題，改善環模的使用條件(jiàn)，對提高産品質量和産量，降低能耗（制粒能耗占整個車間總能耗30%~35%），減少生(shēng)産成本（環模損耗一項費用占整個生(shēng)産車間的裝修費25%~30% 以上）等方面有着極大(dà)的影(yǐng)響。

1  環模的工作(zuò)原理(lǐ)

       環模是由電動機經減速器帶動旋轉，安裝在環模内的壓輥不公轉，由于與轉動着的環模摩擦（通過壓實物料）而自轉。被調質好的物料進入壓制室，被撒料器均分于壓輥之間，被壓輥鉗入、擠壓，并通過環模模孔連續高強度擠壓成形，形成柱狀顆粒并随着環模圈回轉，由固定安裝在環模外面的切刀切成一定長度的顆粒飼料。環模與壓輥在任何接觸點的線速度都(dōu)相(xiàng)同，其全部壓力都(dōu)被用于制粒。環模在正常工作(zuò)過程中，始終存在着與物料間的摩擦作(zuò)用。随着生(shēng)産物料量的增加，環模逐漸磨損，并最終導緻失效。

2  環模磨損與失效

       環模在正常使用中出現的磨損和失效可(kě)分成3類：環模工作(zuò)一段時間後，出料各小孔内壁磨損，孔徑增大(dà)，所生(shēng)産的顆粒飼料直徑超過規定值而失效；環模内壁磨損後，内表面凹凸不平嚴重，使飼料流動受阻，出料量下降而停止使用；環模内壁磨損後，使内徑增大(dà)，壁厚減小，同時出料小孔内壁也随着磨損，使各出料小孔間的壁厚不斷減薄，因而結構強度下降，在出料小孔的直徑增大(dà)到允許的規定值之前（即出現第一類失效現象之前），在最危險的截面上首先出現裂紋并不斷擴大(dà)，直到裂紋延伸到較大(dà)的範圍而導緻環模失效。造成環模出現這幾種磨損和失效的原因，首先是磨粒磨損，其次是疲勞破壞。

2.1 磨粒磨損

       磨粒磨損原因很多，分爲正常磨損、不正常磨損。正常磨損原因主要有物料的配方、粉碎粒度、粉料的調質質量等。正常磨損情況下環模出現軸向均勻磨損，導緻環模模孔變大(dà)，壁厚變薄。不正常磨損主要原因是壓輥調得(de)太緊，與環模間隙過小導緻互相(xiàng)磨損；撒料器角度不好，導緻分配物料不均勻，造成環模部分先磨損；模内掉進金屬而磨損。這種情況下環模多出現不規則磨損，多爲腰鼓形。

2.1.1 原料粒度

        原料粉碎細度要适中均勻，因爲原料粉碎細度決定着飼料組成的表面積，粒度越細，表面積越大(dà)，物料吸收蒸汽中水分越快(kuài)，有利于進行調質與顆粒成形。原料粒度過粗，會增加壓模的磨損，并造成生(shēng)産率下降，能耗增大(dà)。一般要求原料粉碎後要能全部通過8目篩面，25目篩上物不得(de)大(dà)于35%。對粗纖維含量高的物料，要添加一定量的油脂，這樣在制粒過程中，可(kě)以減少物料與環模之間的摩擦力，有利于物料通過環模，且成形後顆粒外觀較光(guāng)滑。

2.1.2 原料含雜質較多

       物料中含砂及鐵雜質過多，會加快(kuài)壓模的磨損。因此，原料清雜工作(zuò)十分重要。多數飼料廠對清除原料中鐵雜質較爲重視，因鐵質物質對壓模、壓輥乃至設備會造成強烈的破壞。而對砂石類雜質的清除卻不不夠重視。

2.1.3 蒸汽的添加

        對物料添加蒸汽可(kě)軟化物料，使物料中含油細胞組織分裂，并使油脂呈遊離(lí)狀态，在制粒過程中起潤滑作(zuò)用，從(cóng)而減輕物料對壓模的磨損作(zuò)用，并提高制粒機的工作(zuò)效率。一般添加蒸汽的壓力應在0.2~0.4MPa之間，壓力高低随壓制物料品種而變化。蛋白(bái)質含量較高的物料，使用蒸汽壓力應稍低一些，含纖維較多的物料，使用蒸汽壓力可(kě)稍高一些。添加蒸汽應使物料含水率達16%~17%，物料調質後的溫度在78~87℃時爲最适宜。

2.1.4 環模與壓輥之間的間隙

        環模與壓輥之間的間隙過小，會加快(kuài)環模與壓輥表面的磨損，特别是在制粒機啓動和停止時的空運轉期間，這種磨損作(zuò)用更加嚴重。綜合環模、壓輥表面的圓度誤差及工作(zuò)面與安裝面之間的同軸度誤

差等相(xiàng)關因素，環模與壓輥之間的間隙一般在0.2~0.4mm爲宜，壓制小直徑顆粒飼料或使用新環模時取小值。

2.1.5 撒料器安裝角度

       撒料器安裝角度不正确，會導緻環模與壓輥間的物料分布不均勻。因此，進入擠壓時，環模與壓輥的擠壓應力和摩擦力沿軸向出現非均勻現象，最終導緻環模與壓輥磨損呈不均勻分布。

2.2 疲勞破壞

       制粒機環模爲多孔環形零件(jiàn)，工作(zuò)條件(jiàn)惡劣，在使用過程中長期承受壓輥的擠壓力和物料的摩擦力，使之産生(shēng)彎曲應力和接觸壓應力。但(dàn)這些應力不是影(yǐng)響環模壽命的主要因素，其主要失效形式還(hái)是來(lái)自于疲勞破壞。環模在制粒過程中受到交變的作(zuò)用，其交變應力是非對稱循環的，則環模通常發生(shēng)疲勞破壞。在此基礎上，提出适當增大(dà)環模寬度、厚度及内徑，可(kě)提高環模的抗彎能力和生(shēng)産率。同時增大(dà)内徑和有效擠壓長度，可(kě)明顯降低環模的接觸壓應力。爲有效改善環模的受力條件(jiàn)，除改變環模外形尺寸，還(hái)可(kě)以采取選用合适材質和熱(rè)處理(lǐ)技術(shù)，以及設計(jì)環模表面開孔率等途徑。環模通常由碳（合金）鋼或不鏽鋼材料經鍛壓、切削、鑽孔、熱(rè)處理(lǐ)等工序制成。環模鑽孔時，應采用多孔槍鑽加工，以保證各孔質量。熱(rè)處理(lǐ)時，應采用真空淬火(huǒ)設備，可(kě)避免在普通設備中經常出現的表面氧化的脫炭，從(cóng)而獲得(de)更高的硬度。環模表面開孔率直接影(yǐng)響制粒機的産量和環模強度。開孔率大(dà)，制粒機産量高，環模強度低；反之，環模強度提高，制粒機産量降低。由于選材及環模尺寸的差異，要得(de)到恰當的環模模孔開孔率數值，以更好地協調它的産量及使用壽命，目前還(hái)有較大(dà)的困難。對于模孔直徑爲2~12mm的環模，其模孔開孔率一般應選定在20%~30%之間。模孔越小，開孔率取值越小，反之，開孔率取值越大(dà)。制造廠可(kě)根據所選環模材料、環模外形結構與尺寸，采取逐次迫近試驗方法，确定環模開孔率的大(dà)小，保證環模有足夠的強度，以防止其承載時破裂而縮短(duǎn)使用壽命。在設計(jì)環模外形結構時，應盡量減少環模外表面沿徑向分布的溝槽數量，并減小其深度。因爲沿徑向分布的溝糟是最容易産生(shēng)應力集中的部位。在長期交變應力作(zuò)用下，首先易在此部位産生(shēng)微裂紋，繼而逐步擴大(dà)，最終造成環模斷裂。

3  結 語

       環模在生(shēng)産過程中主要有兩種失效原因，一是磨粒磨損，二是疲勞破壞。要從(cóng)根本上避免環模的失效是不現實的，隻有改善環模制造、生(shēng)産及使用條件(jiàn)，從(cóng)而延長環模的使用壽命，節約成本，保證飼料的生(shēng)産效率。