1、引 言
饲料颗�；�的环模和压辊是颗�；闹饕ぷ鞑考帕；屏９逃β愕驮胍�、高质量、高效率的T作要求，低噪音、高质量、高效率取决于环模的结构设计和环模与压辊在T作状态下的调整，而环模的受力分析是环模结构设计的依据。在以往的受力分析中由于忽略了环模中物料的可压缩性和环模�？椎牡冀嵌晕锪鲜芰Φ挠跋�，造成环模的结构设计的误差。笔者针对以上问题进行了深入的研究，对以往的环模受力分析进行了修正，为环模的结构设计提供依据，富通新能源专业生产销售
秸秆颗粒机、
木屑颗�；�等颗粒饲料成型机械设备，如下图所示：
2、环模制粒原理
如图1所示。制粒过程中环模在主动力的驱动下，以一定的转速顺时针旋转，同时压辊借助摩擦力的作用顺时针旋转。随着压辊的旋转，农业纤维物料（以下简称“物料”）在挤压力的作用下体积逐渐减小，密度也逐渐增加，物料受到的挤压力也越来越大，在挤压力的作用下物料相互移近和重新排列，物料间所含气体不断逸出，从而使得物料间的间隙减小，联接力增加，最后被压制成具有一定密度，一定强度的颗粒饲料。在压粒过程中，饲料的蛋白质和糖分受热产生可塑性淀粉部分糊化，“压粒”，简单地说就是一个挤压式的热塑过程。
3、受力分析
3.1攫入角的定义
过环模中心O1引一射线通过挤压区．分别交压辊和环模于A1、B两点，引A1、B的切线相交于D点，则∠A，DB定义为压辊对物料的攫人角r0物料开始攫人时r最大，称为最大攫人角。对于某一特定的物料而言，角r随物料的不断压实、挤出而减小，直至为零（C点处）；在物料攫人的过程中，最大摄人角小于或等于物料、压辊之间的摩擦角或物料内摩擦角之和。也就是说，当物料特性一定时，r越小则物料越容易被攫人。
3.2对以往环模受力分析的讨论
在以往的环模受力分析过程中，往往从物料挤压区内分离出一微元物料进行受力状态的分析，认为这时环模压辊和物料之间存在着以下诸力：压辊作用于物料的正压力Ⅳ，物料与压辊表面间的摩擦力F，环模内壁的反力Q，物料与环模内表面的摩擦力T。取环模挤压区内一微元分离体。
为了直观的分析，假设所选取的分离体与环模内壁接触，位于图1中的B点处。从图1、2中可以看出，力Q沿环模直径指向环模中心（假设其图作用点为B点），力Ⅳ沿压辊的直径方向向外，两力之间的夹角等于r。因环模挤压区内任意位置的物料受到的挤压力始终沿压辊直径方向，所以图2所示的受力情况在环模挤压区内任意位置成立。延长力Ⅳ的作用线交环模内表面于一点，则这一点必然不会是图1中的B点。也就是说所选取的物料分离体在环模内被压缩时，环模内壁的支撑点并不是图2中支反力Q的作用点B。然而在制粒的过程，环模中的物料是具有可压缩性的，在受到压辊挤压力后它必然会沿着所受力的方向被压缩。因此可以认为以往的这种分析方法忽略了环模中物料的可压缩性。
另外，在制粒的过程中，进入挤压区的物料始终处于被逐渐攫人到更小空间的过程中，也就是说在物料开始被攫人到被完全挤出的整个过程中应满足式(1)。这就说明在1角逐渐趋于零的过程中，物料受到的压辊的摩擦力(F=u1Ncos l)会逐渐增大，并最终达到最大值。因此由以往的这种方法可推出：压辊是主动运转的，但在实际的制粒过程中，压辊与环模间存在间隙，压辊并非主动运转的，它旋转的动力主要来源于被压缩的物料对它的摩擦。因此得出：在r趋于零的过程中，式(1)左边部分的值趋于最大值，而右边部分的值却趋于0，这就说明。
再者，按照上面的平衡条件分析，环�？啄冢òǹ椎哪诘菇遣糠趾椭笨撞糠郑┑奈锪鲜艿降牧τΩ枚际茄鼗纺Ｖ本斗较�，则在内倒角锥面上的磨痕应该会沿倒角锥面的母线方向整齐地排列，倒角处和直孔内部具有相同的磨损机理。然而，作者在环模失效机理研究中发现，从失效环模�？椎冀谴椭笨啄诒诘腟EM图上可以看出：导角处与直孔内表现出不同的磨损机理，且磨痕方向混乱。
3.3受力分析的修正
3. 3.1环模内壁的受力分析
处于挤压区内的物料受到的压辊的作用力均沿压辊直径方向，受力情况如图5所示。从图中可以看出，在连续制粒的情况下，压辊因受到摩擦力而转动。物料在被逐渐摄人的过程中，物料除随环模一起转动外，还将沿压辊直径方向被压缩。
现从挤压区内任取一物料块进行分析。
物料受到压辊挤压力Ⅳ，环模的反作用力Q，环模内物料随环模旋转所需的力T和压辊对物料的摩擦力F的作用。其中Ⅳ的方向沿O2A1指向物料，Q方向与Ⅳ相反沿C02指向物料，T垂直于O1D，F垂直于O2A1。因为环模上存在模孔及�？椎菇牵粤Χ〉拇笮〔⒉灰欢ǖ扔诨纺６晕锪系哪Σ亮�，根据平衡条件可得：
由此可以推断，环模内壁所受物料的作用力受到挤压力Ⅳ，内摩擦系数u，和角b的影响。其中压辊对物料的挤压力Ⅳ随着被压缩物料体积的减小而增大，受到物料的粒度和物料内摩擦系数等因素的影响。内摩擦系数u同样受到物料粒度的影响。
3.3.2模孔倒角处受力分析
环模在开始挤压物料时，模孔倒角处所受的力主要由内锥面正对压辊的那半部分承受，随着模孔向水平方向的运动，倒角内锥面承受压力的面积逐渐增大，并最终在水平位置处达到最大值。在环模上任取一�？捉惺芰Ψ治觯河汕懊娴姆治隹芍�，在制粒的过程中环模内壁所受到的力Q=N(l-tgb），力的方向沿压辊直径向外。所以，在�？椎菇亲睹嫔先我庖坏闶艿降牧Φ拇笮∥猀=Q =N(l-tgb），它与倒角内锥面之间的夹角等于B+a/2。
由于�？椎菇亲睹嫔纤艿牧κ茄鼗纺Ｖ嵯蚱叫蟹植嫉模缘币陨贤妓痉绞剑囱鼗纺Ｖ嵯颍┰谀？椎菇谴ψ鹘孛媸被岵幌盗写笮〔煌慕莂，由此可知：0≤a≤锥角。
3.3.3 直孔部分的受力分析
处于�？字笨撞糠值奈锪纤艿牧χ饕丛从谖锪霞涞募费沽Γ已沽Φ姆较蚱叫杏谀？字行南�。如图8所示。现假设模孔内物料所受挤压力的合力为Q，孔壁对物料的摩擦力为f，物料对孔壁的压力为Ⅳ，则�？啄谖锪媳匦肼闳缦鹿叵凳剑�
N=f
f=Fu
式中：物料我草粉与孔壁间的摩擦系数；F为物料对孔壁的正压力。
通过实验证明饲料粉粒的压缩主要是在未进入�？浊暗募费菇锥瓮瓿伞＝肽？缀螅顾趿砍战？资庇斜浠酝�，进入直孔后未产生变化。同时，农业纤维物料在压缩时，物料在某一压力下产生了变形当保持其变形状态不变时，被压缩物料的应力会随时间衰减的现象。从相关研究中可知，物料在开式压缩过程中（饲料制粒的过程属开式压缩过程），整个压缩室内的物料可划分为3个阶段：变形反弹阶段、应力松弛阶段；再变形反弹阶段，其中变形反弹是被压缩物料的内应力克服摩擦阻力的一种行为，也是应力松弛的一种形式。从制粒的过程来看，物料在环模内的压缩属于变形反弹阶段，在模孔内的挤出过程属于应力松弛阶段，而物料颗粒出模后的反弹膨胀则属于再变形反弹阶段。所以说，要准确分析�？啄诘氖芰η榭觯匦朊魅氛沽在物料挤出过程中的变化规律，而这种变化规律的确定还需进一步的实验研究。
4、结语
为了准确分析环模制粒过程的受力状况，应考虑物料的可压缩性，应考虑环模�？椎冀谴Φ氖芰Γ⊙顾豕讨形⒃惺芰Ψ治霾荒苋姹硎龌纺Ｖ屏９淌芰ψ纯�，农业纤维物料的应力松弛特性影响着环模的受力。
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