木屑顆粒機(jī)中的環(huán)模是限制顆粒飼料的中心作業(yè)部件，其作業(yè)功用直接影響制粒的質(zhì)量、顆粒成型、生產(chǎn)率。環(huán)模是本錢貴重的易損件，其使用壽數(shù)是評估木屑顆粒機(jī)功用的重要目標(biāo)。如何削減和改進(jìn)環(huán)模與壓輥的磨損，延伸們的使用壽數(shù)，下降生產(chǎn)本錢，是研討的中心疑問。
環(huán)模實(shí)踐失效方式首要為磨損和疲憊開裂，其間叉以磨損為首要方式。磨損失效方式愈加嚴(yán)峻影響環(huán)模的使用壽數(shù)。實(shí)踐證明，環(huán)模與壓輥的磨損_沿軸線方向呈不規(guī)則散布（如圖1所示），由外向里為喂料方向，朝外的一端最嚴(yán)峻，里邊次之，而中心最小，根本呈不規(guī)則粗糙曲線，形狀有如腰鼓，最大凹陷處有時(shí)大于或等于3 mm。這種不規(guī)則磨損會(huì)帶來如下首要結(jié)果：①新壓輥與舊環(huán)模配對使用時(shí)，因?yàn)榄h(huán)模不規(guī)則磨損，磨損較大的兩頭，因空隙變大，揉捏變小，易呈現(xiàn)出粒不暢，出粒速度相對中心下降，乃至堵模，這樣會(huì)加重磨損，下降產(chǎn)值。②因?yàn)榄h(huán)模不規(guī)則磨損，當(dāng)新壓輥配舊壓模使用時(shí)，壓輥的使用壽數(shù)更短，且難以修整，故生產(chǎn)本錢大大提高。
環(huán)模的不均勻磨損，筆者認(rèn)為是飼料的不均勻散布致使的。物料在沿環(huán)模軸向由外向里進(jìn)入限制腔時(shí)，因物料與機(jī)體的沖突以及物料自身彼此沖突，其所具有的動(dòng)能是逐步衰減的，加上離心力的效果，這樣物料貼附在環(huán)模內(nèi)壁時(shí)，能夠并非沿軸向均勻散布。別的，鏟除粘積在傳動(dòng)盤內(nèi)外表上的少數(shù)料粉，從頭進(jìn)入限制腔，但方向與上述相反。飼料散布是以圖2所示AD線的方式散布（為了闡明便利，以直線標(biāo)明），環(huán)模與壓輥的揉捏力和沖突力也是呈現(xiàn)出兩頭大而中心小，其間靠外的一端最大。
為進(jìn)一步深入探討環(huán)模磨損不均勻的緣由+剖析飼料的不均勻散布下環(huán)模的力學(xué)行動(dòng)，并供給理論上的定性剖析，這篇文章用UnigraphicsNX及Ansys完結(jié)對環(huán)模的建模及有限元靜力剖析，評論環(huán)模在均勻載荷與非均勻載荷時(shí)的應(yīng)力與應(yīng)力強(qiáng)度散布狀況，提出合理的計(jì)劃以處置環(huán)模的不均勻磨損。
1、環(huán)模有限元模型
1.1環(huán)模實(shí)體模型的樹立
在Ansya作有限元剖析進(jìn)程中，樹立幾許環(huán)模是必不可少的一個(gè)進(jìn)程，就其建模功用來說，不如UC強(qiáng)壯，可是Ansys有強(qiáng)壯的接口才能和對實(shí)體的力學(xué)剖析功用。這篇文章采納UC樹立實(shí)體三維模型，經(jīng)過中心軟件ICES作為中心數(shù)據(jù)變換的渠道，使用Ansys的高檔接口技能，完結(jié)幾許模型的樹立，完結(jié)數(shù)據(jù)的變換。
環(huán)模的首要布局參數(shù)：環(huán)模內(nèi)徑350mm，環(huán)模外徑430 mm，厚度20 mm。使用UrW;raphics直接建模技能，樹立環(huán)模的三維模型（見圖3）。
2.2網(wǎng)格區(qū)分
在Ansys軟件中可挑選的三維單元首要有Solid45、Sol-id95、Solidl85。咱們挑選Solid45作為環(huán)模的剖析單元，剖析進(jìn)程中界說資料特點(diǎn)。環(huán)模的資料較為廣泛，如：45鋼、合金鋼、不銹鋼、硼貝氏體球鐵等。對MUZL350 -2型進(jìn)行剖析，其資料類型17CrNiMo，心部淬火后硬度通常為HRC25~ 48,外表淬火后硬度達(dá)HRC60以上，彈性模量E=2.le+ll，泊松比μ= 0.25。因?yàn)槌叨容^大，采納自在化分網(wǎng)格形式，區(qū)分等級1級（見圖4）。
2.3力學(xué)模型的樹立
單元模型為Solid45立方體，共8個(gè)節(jié)點(diǎn)。單元資料為線彈性，并且各向同性。依據(jù)廣義虎克規(guī)律：
3、結(jié)果與剖析
3.1載荷圖
關(guān)于外表壓力采納均勻與非均勻兩種工況的力學(xué)模型，并經(jīng)過后處置模塊POSTI處置數(shù)據(jù)，作出均勻裁荷與非均勻載荷的應(yīng)力與應(yīng)變剖析圖。圖5、6中橫坐標(biāo)為環(huán)模受壓區(qū)域軸向長度，縱坐標(biāo)為應(yīng)力值。
3.2.1載荷沿軸向均勻散布
由圖5可知，在曲線1中，施加的載荷步為一步，施加均勻壓力值為10 MPao應(yīng)力強(qiáng)度值反響了應(yīng)力的會(huì)集狀況，圖5應(yīng)力強(qiáng)度曲線在36 mm處，應(yīng)力強(qiáng)度到達(dá)最大峰值43 325 Pa，此處是環(huán)模的危險(xiǎn)點(diǎn)，變形最大。而最小處在68 mm處，應(yīng)力強(qiáng)度到達(dá)最小峰值20 655 Pa。在軸向均勻載荷效果下，通常不能夠呈現(xiàn)環(huán)模兩頭磨損較大的表象。曲線2反映了沖突面內(nèi)的受力狀況，應(yīng)力值根本在2 537.3 Pa左右，闡明在環(huán)模的揉捏區(qū)沿壓輥軸線方向的恣意一點(diǎn)，所受的沖突力根本為均勻值。歸納兩曲線的剖析，軸向均勻載茼不會(huì)是致使環(huán)模磨損軸向不均勻的要素。
3.2.2載荷沿軸向不均勻散布
在軸向非均勻載荷圖6中，施加的載荷步為3步，施加的荷載沿軸向分別為10 000、8 000、IO OOO Pa;施加途徑長90mm]，時(shí)刻進(jìn)程1s。在應(yīng)力強(qiáng)度曲線1中呈現(xiàn)兩個(gè)峰值，在22mm處呈現(xiàn)第1個(gè)峰值8974.2 Pa．在約68 mm處呈現(xiàn)第2個(gè)峰值11063 Pa;在曲線2中，根本在相同的方位呈現(xiàn)兩個(gè)峰值16640 Pa、22 000 Pa；應(yīng)力強(qiáng)度與沖突剪應(yīng)力都在環(huán)模兩頭處到達(dá)一峰值，一起在54 mm處的環(huán)模中部沖突剪應(yīng)力到達(dá)最低峰值，標(biāo)明環(huán)模的應(yīng)力會(huì)集在環(huán)模兩頭處，并且環(huán)模所受沖突剪應(yīng)力也相同在兩頭處較大+在中部環(huán)模所受沖突剪應(yīng)力最小，曲線與環(huán)模內(nèi)壁磨損形狀契合。因而，軸向不均勻載荷致使的應(yīng)力狀況契合環(huán)模的實(shí)踐磨損表象。
從以上剖析，咱們能夠掃除均勻載荷會(huì)構(gòu)成環(huán)模兩頭磨損嚴(yán)峻、中心磨損少的能夠性；一起證明了環(huán)模內(nèi)壁飼料散布沿軸向不均勻、受力不均勻這一假定的合理性，僅在軸向非均勻載荷圖中，其曲線契合實(shí)踐環(huán)模的磨損外形。
料層的散布狀況直接影響環(huán)模的使用壽數(shù)，所以處置環(huán)模的不均勻磨損疑問，中心是使料層均勻散布在環(huán)模的內(nèi)壁上，使環(huán)模受均勻的載荷效果。經(jīng)過剖析，能夠闡明選用愈加貴重的環(huán)模資料，僅從環(huán)模的優(yōu)化視點(diǎn)動(dòng)身，或許從飼料的配方、顆粒度等方面不能處置環(huán)模的不均勻磨損疑問。因而，環(huán)模的不均勻磨損只能經(jīng)過飼料的均勻散布得以處置，而進(jìn)一步優(yōu)化木屑顆粒機(jī)的布局是處置疑問的根本途徑。
4、定論
經(jīng)過對環(huán)模實(shí)踐作業(yè)中呈現(xiàn)的磨損這一表象，提出影響環(huán)模壽數(shù)的新觀念，使用Ansys，對其進(jìn)行了有限元的靜力學(xué)剖析，得出以下定論。
(1)環(huán)模內(nèi)部飼料沿軸向散布不均勻，受力不均勻這一假定是合理的。
(2)經(jīng)過對環(huán)模的有限元剖析，掃除了均勻載荷能構(gòu)成環(huán)模磨損兩頭嚴(yán)峻、中心少這一表象的能夠性。
(3)飼料沿軸向的不均勻散布，是致使環(huán)模的不均勻載荷而致使環(huán)模磨損不均勻，并嚴(yán)峻影響其使用壽數(shù)的重要要素。
