一、顆粒機環(huán)模簡介
    環(huán)模顆粒機廣泛應用于飼料的加工、秸桿木屑等生物質能的顆粒成型、復合肥的生產、萬壽菊顆粒壓制、石油及塑料顆粒的生產中。不同物料選用不同的顆粒機也成制粒機，環(huán)模是顆粒機的核心部分。它對提高產品品質和產量，降低能耗(制粒能耗占整個車間總能耗30％～35％)，減少生產成本(環(huán)模損耗一項費用占整個生產車間的維修費25％～30％以上)等方面影響極大。一般玉米為主的飼料生產中約占到1～1.5元/噸左右，在秸桿木屑等纖維狀物料的生產中約占到18-48元/噸料；同時也是制粒機最易磨損的零件之一，因此，了解環(huán)模的設計及應用，并對環(huán)模進行正確的選用、合理的使用以及有效的保養(yǎng)，對于飼料生產者來說是至關重要的。下面對環(huán)模的設計及其選用、使用和保養(yǎng)作些淺析，以供大家參考。
二、環(huán)模直徑和環(huán)模有效壓制寬度等參數的確定
1、環(huán)模直徑和有效寬度是環(huán)模的主要參數：
    首先根據國內外顆粒機參數及優(yōu)先數列確定環(huán)模直徑系列：250、300、320、350、400、420、508、558、678、768等；相對功率為15、22、37、55、75/90、90/110、132/160、180/200、220/250、280/315；根據等有效壓制面積等，功率之比值(一般14～22cm²/KW),確定環(huán)模有效寬度(有效寬度是指環(huán)模中間與壓棍接觸部份)。另外很多國內顆粒機是吸收國外技術，所以也有不少環(huán)模直徑采用英制尺寸或近似值，如：SZLH3016環(huán)模直徑16英寸(406,407)、SZLH3020環(huán)模直徑20英寸(508)、 SZLH3022環(huán)模直徑22英寸(558)、SZLH7726環(huán)模直徑26英寸(660)、304環(huán)模等。
三、環(huán)模的轉速的確定
    環(huán)模轉速與機器本身的幾何參數(壓輥個數、�？字睆�、深度等)相關。根據資料和多年來國內制粒機的技術參數及對國外樣機的數據檢測,對于采用二個壓輥的環(huán)模制粒機,以環(huán)模內徑處線速度(也叫環(huán)模線速度)4-8m/s較為合適,它的高低影響到擠壓區(qū)內的料層厚度及物料通過�？椎臅r間，進而影響 制粒機產量和顆粒質量。線速度過高時，相同產量條件下環(huán)模每轉產出顆粒少，擠壓區(qū)內料層薄，軸向料層分布不均勻，有可能使擠壓區(qū)內的物料形成斷層，制粒不 連續(xù)，制出的顆粒松軟，軸向壓出顆粒長度不勻，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量好， 但對產量影響較大。
四、壓輥直徑的確定
    物料是通過環(huán)模和壓輥之間相互的擠壓力，克服物料通過模孔的阻力，從而達到制粒的目的。
    相同環(huán)模下，壓棍直徑越大，環(huán)模和壓棍之間型成的三角擠壓范圍越大，越利于擠壓作用。理論上單輥的壓輥直徑可做得最大，擠壓時間，擠出效果應最好，但在機器運轉時，壓輥和壓模之間的作用力在主軸、主軸軸承、空軸等之間傳遞，所以單輥制粒機的主軸、主軸軸承、空軸等機械結構粗大，只在小型實驗室制粒機及難于制粒的大型秸桿壓塊機中運用。雙壓輥制粒機的兩只壓輥之間擠壓力F1和F2相在主軸頭上平衡;壓模上的反作用力F1’和F2’相互抵消，設備上 的主軸（主軸軸承處）、主軸軸承、空軸上受力小，機械結構小，是實際中使用最多的機型。根據經驗確定壓輥外徑與壓模內徑比為0.475,并圓整后確定壓輥 直徑。三輥制粒機三輥之間受力也能平衡，但壓輥和壓模內徑比不高。另外對用于秸桿木屑等纖維狀物料的制粒機，壓輥之間不平衡力（兩擠壓力F1-F2之差） 須和壓模上的反作用力之差（F1’-F2’）通過主軸、主軸軸承、空軸來抵消，所以主軸（主軸軸承處）、主軸軸承、空軸、環(huán)模、壓棍的結構都要加強。
五、環(huán)模材料和熱處理
    環(huán)模通常由碳素結構鋼、合金結構鋼和不銹鋼經鍛壓、切削、鉆孔、熱處理等工序制成。環(huán)模所用的材料和每個加工工序對其使用壽命及制粒質量、產量 有直接的影響。碳素結構鋼主要有45鋼，其熱處理硬度一般為HRC45～50，其耐磨性和耐腐蝕性都較差，現基本被淘汰；合金鋼主要有20CrMnTi材料，它是通過表面滲碳等表面熱處理，處理硬度在HRC50以上，并具有良好的綜合力學性能，由此類材料制造的環(huán)模強度高，耐磨性好于45鋼，但缺點是耐腐 蝕性不好。雖然單只環(huán)模成本較低，但使用時噸料生產成本高于不銹鋼環(huán)模，現也逐步淘汰；不銹鋼材料主要為4Cr13，這些材料的剛度和韌性都較好，熱處理是整體焠火，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，噸料環(huán)模費用最低。
下面就4Cr13材料環(huán)模每個加工工序對其質量影響說明：
a、環(huán)模材料成份
    對于4Cr13材料的環(huán)模，其質量源頭必須從鋼錠開始：4Cr13鋼環(huán)�；瘜W成分 (質量分數%)為:Ｃ含量≤0.36～0.45,Ｃr含量12～14,Si含量≤0.60,Ｍn含量≤0.80,S含量≤0.03,Ｐ含量≤0.035； 在實際使用中含Cr量12%左右的環(huán)模使用壽命比含Ｃr量14%的環(huán)模在其它處理相同的條件下，其使用壽命減小1/3以上；所以環(huán)模質量的源頭是從鋼淀開 始，不僅要確保Cr含量13%以上，還要求大小形狀等符合鍛造。
b、環(huán)模鍛打質量
    對于４Cr13材料的環(huán)模鍛造工藝要求為加熱溫度和時間合適,常見環(huán)模鍛造問題是：
（1）、加熱溫度過高和時間過長,鍛坯呈黃白色,估計溫度超過1200℃,此時鍛坯易出現表層過燒,整體過熱,組織粗大晶粒不均勻現象;
（2）、爐溫均勻性差。加熱過程中因溫度不均勻使鍛件過熱或局部過燒造成晶粒粗大、鍛坯的均質性差。鍛件尺寸越大 ,這種現象就越嚴重。在隨后的熱處理工藝中難以消除這種缺陷 ,也是造成環(huán)模開裂的常見原因。
（3）、由于鑄錠中存在如偏析、非金屬夾雜物、疏松等缺陷 ,所以要通過鍛造變形來改善和消除 ,這是鍛件達到良好綜合力學性能的基礎。對于縱向橫向性能要求較高的鍛件，應當采用良好的組合鍛造工藝，單一的鍛打工藝難以保證質量。
（4）、鍛后冷卻溫度、速度控制不好，如果冷卻速度非常緩慢 ,容易發(fā)生奧氏體再結晶 ,已經被鍛造中細化的晶粒會發(fā)生異常長大造成混晶，
（5）、退火處理：應對環(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�？椎墓鉂嵍�。c、熱處理對環(huán)模質量的影響
    4Cr13材料采用整體淬火工藝，淬火是把金屬成材或零件加熱到相變溫度以上，保溫后，使Ｃr合物溶于組織中，以大于臨界冷卻速度的急劇冷卻， 以獲得馬氏體組織的熱處理工藝。淬火是為了得到馬氏體組織，再經回火后，使工件獲得良好的使用性能，以充分發(fā)揮材料的潛力。制孔后環(huán)模應在真空爐中加熱粹 火。經真空熱處理的環(huán)模,能有效地保證�？椎墓饣�度（避免了�？椎难趸�）。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 差應不大于HRC4。
六、環(huán)�？捉Y構、壓縮比、粗糙度
    常見的環(huán)模模孔主要有直孔、帶減壓孔、外錐形孔和內錐形孔等。帶減壓孔又稱釋放孔，不同的�？仔问竭m合不同種類的飼料原料或不同的 飼料配方。同一環(huán)模中，越程槽邊上的直孔長度L與環(huán)模中心部位的直孔長度L也都不一樣。在壓棍對壓模的壓力和阻力一樣下，越程槽邊的物料容易擠出越程槽， 而不進入�？�。所以一般在越程槽邊上兩排帶有減壓孔（或減壓孔長度M大于環(huán)模中心的�？椎腗），并且第一排減壓孔長度M大于第二排，使各�？壮隽狭恳恢�。
a、環(huán)模�？赘鲄�數的作用與含義
    環(huán)模壓縮比I=L/d，它是反映顆粒飼料擠壓強度的一個指標。壓縮比越大，擠出的顆粒飼料越結實。所以環(huán)模模孔d確定，飼料配方確定，即環(huán)模壓縮比I一定條件下，環(huán)模的有效厚度L=I*d就確定了。
T為環(huán)模厚度，它的最小值T1和環(huán)模受力有關，壓棍對環(huán)模的擠壓力越大，環(huán)模最小厚度T1越大。當�？子行Ш穸萀<T1時，為保證環(huán)模強度，環(huán)模厚度必須T≥T1,所以有一減壓孔M=T-L，即帶減壓孔形環(huán)模；當環(huán)模有效厚度L≥T1時，一般環(huán)模厚度T=L，即直孔形環(huán)模;減壓孔孔徑比模 孔直徑d大，物料通過減壓孔時不產生摩擦力。
    導料錐孔：便于物料流入�？�，環(huán)模在使用過程中，導料錐孔磨損最快，使用過程中須對導料錐孔進行修復。
    外錐孔環(huán)模主要用于秸桿顆粒、木屑生物質顆粒中。�？啄ゴ髸r，�？字睆絛變大時，�？椎拈L度L也將變長，保證壓縮比I=L/d變化小，確保顆粒的硬度。
b、環(huán)模工作面積、孔的排列和開孔率
（1）環(huán)模工作面積F=π*D*E，環(huán)模制粒機的設計功率和環(huán)模工作面積成正比，因此功率一定的制粒機，一般環(huán)模直徑D和環(huán)模有效寬度E成反比，在低產量的水產飼料制粒，為保證環(huán)模軸向出料均勻，減小環(huán)模有效寬度，則增大環(huán)模直徑D。
（2）環(huán)模�？装吹冗吶�角形原則排孔。環(huán)模開孔率為ψ＝0.9*(d/a)2=0.9*[d/(d+t)]2,開孔率越高，則出料多。另一方面， �？组g壁厚t越大，則環(huán)模強度越大，開孔率越小。對于合金鋼環(huán)模,采用表面滲碳焠火工藝，則�？组g壁厚t等于2倍滲硬層加中間軟層，軟層越小，環(huán)模越容易 開裂，所以要選擇合適的壁厚t來保證環(huán)模強度和開孔率。從上面的公式可以看出，一般的規(guī)律是，�？字睆皆酱�，環(huán)模開孔率越高。開孔率越高，出料越通暢,但�？妆诤駎減小了，環(huán)模強度減小。所以一定要根據強度確定開孔率大小，擠壓力大的草料、秸桿料、木屑等物料環(huán)模的開孔率要比飼料環(huán)模小一點，保證環(huán)模強 度，防止環(huán)模開裂。
c、粗糙度也是衡量環(huán)模質量的重要指標
    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量。合適的粗糙度值為應在0.8～1.6之間。在合適的壓縮比下，�？状植诙雀叩男履Ｊ褂脮r，必須用帶有研磨砂的油性料研磨30分鐘以上使用，但是采用表面硬 化處理的合金鋼環(huán)模，易磨掉硬化層，減少環(huán)模的使用壽命。現在環(huán)模生產制作中，一般在熱處理后加一精鉸工序，增加環(huán)模光潔度，保證環(huán)模一次出料。
七、環(huán)模安裝方式
    目現市場上環(huán)模安裝方式主要有：螺栓聯接安裝、錐面聯接安裝和抱箍聯接安裝。
    螺栓聯接安裝方式簡單，環(huán)模不易傾斜，但同心度不好及環(huán)模螺栓孔和空軸傳動輪上的螺栓孔位置度不相配時，安裝后可能單只螺栓受力時，螺栓容易斷，選用環(huán)模時要求供應商保證螺孔的位置度，并且要求用轉模鉆孔。
    錐面聯接安裝的環(huán)模定心性能好，傳遞扭矩大，環(huán)模固定螺栓不易剪斷，但使用中螺栓松動，傳動輪上的錐面磨損后，必須通知供應商環(huán)模上的錐面的大小頭直徑都放大一點，環(huán)模制作不能標準化。
    抱箍聯接安裝具有錐面聯接的定心性能好，傳遞扭矩大等優(yōu)良性能，是一種軸向錐面聯接方式；環(huán)模使用中擠壓力大，抱箍型聯接是對環(huán)模很好的加強， 但整體抱箍在熱處理時抱箍根部應力大，環(huán)模容易開裂。改成熱壓鑲箍工藝后，熱處理時環(huán)模內應力小，熱處理后環(huán)模熱壓加箍，環(huán)模內生產預壓應力，和壓輥對環(huán) 模的擠壓應力相抵消。箍材料為碳鋼，可降低不銹鋼材料成本。是一種較好的聯接方式。
八、環(huán)模的選用
    不同廠家生產的環(huán)模其安裝方式、尺寸都不一樣。在實際使用中，用戶必須根據顆粒機廠名去選用。
    碳鋼環(huán)�；�本淘汰，20CrMoTi合金鋼材料價格低一點，但使用性能和使用壽命比4Cr13不銹鋼環(huán)模差，噸料價格也比不銹鋼高一點，特別用在魚飼料、萬壽菊顆粒、木屑顆粒、秸桿顆粒等的噸料環(huán)模價格比不銹鋼高得多。如SZLH350顆粒機環(huán)模用在萬壽菊顆粒生產中，合金鋼環(huán)模使用壽命為 400噸，噸料環(huán)模價格為5.9元；不銹鋼環(huán)模使用壽命約800～900噸左右，噸料環(huán)模價格為4.8～4.3元。并且不銹鋼使用性能比合金鋼好，使用 不銹鋼環(huán)模的制粒工一般不會再去用合金鋼環(huán)模。
    同樣4Cr13材料Cr含量在12～14%之間，但使用中發(fā)現含Cr量在12%的環(huán)模使用壽命比含Cr量13.5%以上的環(huán)模壽命低25%左右。選用時須看看環(huán)模制造商坯料是不是整爐進貨及進貨質量。
    關于制孔設備，手工鉆分度輸入誤差大，高減速比的分度機構也能保證分度的精度，但鉆孔速度控制不好，模孔粗糙度差；自動單頭鉆有高的分度精度、嚴格控制的鉆削速度和排屑機制，�？踪|量好；雙頭或多頭自動鉆，�？踪|量好，但分度精度和孔間壁厚均勻性受設備安裝精度影響大。
    關于環(huán)模價格：環(huán)模價格分成坯料價格、金加工價格、制孔價格、熱處理價格、精鉸處理價格、管理費用、利潤。不同生產廠同一種材料坯料價格基本一樣，環(huán)模厚度45以下基本一樣，大孔徑環(huán)模環(huán)模厚度大于45mm要加材料費；金加工中產生的鐵屑可以抵消金加工費用；制孔費和孔多少有關，小孔徑環(huán)模�？锥�，制孔費要高一點；熱處理價格按環(huán)模重量計，各廠家基本一樣；精鉸處理價格和環(huán)模上孔數有關，小孔徑環(huán)�？锥�，價格高一點；管理費用，廠越大、環(huán)模做得越多，管理費用越低；對于利潤，各廠家各不一樣，有的利潤比環(huán)模成本高1-4倍，有的做的比較合理。
    正確選用合適的�？讐嚎s比。壓縮比大的環(huán)模，其形成的顆粒密度大，表面光潔。反之，會造成產品不夠結實，外觀松散，亦是造成產品含粉率高的原因 之一。�？状笮『蛪嚎s比主要根據用戶配方和飼料品種來決定的，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廠家在生產中摸索得到，這里只能根據以往的經驗給出一個大致的范圍。一般來說，畜禽類飼料宜選用8～13之間的壓縮比；魚類飼 料宜選用11～16之間的壓縮比；蝦類飼料宜選用16～25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5～7之間的壓 縮比。使用一只環(huán)模后，飼料生產者也可根據飼料的外感來調整下一只環(huán)模的孔徑、壓縮比。
九、環(huán)模的使用和環(huán)模的保養(yǎng)
    正確地調整環(huán)模和壓輥之間的工作間隙是環(huán)模使用的關鍵。一般來說，環(huán)模與壓輥之間的間隙在0.1～0.3mm之間為宜（新制粒機開機后壓棍在環(huán)模帶動下“似轉非轉”狀態(tài)）。間隙過大則由于環(huán)模和壓輥之間的擠壓力不足以克服物料通過�？椎哪Σ亮Χ�造成塞機。間隙過小則容易損傷環(huán)模及壓輥。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，要有實際的操作經驗，對環(huán)模間隙能夠熟練地進行選擇和調整。這一調整工作是比較難以掌握 的，它需要靠制粒工通過長期的生產實踐和認真探索才能熟練掌握。
    一只環(huán)�？膳�3-4付壓棍殼使用，一般要求新環(huán)模要配新壓棍使用。壓輥跟環(huán)模配合前松后緊(因為環(huán)模前壓輥的料層比后壓輥的料層厚)。并要求供 應商提供精鉸處理后的環(huán)模，保證新環(huán)模一次性出料，而不需要新購環(huán)模在開機前需要用油料進行“洗模”(油料中攙入20%～50%的細砂進行研磨后)，以去 除模孔中的毛刺。洗模對�？子不瘜佑心�損，影響環(huán)模使用壽命。
    當壓輥使用一段時間后，會出現凹凸不平的現象，必定會影響它與環(huán)模的配合精度。應該用手砂輪機，把壓輥的凸緣部分磨平，以便于壓輥和環(huán)模的良好配合。
原料進顆粒機前必須經過初清和磁選處理，減少鐵質壓入模孔。并要定期查看模孔，看有無堵�，F象。及時沖出或鉆出被堵�？�。
    一個環(huán)模使用效果好與壞，除本身工藝質量決定外，要發(fā)揮其最大的生產效率，絕對離不開環(huán)模的維護保養(yǎng)。
    a、日常維護中當需要更換環(huán)模時，應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。
    b、在生產過程中，一個環(huán)模必然會有堵塞、磨損、環(huán)模導料錐孔發(fā)生塑性變形成縮口。這樣的環(huán)模，如果不進行必要的維護保養(yǎng)，勢必造成產量下降， 能耗增大，甚至壓不出料，出現堵機現象。因此，有上述現象發(fā)生時，有必要對環(huán)模進行一系列的維護保養(yǎng)工作：鉆模(把塞有鐵料或已塞死的�？足@透)，磨模，修復導料錐孔等。修復時應注意環(huán)模工作內表面 最低處應高于越程槽底部2mm，并且修復后仍有壓輥偏心軸調節(jié)余量，否則環(huán)模就應該報廢。
    環(huán)模是顆粒機的心臟部件，認識環(huán)模的設計性能，正確的選用、合理的使用和有效的保養(yǎng)，充分發(fā)揮制粒機及其環(huán)模的性能，從而降低噸料成本，提高生產能力和顆粒質量，為整體提高生產線產量、創(chuàng)造更多的經濟效益作貢獻。

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