顆粒機(jī)環(huán)模特性及應(yīng)用

小俠在江湖

　　環(huán)模是顆粒機(jī)的關(guān)鍵零件，是顆粒機(jī)的最主要易損件，根據(jù)統(tǒng)計，環(huán)模損耗費(fèi)占整個生產(chǎn)車間維修費(fèi)的25%以上，同時對擠壓出來的顆粒飼料質(zhì)量有著直接的影響。因此，了解環(huán)模的特性并對環(huán)模進(jìn)行正確的選用、合理的使用以及有效的保養(yǎng)，對于飼料生產(chǎn)者來說是至關(guān)重要的。下面對環(huán)模的特性及其選用、使用和保養(yǎng)作些淺析，以供大家參考。

　　1 環(huán)模的特性
　　1.1 環(huán)模材料和熱處理   
　　環(huán)模材料主要有碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼3類。碳素結(jié)構(gòu)鋼如45鋼，其熱處理硬度一般為HRC45~50，它屬于比較低檔的環(huán)模材料，其耐磨性和耐腐蝕性都較差；合金結(jié)構(gòu)鋼，如20CrMnTi、40Cr、35CrMo等，熱處理硬度在HRC50以上，并具有良好的綜合力學(xué)性能，由此類材料制造的環(huán)模強(qiáng)度高，耐磨性也好，但缺點是耐腐蝕性不好；不銹鋼材料有X46Cr13（德國牌號）、4Cr13、3Cr13等，這些材料的剛度和韌性都較好，熱處理硬度大于HRC50，并具有良好的耐磨性和耐腐蝕性，使用壽命較長。
               
　　為了控制環(huán)模熱處理后的硬度均勻性，每個環(huán)模熱處理后，在圓周方向三等分處的每個部位，取不少于3點測硬度平均值，其各部位的硬度值之差應(yīng)不大于HRC4。
               
　　另外，應(yīng)對環(huán)模毛坯的硬度加以控制，其硬度在HB170~220之間為宜，如果硬度過高，鉆孔時鉆頭易斷裂，并造成死孔，硬度過低則影響模孔的光潔度。為了控制毛坯內(nèi)部材質(zhì)的均勻性，有條件的話，應(yīng)對每個毛坯進(jìn)行內(nèi)部探傷，防止毛坯內(nèi)部有裂紋、氣孔、夾砂等缺陷。
        
　　1.2 環(huán)模孔結(jié)構(gòu)、壓縮比和粗糙度   
　　常見的環(huán)模孔主要有直形孔、階梯形孔、外錐形孔和內(nèi)錐形孔等。階梯形孔又分為釋放式階梯孔（俗稱減壓孔或釋放孔）和壓縮式階梯孔，如圖1所示，不同的模孔形式適合不同種類的飼料原料或不同的飼料配方。
    環(huán)模壓縮比是指環(huán)模孔的有效長度和環(huán)模孔的最小直徑的比值，它是反映顆粒飼料擠壓強(qiáng)度的一個指標(biāo)。壓縮比越大，擠出的顆粒飼料越結(jié)實。對于直形孔的環(huán)模壓縮比來說，環(huán)模孔的有效長度即為環(huán)模的總厚度，最小直徑即為模孔本身的直徑；對于釋放式階梯孔和外錐形孔來說，模孔的有效長度即為環(huán)模的總厚度減去釋放孔的長度或外錐孔的長度，小直徑段的孔徑即為計算壓縮比的孔徑；對于壓縮式階梯孔和內(nèi)錐形孔來說，這種情況比較特殊，一般把整個環(huán)模厚度作為模孔的有效長度，最小直徑取小直徑段的孔徑，當(dāng)然，這樣計算出的環(huán)模壓縮比的含義和前兩種情況是有區(qū)別的。
               
　　粗糙度也是衡量環(huán)模質(zhì)量的重要指標(biāo)。在同樣的壓縮比下，粗糙度值越大，飼料擠出阻力越大，出料越困難，過大的粗糙度也影響顆粒表面的質(zhì)量。合適的粗糙度值為應(yīng)在0.8~1.6之間。
        
　　1.3 環(huán)模工作面積、孔的排列和開孔率   
　　環(huán)模工作面積指環(huán)模的內(nèi)徑周長和有效寬度的乘積，有效寬度指環(huán)模兩越程槽之間的距離。在同樣的工作面積下，環(huán)模內(nèi)徑和有效寬度成反比。   

　　環(huán)模鉆孔時的排列方式一般沿周向排列，并在寬度方向上排與排之間的小孔相互交錯，使整個鉆出的小孔呈近似等邊三角形排列。如果設(shè)小孔的直徑為d，小孔與小孔之間的壁厚為a，環(huán)模開孔率為ψ,則根據(jù)等邊三角形原理，不難算出：ψ≈0.9d2/（d+a）2
               
　　例如，小孔直徑為4.5mm的環(huán)模，如果取小孔之間的壁厚為2.6mm，則可以算出環(huán)模開孔率為36%。   
　　從上面的公式可以看出，在模孔直徑一定的情況下，要提高環(huán)模的開孔率，必須減小模孔之間的壁厚，但最小壁厚必須滿足環(huán)模強(qiáng)度的需要。   
　　一般的規(guī)律是，模孔直徑越大，環(huán)模開孔率越高。
　　1.4 環(huán)模線速度   
　　環(huán)模線速度指環(huán)模內(nèi)圓切線速度，它的高低影響到擠壓區(qū)內(nèi)的料層厚度及物料通過模孔的時間，進(jìn)而影響制粒機(jī)產(chǎn)量和顆粒質(zhì)量。線速度過高時，有可能使擠壓區(qū)內(nèi)的物料形成斷層，制粒不連續(xù)，制出的顆粒松軟，粉料多，而且對于水分含量較高的物料還易打滑，甚至根本不能制粒；較低的環(huán)模線速度雖然制出的顆粒質(zhì)量好，但對產(chǎn)量影響較大。常用的環(huán)模線速度一般在6~9m/s之間。
　　1.5 環(huán)模安裝方式   
　　環(huán)模安裝方式主要有直面式安裝、錐面式安裝和抱箍式安裝。直面式安裝簡單，環(huán)模不易傾斜，但環(huán)模固定螺栓容易剪斷，不適用于大型號的制粒機(jī)。錐面式安裝環(huán)模定心性能好，傳遞扭矩大，環(huán)模固定螺栓不易剪斷，但需要裝配者細(xì)心和掌握一定的技巧，不然環(huán)模易裝斜。抱箍式安裝比較適用于小型號的制粒機(jī)，安裝方便，需時短，缺點是環(huán)模本身不對稱，不能掉面使用。
　　
　　2 環(huán)模的選用   
　　通過環(huán)模的特性可以看出，選用一個環(huán)模需要考慮的因素是很多的。但在實際工作中，通常一些因素是早已設(shè)計好了的，如環(huán)模的安裝方式、環(huán)模線速度和環(huán)模工作面積等，這在購買顆粒機(jī)時就已經(jīng)決定了，一般不會改變。另外一些因素可通過選擇專業(yè)的環(huán)模制造廠家來保證，如環(huán)模的材料、熱處理強(qiáng)度及耐磨性、模孔的開孔率和粗糙度等，這些因素專業(yè)的環(huán)模制造廠家通常都能達(dá)到最佳的性能要求，使用者只要做到不貪圖便宜選購沒有技術(shù)和設(shè)備保障的廠家生產(chǎn)的環(huán)模就可以了。例如模孔的加工和熱處理質(zhì)量要靠專門的槍鉆和真空熱處理設(shè)備才能保證，普通的鉆床和熱處理方法很難加工出高質(zhì)量的環(huán)模。
               
　　目前在飼料廠普遍面臨的是如何根據(jù)自己生產(chǎn)的飼料品種及配方來選用合適的模孔形式及環(huán)模壓縮比。一般來說，直形孔和釋放式階梯形孔適于加工配合飼料；外錐形孔適合加工脫脂糠等高纖維的飼料；內(nèi)錐形孔和壓縮式階梯孔宜加工草粉料類比重輕的飼料。對于上面提到的釋放式階梯孔的設(shè)計原因，是由于某些品種的飼料，尤其是小直徑的飼料，在保證合理壓縮比的條件下，環(huán)模的壁厚達(dá)不到最低要求，以致環(huán)模強(qiáng)度不夠，在生產(chǎn)中常會出現(xiàn)環(huán)模爆裂現(xiàn)象，而不得已采取的加厚措施，方法是在保證模孔有效長度的前提下，增加環(huán)模的厚度并同時增加減壓孔（釋放孔）。
               
　　對于環(huán)模壓縮比的選用，由于各家配方不一樣，采用的原料各異，同時制粒工藝也不同，具體合適的壓縮比還要靠各個飼料生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)中摸索得到，這里只能根據(jù)以往的經(jīng)驗給出一個大致的范圍。一般來說，畜禽類飼料宜選用9～13之間的壓縮比；魚類飼料宜選用13～16之間的壓縮比；蝦類飼料宜選用20～25之間的壓縮比；熱敏感類飼料宜選用7～9之間的壓縮比；牧草和秸稈類飼料宜選用6～9之間的壓縮比。另外，飼料生產(chǎn)者也可根據(jù)自己的質(zhì)量要求稍稍提高或降低實際的壓縮比，比如選用稍低的壓縮比對于增加產(chǎn)量、降低能耗、減輕環(huán)模的磨損有利，但同時也降低了飼料品質(zhì)，如顆粒不夠結(jié)實，粉化率高等；反之，則對顆粒品質(zhì)有利，如顆粒外觀光滑，密度增加，粉化率小等，但會增加生產(chǎn)成本。
　　
　　3 環(huán)模的使用   
　　正確地調(diào)整環(huán)模和壓輥之間的工作間隙是環(huán)模使用的關(guān)鍵。一般來說，環(huán)模與壓輥之間的間隙在0.1～0.3mm之間為宜。通常情況下，新壓輥和新環(huán)模相配宜采用稍大的間隙，舊壓輥和舊環(huán)模相配宜采用較小的間隙，大孔徑的環(huán)模宜選用稍大的間隙，小孔徑的環(huán)模宜選用稍小的間隙，容易制粒的物料宜取大間隙，難以制粒的物料宜取小間隙。對于操作者來說，要有實際的操作經(jīng)驗，對環(huán)模間隙能夠熟練地進(jìn)行選擇和調(diào)整。
               
　　另外，在環(huán)模使用過程中還要注意以下幾點：①新購環(huán)模一般在開機(jī)前需要用油料進(jìn)行“洗模”，以去除模孔中的毛刺。如果是在正規(guī)廠家購買的φ2.5以上大模孔的環(huán)模，可不進(jìn)行，而對于模孔在φ2.5以下的環(huán)模，一般需要用油料在正常生產(chǎn)前“洗模”幾分鐘到二十幾分鐘為好，對于模孔粗糙度較差的環(huán)模，有時還需要在油料中攙入20%～50%的細(xì)砂進(jìn)行研磨后才能進(jìn)行正常的生產(chǎn)。②環(huán)模在使用過程中，一定要盡量避免物料中混有大塊砂石、砂粒、鐵塊、螺栓及鐵屑等硬質(zhì)顆粒，以免加快環(huán)模的磨損或?qū)Νh(huán)模造成過大的沖擊，造成環(huán)模爆裂。如果有鐵質(zhì)進(jìn)入模孔，一定要及時沖出或鉆出。③對于兩面對稱安裝的環(huán)模，可在生產(chǎn)一定時間后反過來安裝使用，以使環(huán)模磨損均勻。④環(huán)模安裝好后一定不要傾斜，不然會產(chǎn)生不均勻磨損；緊固環(huán)模的螺栓一定要達(dá)到所需要的鎖緊扭矩，以避免螺栓剪斷和環(huán)模損壞。
         
　　4 環(huán)模的保養(yǎng)   
　　對環(huán)模進(jìn)行合理的保養(yǎng)是保證環(huán)模能夠正常工作和延長其使用壽命的必要措施之一，在平時工作中應(yīng)注意做好以下幾點：①當(dāng)需要更換環(huán)模時，應(yīng)以非腐蝕性油料將原來的飼料擠出，以便再次使用時出料順暢，并能防止模孔腐蝕。②環(huán)模在使用一定的時間后，應(yīng)定期檢查環(huán)模內(nèi)表面是否有局部凸出部分，并檢查模孔導(dǎo)料口是否有磨平、封口或內(nèi)翻等現(xiàn)象，如有，應(yīng)用磨光機(jī)或其它工具將環(huán)模工作內(nèi)表面凸出部分磨平，然后再對導(dǎo)料口進(jìn)行倒角，對環(huán)模進(jìn)行必要的修復(fù)，以延長環(huán)模的使用壽命。修復(fù)時應(yīng)注意環(huán)模工作內(nèi)表面最低處應(yīng)高于越程槽底部2mm，并且修復(fù)后仍有壓輥偏心軸調(diào)節(jié)余量，否則環(huán)模就應(yīng)該報廢。③假如多數(shù)模孔被物料堵塞不出料，可以采取用油浸泡或用油蒸煮的辦法使物料軟化，再重新進(jìn)行制粒；如果仍然不能制粒，則可以用電鉆將堵塞模孔的物料鉆出后，再用油性物料加細(xì)砂研磨后使用。④環(huán)模必須存放在干燥、清潔的地方，并做好規(guī)格標(biāo)識，若存放于潮濕的地方，有可能會造成環(huán)模的腐蝕，從而降低環(huán)模的使用壽命或影響出料效果。
               
　　綜上所述，只有充分認(rèn)識環(huán)模的基本特性，并對環(huán)模能夠進(jìn)行正確的選用、合理的使用和有效的保養(yǎng)，才能夠充分發(fā)揮顆粒機(jī)及其環(huán)模的性能，從而降低成本，提高制粒效率和制粒質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

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環(huán)模堵塞用油煮的效果較好，用油浸泡一般很難達(dá)到效果