引起
旋轉顆粒機失效的因素一般有(yǒu)二點,一是(shì)磨(mó)粒磨(mó)損,二是疲勞破壞。要從根本上(shàng)避免旋轉顆粒機的失效問題是不切實際的(de),隻有改善環模製造、生(shēng)產及使用條件,從而延長環模的使用壽命,節約成本。
磨粒磨損原因很多(duō),分為正常磨損、不正常磨損。正常(cháng)磨損原因主要有物料的配方(fāng)、粉碎粒度、粉料的調質質量(liàng)等。正常磨損情況下環模(mó)出現軸向均勻(yún)磨損,導致環(huán)模(mó)模孔變大,壁厚變薄。不正常磨損(sǔn)主要原因:壓輥調得太緊,與環模間隙小,互相磨損(sǔn);撒(sā)料器角度不好,導致分配物料不均勻而部分先磨損;模內(nèi)掉進金屬而磨損(sǔn)。這種情況下,環模(mó)多出現不規則磨損,多為腰鼓形。
原(yuán)料粒度:原料粉碎細度要適中均(jun1)勻,因為原(yuán)料粉碎細(xì)度決定著飼料組成的表麵積,粒度越細,表麵積(jī)越大,物料吸收蒸汽中水分越快,有利於進行調質與顆(kē)粒成形。原料粒(lì)度過粗,會增加壓模(mó)的(de)磨損,並造成生產率下降,能耗增大。一般(bān)要求(qiú)原料粉碎後要能全部通過8目篩麵,25目篩上物不得大於35% 。對(duì)粗纖維含量高的物料,添(tiān)加一定(dìng)量的油脂,在製粒過程中,可(kě)以(yǐ)減(jiǎn)少物料與環模之間的摩擦力,有利於物(wù)料通過環模(mó),且成形後顆(kē)粒外觀較光滑。
原料含雜情況:物料中含砂及鐵雜(zá)質過多,會加(jiā)快壓模的磨損,所以,原(yuán)料清(qīng)雜工作十分重要。目前,大多(duō)數飼料廠對清除原(yuán)料中鐵雜質較為重視,因鐵質物質對壓模、壓輥乃至(zhì)設備會(huì)造成強烈的破壞。而對砂石類雜質的清除卻不重視。這一(yī)點應引起製粒機用戶的注意。
蒸汽的添加:對物料添加蒸汽,可軟化物料,使物料中含油細胞(bāo)組織分裂,並使油(yóu)分(fèn)呈遊離狀態(tài),在製粒過程中起潤滑作用,從而減輕(qīng)物料對(duì)壓模的(de)磨損作(zuò)用,並提高製粒機的產量。一般添加蒸汽的壓力應在0.2~0.4MPa之間,壓力高低隨壓製物料品種(zhǒng)而變化,蛋白質含量較高的(de)物(wù)料,使用蒸汽壓力應稍低一些,含纖維較多的物料,使(shǐ)用蒸汽壓力(lì)可稍高一些。添加蒸汽(qì)應使物料(liào)含水率達(dá)16% ~17% ,物料調質後的溫度在78~87度C時(shí)*。
撒料器安裝角度:撒(sā)料器安裝角度不正確,會導致環模(mó)與壓輥間的物料分布不均勻。因此,進入擠壓時,環模與壓輥的擠壓(yā)應力和摩(mó)擦力沿軸(zhóu)向出現非均勻現象,zui終導致環模與壓輥磨損呈不均勻分布。
疲勞破壞
旋(xuán)轉顆粒機(jī)環模為(wéi)一多孔(kǒng)環形零件,工作條(tiáo)件惡劣,在使用過程中長期承受壓輥的擠壓力(lì)和物料的摩擦(cā)力(lì),使(shǐ)之產生彎(wān)曲應力和接觸壓應力。但這些應力不(bú)是影響(xiǎng)環模壽命的因素(sù),其主(zhǔ)要失效形式還是來自疲勞(láo)破壞。黃傳海在(zài)“顆(kē)粒(lì)飼料壓製機環模強度探討”中,對製粒機工作過程中環模(mó)的(de)受力(lì)情況進行(háng)了分析,認為環模在製粒過程中受到交變的(de)作(zuò)用,其交變應力循環(huán)特性為(wéi):
這表明其交變應力是非(fēi)對稱循環(huán)的,環模通常發生疲勞破壞。這與環模在實際使用中所產生失效結果相吻合。在此基礎上,提出適當增大環模寬度、厚度及內徑,可提(tí)高環模的抗彎能力和生產率。同時增大(dà)內徑和有效擠壓長(zhǎng)度,可明顯降低環模(mó)的接觸壓應力。
為有效(xiào)改善環(huán)模的(de)受力條件,除改變環模外形尺寸,還可(kě)以采取選用合適材質和熱處理技術,以及設計環模(mó)表麵開孔率等途徑。
環模通常由碳(合金)鋼或不鏽鋼材料經鍛壓、切(qiē)削、鑽孔、熱處理等工序(xù)製成。環模鑽孔時,應采(cǎi)用(yòng)多(duō)孔槍鑽加(jiā)工,以保證各孔質量。熱處理時,應采用真空淬(cuì)火設備,可避免在普通設備中(zhōng)經常出現的表麵氧化的脫炭,從而獲得更高的硬度。
環模表麵開孔率直(zhí)接影響製粒機的產量和環模強(qiáng)度。開孔率大,製(zhì)粒機產量高(gāo),環模強度低;反之,環模強度提高,製粒機產(chǎn)量降低。由於選材及環(huán)模尺寸的差異,要得到恰當的環模模孔(kǒng)開孔率數值,以更(gèng)好(hǎo)地協調它的產量及使(shǐ)用壽命,目前還有較大的困難。對於模孔直徑為2~12mm的(de)環模,其模孔開孔率一般應選定在20% ~30%之(zhī)間。模孔越小,開孔率取值越小,反(fǎn)之,開孔率取值越大。製造廠可根(gēn)據所選環模材料、環模外形結構與尺寸,采取逐次迫近試驗方法,確定環模開孔率的大小,保證環模有足夠的強度,以防止其承載時破裂而縮短使用壽命。
在(zài)設計
旋(xuán)轉(zhuǎn)顆粒機環模外形結構時,應(yīng)盡量減少環模外表麵(miàn)沿徑向分布的溝槽數量,並減小其深度。因為沿徑向分布的(de)溝糟是zui容易產生應力集中的(de)部位。在長期交變應力作(zuò)用下,首(shǒu)先易在此部位產生微裂紋,繼而逐步擴(kuò)大(dà),zui終造成環模斷裂。