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干法制粒机环模失效原因的几点浅析点击次数:402 发布时间:2019-05-09

  干法制粒机是饲料生产工艺的关键设备,而环模是制粒机工作的心脏部件,也是制粒机易磨损的零件之一。研究环模失效的原因,改善环模的使用条件,对提高产品质量和产量,降低能耗(制粒能耗占整个车间总能耗30%~35%),减少生产成本(环模损耗一项费用占整个生产车间的装修费25%~30% 以上)等方面影响极大。
 
  一只环模和一副压辊理论上可生产粒料分别是:2000吨和500吨(此处不考虑环模和压辊)。但实际上管理较好的企业也只有1000多吨和250多吨;而一般管理较差的企业,甚至只有500~600吨和80~10吨,就得更换新的环模和压辊。从此可以看出,延长环模的使用寿命将会为企业带来可观的效益。
 
  1、工作原理
 
  环模是由电动机经减速器带动旋转的,安装在环模内的压辊不转,但因与转动着的环模摩擦(通过压实物料)而自转。进入压制室的调质好的物料被撒料器均分于压辊之间,被压辊钳人、挤压,并通过环模模孔连续地挤压成形,形成柱状颗粒并随着环模圈回转,由固定安装在环模外面的切刀切成一定长度的颗粒饲料。环模与压辊在任何接触点的线速度都相同,其全部压力都被用于制粒。
 
  环模在正常工作过程中,始终存在着与物料间的摩擦作用。随着生产物料量的增加,环模逐渐磨损,并导致失效。因此衡量环模工作性能的指标之一就是生产量。然而在实际生产过程中,大多数环模在达到理论生产能力之前就失效了。由于环模价格昂贵,这就为用户造成一定的损失。本文拟对环模失效原因进行分析,从而对环模的制造、使用条件提出建议。
 
  2、失效原因分析
 
  从环模实际失效现象来看,可分成3类。类:环模工作一段时间后,出料各小孔内壁磨损,孔径增大,所生产的颗粒饲料直径超过规定值而失效;第二类:环模内壁磨损后,内表面凹凸不平严重,使饲料流动受阻,出料量下降而停止使用;第三类:环模内壁磨损后,使内径增大,壁厚减小,同时出料小孔内壁也随着磨损,使各出料小孔间的壁厚不断减薄,因而结构强度下降,在出料小孔的直径增大到允许的规定值之前(即出现类失效现象之前),在危险的截面上首先出现裂纹并不断扩大,直到裂纹延伸到较大的范围而导致环模失效。产生上述3种失效现象的实质性原因,归纳起来,首先是磨粒磨损,其次是疲劳破坏。
 
  2.1、磨粒磨损
 
  磨损原因很多,分为正常磨损、不正常磨损。正常磨损原因主要有物料的配方、粉碎粒度、粉料的调质质量等。正常磨损情况下环模出现轴向均匀磨损,导致环模模孔变大,壁厚变薄。不正常磨损主要原因:压辊调得太紧,与环模间隙小,互相磨损;撒料器角度不好,导致分配物料不均匀而部分先磨损;模内掉进金属而磨损。这种情况下,环模多出现不规则磨损,多为腰鼓形。
 
  2.1.1 原料粒度
 
  原料粉碎细度要适中均匀,因为原料粉碎细度决定着饲料组成的表面积,粒度越细,表面积越大,物料吸收蒸汽中水分越快,有利于进行调质与颗粒成形。原料粒度过粗,会增加压模的磨损,并造成生产率下降,能耗增大。一般要求原料粉碎后要能全部通过8目筛面,25目筛上物不得大于35% 。对粗纤维含量高的物料,添加一定量的油脂,干法制粒机在制粒过程中,可以减少物料与环模之间的摩擦力,有利于物料通过环模,且成形后颗粒外观较光滑。
 
  2.1.2 原料含杂情况
 
  物料中含砂及铁杂质过多,会加快压模的磨损,所以,原料清杂工作十分重要。目前,大多数饲料厂对清除原料中铁杂质较为重视,因铁质物质对压模、压辊乃至设备会造成强烈的破坏。而对砂石类杂质的清除却不重视。这一点应引起制粒机用户的注意。
 
  2.1.3 蒸汽的添加
 
  对物料添加蒸汽,可软化物料,使物料中含油细胞组织分裂,并使油分呈游离状态,在制粒过程中起润滑作用,从而减轻物料对压模的磨损作用,并提高制粒机的产量。一般添加蒸汽的压力应在0.2~0.4MPa之间,压力高低随压制物料品种而变化,蛋白质含量较高的物料,使用蒸汽压力应稍低一些,含纤维较多的物料,使用蒸汽压力可稍高一些。添加蒸汽应使物料含水率达16%~17% ,物料调质后的温度在78~87~C时较佳。
 
  2.1.4 环模与压辊之间的间隙
 
  环模与压辊之间的间隙过小,会加快环模与压辊表面的磨损,特别是在制粒机启动和停止时的空运转期间,这种磨损作用更加强烈。考虑到环模、压辊表面的圆度误差及工作面与安装面之间的同轴度误差等因素,环模与压辊之间的间隙一般取0.2~0.4mm为宜,压制小直径颗粒饲料或使用新环模时取小值。
 
  2.1.5 撒料器安装角度
 
  撒料器安装角度不正确,会导致环模与压辊间的物料分布不均匀。因此,进入挤压时,环模与压辊的挤压应力和摩擦力沿轴向出现非均匀现象,导致环模与压辊磨损呈不均匀分布。
 
  2.2 疲劳破坏
 
  干法制粒机环模为一多孔环形零件,工作条件恶劣,在使用过程中长期承受压辊的挤压力和物料的摩擦力,使之产生弯曲应力和接触压应力。但这些应力不是影响环模寿命的因素,其主要失效形式还是来自疲劳破坏。黄传海在“颗粒饲料压制机环模强度探讨”中,对制粒机工作过程中环模的受力情况进行了分析,认为环模在制粒过程中受到交变的作用,这表明其交变应力是非对称循环的,环模通常发生疲劳破坏。这与环模在实际使用中所产生失效结果相吻合。在此基础上,提出适当增大环模宽度、厚度及内径,可提高环模的抗弯能力和生产率。同时增大内径和有效挤压长度,可明显降低环模的接触压应力。
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