木屑顆粒機(jī)：在壓輥與物料接觸的任意點(diǎn)A，其受力如圖4所示，因擠壓物料而收到物料施加給壓輥的反作用力N，N大小隨 變化而變化


，但總是沿半徑指向圓心方向；壓輥與物料之間還可能存在摩擦力F，F(xiàn)必定沿切線方向，但指向有待討論。
    當(dāng)機(jī)器進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)，壓輥處于平衡狀態(tài)，建立如圖所示的柱坐標(biāo)系，以磨輥軸心為Z軸，磨輥?zhàn)钔饨孛鎴A心為Z軸0點(diǎn)，以豎直方向


半徑為角坐標(biāo)0點(diǎn)。因平模壓輥的自轉(zhuǎn)是從動(dòng)的，不存在驅(qū)動(dòng)力矩，故其自身力矩之和為零，可以得到其力矩平衡方程：
    其中:假設(shè)純滾動(dòng)線H的Z坐標(biāo)為 ，則①式可寫作顯然，③式右側(cè)表示滑轉(zhuǎn)滾動(dòng)區(qū)的合力矩，左側(cè)表示滑移滾動(dòng)區(qū)合力矩，兩個(gè)合力


矩等大反向。在滑轉(zhuǎn)滾動(dòng)區(qū)，磨輥因轉(zhuǎn)速較快，相對(duì)于物料產(chǎn)生滑動(dòng)，因此力F沿切線指向上，合力矩方向?yàn)槟鏁r(shí)針，則由力矩平衡關(guān)


系可推得，③式左邊描述的滑移滾動(dòng)區(qū)所受合力矩必定為順時(shí)針方向，因此該區(qū)內(nèi)的大部受力點(diǎn)所受摩擦力F應(yīng)沿切線指向下方
    明確了壓輥的受力情況，就可以分析物料受力，物料受力情況如圖5所示，在磨輥擠壓物料的任意一點(diǎn)B，物料受壓輥對(duì)其施加的


力 與 ，分別為 和 的反作用力。在與平模接觸的平面，物料受到水平方向上的摩擦力S和鉛直方向上的支撐力T。則物料受力的平衡方


程為：
    從上述的壓輥運(yùn)動(dòng)情況和物料受力情況我們可以作出以下分析：
    （1）從上面三組平衡式的對(duì)比可以看出，產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)滾動(dòng)和滑移滾動(dòng)的時(shí)，與純滾動(dòng)相比，相當(dāng)于在豎直方向和水平方向?qū)ψ饔昧?br />

進(jìn)行了重新分配。從式④可以看出，在滑移滾動(dòng)區(qū)，物料在水平方向上受力增加，因此水平方向的擠壓作用增強(qiáng)。從式⑨可以看出，在


滑轉(zhuǎn)滾動(dòng)區(qū)，物料在豎直方向上受力增加，豎直方向的擠壓作用增強(qiáng)。兩種滑動(dòng)作用的效果并不是消極的。
    （2）由運(yùn)動(dòng)分析知，在滑轉(zhuǎn)滾動(dòng)區(qū)，壓輥產(chǎn)生超前性滑動(dòng)，因此對(duì)平模徑向上單位長(zhǎng)度的物料而言，在壓輥上的擠壓行程增加，


這相當(dāng)于在豎直方向增長(zhǎng)了物料的預(yù)壓縮行程。在滑移滾動(dòng)區(qū)，壓輥產(chǎn)生滯后性滑動(dòng)，對(duì)于平模徑向上單位長(zhǎng)度的物料，在平模上的


擠壓行程增加，相當(dāng)于在水平方向上增長(zhǎng)了預(yù)壓縮行程。這就能解釋為什么環(huán)模制粒機(jī)和平模制粒機(jī)加工相同原料、相同規(guī)格的產(chǎn)品


時(shí)，平模機(jī)的模板厚度遠(yuǎn)薄于環(huán)模厚度：盡管二者都是模板擠壓制粒，但平模機(jī)的兩種滑動(dòng)作用相當(dāng)于增加了物料的壓縮行程。
    （3）從式④、⑤和式⑧、⑨可以看出，兩種滑動(dòng)作用導(dǎo)致了摩擦力的產(chǎn)生，摩擦力F使壓輥和物料之間產(chǎn)生了兩種剪切作用。滑


轉(zhuǎn)滾動(dòng)區(qū)的超前性滑動(dòng)使磨輥在豎直方向?qū)ξ锪袭a(chǎn)生了較強(qiáng)的剪切作用，這種剪切作用越靠近模板中心越明顯。滑移滾動(dòng)區(qū)的滯后性


滑動(dòng)使磨輥在水平方向?qū)ξ锪袭a(chǎn)生了較強(qiáng)的剪切作用，這種剪切作用越遠(yuǎn)離模板中心越明顯。
    試驗(yàn)時(shí)從出料口往里觀察，我們發(fā)現(xiàn)平模的中間幾圈模孔出料快，越是里圈和外圈的模孔，出料越慢。如果卸掉切刀觀察，中間


幾圈的物料被擠出較短的長(zhǎng)度就會(huì)斷裂、墜落。而里圈和外圈的模孔中擠出的物料不易自動(dòng)斷裂和墜落，有許多甚至長(zhǎng)至200mm以上才


脫離模板。這是因?yàn)椋捎趦煞N剪切作用的存在，模板內(nèi)側(cè)和外側(cè)的物料受較大剪切力，物料粒子被充分地揉切、撕裂進(jìn)而充填、嵌


合，所以越是兩側(cè)，成型顆粒質(zhì)地越密實(shí)，出料越緩慢。平模機(jī)之所以在加工粗纖維含量較多的物料時(shí)具有優(yōu)越的性能，也正是因?yàn)?br />

這兩種較強(qiáng)的剪切作用對(duì)物料進(jìn)行了充分的預(yù)處理。
    （4）滑移滾動(dòng)和滑轉(zhuǎn)滾動(dòng)的存在會(huì)導(dǎo)致壓輥平模等零件的磨損程度增加，但在設(shè)計(jì)時(shí)可將平模設(shè)計(jì)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，能夠正反使用用


，這將有效降低易損件成本。
    4 結(jié)語
    隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及國(guó)家環(huán)保工作力度的增加，社會(huì)對(duì)清潔的替代能源的需求越來越迫切 今年中央1號(hào)文件明確規(guī)定“


推進(jìn)以非糧油作物為主要原料的生物質(zhì)能源研究和開發(fā)” 發(fā)展生物質(zhì)顆粒燃料符合國(guó)策，順應(yīng)民意。性能優(yōu)異穩(wěn)定的成型機(jī)在生物質(zhì)


燃料顆粒成型過程中扮演著重要的角色。結(jié)合太陽(yáng)能干燥工藝，利用PM60型環(huán)模制粒機(jī)加工鋸末、鋸末秸稈混合料等生物質(zhì)燃料顆粒


，成型率在93%以上，噸電耗在55千瓦時(shí)以下，小時(shí)生產(chǎn)能力在800kg-900kg左右。從試驗(yàn)結(jié)果和理論分析來看，平模制粒機(jī)是加工生


物質(zhì)顆粒燃料的理想機(jī)型。不過環(huán)模顆粒機(jī)在壓制飼料尤其是精飼料方面的確是一把好手，其產(chǎn)量大，耗電少，這是平模顆粒機(jī)無法


比擬的。而平模顆粒機(jī)由于其轉(zhuǎn)速低于環(huán)模顆粒機(jī)等原因，其產(chǎn)量小于環(huán)模顆粒機(jī)，而由于其壓力過大，壓制的精飼料的密度很大，


所以在這方面環(huán)模顆粒機(jī)還是遙遙領(lǐng)先的。
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