[摘要]设计了一台动模直辊式平模
颗�；�，对颗�；侥�、压辊、传动机构和润滑系统等核心零部件进行创新设计，并利用Solidworks软件进行辅助设计。SKJ500型平模颗�；哂惺褂檬倜�、维护成本低、传动机构润滑降温效果好、高效节能等优点，适合中小型饲料加工厂、养殖场及有机肥厂使用。
[关键词]动模直辊：平模；压辊；传动机构；润滑系统；
0、引言
平�？帕；饕视糜诖窒宋炝�，在利用农作物秸秆制作
生物质成型颗粒燃料和畜禽颗粒饲料以及有机肥、复混肥造粒等领域具有非常广泛的应用。目前，国外颗粒设备制造已经比较规范，如德国SALMATEC公司的MAXIMA颗�；碌乩鸄NDRITZ公司的Feed＆Biofuel系列颗�；家咽迪至四？榛杓啤⒆远刂�，可以适应多种原料，生产率高达30 t/h，压辊可以快速、简单、准确地滚动调整，但成本较高，同等生产能力的设备是国内的5～10倍。磨辊式成型机分为
环模和平模成型机，国内发展成熟的成型机产品主要是环�？帕；�，如国内知名品牌的系列环�？帕；谄侥？帕；科毡槠�，一般不超过0.5t/h，且压力小，压辊和平模磨损较快，配件拆装繁琐，维护成本高，适合农村居民小规模应用。目前国内平�？帕；⒄骨魇剖谴蟛�、低能耗、提高颗粒料外观质量、提高压辊和平模使用寿命。
SKJ500型颗粒机是在研究国内外平�？帕；∩�，结合国内平�？帕；钡愫头⒄骨魇平醒蟹⑸杓频模粲诙Ｖ惫跏狡侥？帕；�，该机生产率高、高效节能、压辊和平模使用寿命长，对原料水分适应性强，原料含水率可在15%～25%之间，适合中小型饲料加工厂、养殖场及有机肥厂使用。
1、结构及工作原理
结构：SKJ500型平�？帕；饕芍屏；�、传动机构和润滑系统等组成。
制�；怪饕裳构�、平模、切刀、出料盘、锁紧螺母、压盖、大螺母等组成。其中锁紧螺母、压盖和大螺母用来调整平模和压辊之间的间隙。传动机构主要由电机、联轴器、小锥齿轮、大锥齿轮、轴套、主轴、固定底座等组成。润滑系统主要由电泵、减速箱箱体等组成。
工作原理：SKJ500型颗粒机的压辊位置固定，压辊随辊轴自转；平模随轴套转动。在摩擦力的作用下，压辊自转。在平模和压辊的强烈挤压作用下，物料被逐渐压实，被挤入平模�？字校⒃谀？字胁欢鲜艿胶蠹啡宋锪系难沽�，进而穿出�？祝烦龀尚�。被挤出模孔的成型物料由切刀切割成一定长度的颗粒，最后从出料盘甩出。
更换不同孔径的平模，可压制不同直径的成型物料。针对不同物料，可以通过调节压辊与平模之间的间隙，从而调整挤压力的大小。平�？帕；扌枧浔讣尤茸爸茫抗ぷ鞴讨屑费�、摩擦产生的热能使物料温度升高，软化，进而形成符合要求的成型物料。SKJ500平�？帕；杓粕帕３ざ�20～60mm，颗粒直径φ2～φ10，生产率1.5～2t/h，配套动力37 kW，整机质量1.6t。
实验发现，当原料含水率为16%，出料颗粒φ6 mm，长50 mm时，该机与同类型代表性产品比较SKJ3-350A型平�？帕；�、SKJ420型平�？帕；�，其吨料电耗分别是55 kW·h/t、62kW·h/t .65kW - h/t，明显提高了能量转化和利用效率，具有节能高效的优点。
2、关键零部件的设计
平�？帕；墓丶悴考衅侥�、压辊、传动机构以及润滑系统。
2.1平模的设计
平模直径500 mm，厚度25mm。常见的模孔主要有直形孔、阶梯形孔、外锥形孔和内锥形孔等，SKJ500型平模颗�；∮弥毙慰捉峁埂�
�？籽顾醣仁侵改？椎挠行Сざ群湍？椎淖钚≈本兜谋戎�，它是反映颗粒挤压强度的一个指标。压缩比越大，挤出的颗粒越结实。该机型设计的颗粒直径为5mm，选用压缩比为5。
平�？茁适侵钙侥Ｄ？鬃苊婊推侥Ｓ行ё苊婊谋戎�，在考虑平模有足够强度的条件下，尽量提高开孔率，平模表面上的开孔率为20%～30%，一般按等边三角形布孔。
在设计时，将平模设计成对称结构，一面磨损，反装后另一面也可以工作，可有效降低平模的维护成本。
作为颗�；暮诵脑�，市场上销售的平模，最常见的问题就是破裂、颗粒产量低、出粉率高、寿命短。国内常用材料多为普通碳钢与合金钢，普通碳钢质量较差，合金钢中以40Cr较为常见。但是，40Cr作为优质合金钢，无论从机械性能还是热处理后的硬度层上，都无法保证平模在高温挤压的过程中的耐磨度，因此，本机的平模材料选用42CrMo超高强度钢，该材料强度和韧性都很好，热处理后硬度层深度可以达到2mm．硬度为HRC54～HRC56，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。该平模盘生产木屑颗粒时，单面使用寿命介于500～600h之间，生产动物饲料时，单面使用寿命可以达到700h，比一般材料平模使用寿命提高一倍。极大地提高了生产效率，同时降低了使用和维护成本。
2.2压辊的总体设计
压辊是主要易损件，其寿命长短直接影响到颗粒物料的质量和生产成本，因此，合理设计并提高压辊的使用寿命有重要意义。
颗�；谠炝９讨校笱构跤肫侥Ｖ浔３忠欢ǖ募湎�，一方面使物料进入模孔，一方面避免压辊与平模直接接触。该间隙随物料类型不同而变化，一般在0.15mm左右。本设计选择直辊压辊，材料为20CrMnTi，表面渗碳，硬度HRC52～HRC54；辊轴材料40Cr，调质处理，表面硬度为HB320。目前市场上常用压辊材料是20Cr，还有27SiMn或Cr12MoV等。与以上材料相比，20CrMnTi渗透性好，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的冲击韧性，可承受中或重载荷及冲击摩擦，可提高压辊使用寿命一倍以上。
为使机器产能达到设计要求，通过理论计算确定压辊直径为210mm，压辊数量为4个。平模旋转一周，物料受到4次挤压作用，提高了对物料的挤压力，同时增加成品压实度和生产效率。
2.3传动机构的设计
SKJ500平模颗�；嵌Ｊ皆炝＃侥Ｗ�。压辊位置不变，只围绕辊轴自转。
动力通过电机和联轴器传递给锥齿轮换向减速器，减速后的动力传递给套在主轴外面的轴套，轴套带动平模转动。主轴不转，主轴一端通过固定底座固定，另一端和辊轴连接，从而实现压辊的位置固定，压辊只随辊轴白转。
传动机构中，电机选用西门子37 kW的6级电机，转速982r/min，锥齿轮减速比6.5，轴套转速140r/min。
2.4润滑系统的设计
SKJ500平�？帕；髯考椭岢写Χ技幼⒘巳蠡突蛉蠡�，并安装油嘴。此外，锥齿轮减速箱安装了一套齿轮油体外循环装置，在电泵的作用下，齿轮油被从减速箱底部抽出，经过电泵循环后回流进入减速箱，回流的齿轮油被喷射在大锥齿轮工作端面上。
通过减速箱齿轮油的体外循环，一方面可降低齿轮油温升，另一方面提高了传动锥齿轮的润滑效果。
3、SKJ500平�？帕；娜：妥芭�
利用SolidWorks软件创建颗�；髁悴考Ｐ�，并装配成整机。利用软件�？榧煅楦髁悴考某叽�、强度等设计参数，并进行运动算例以检验整机装配情况。根据得到的参数，修改完善相对应零部件的设计参数。
4、结论
平�？帕；浅Ｊ视糜诖窒宋�、大压力的干法造粒，对物料水分要求不高。
(1)SKJ500型平模颗�；捎枚Ｊ郊费乖炝Ｔ聿⒀∮梦髅抛拥缁�，与市场上代表性平模颗�；啾龋档土硕至系绾�，提高了生产效率；
(2)压辊和平模是易损件，二者材料和热处理工艺的合理选择及平模两个端面的对称设计，有效提高了压辊和平模的使用寿命。
(3)减速箱润滑油体外循环的设计，既减少了润滑油使用量，提高了润滑效果，还有效降低了润滑油温升。
(4)利用SolidWorks软件进行辅助设计，建立三维模型并装配整机进行分析，降低了设计成本，提高了设计的可靠性。
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