基于新型移动作业式造粒机的平模分析

曹彪彪 李亦哲 费秀国 葛艳艳 肖茂华

(1.南京农业大学工学院，江苏 南京 210031；2.南京创力传动机械有限公司，江苏 南京 211103)

秸秆平模造粒机的两个主要零件为轮毂和平模，而平模造粒机的失效形式主要是平模的磨损，断裂和塑性变形，其中磨损为主要形式[1]。本文通过对造粒时平模的膜孔进行受力分析，讨论膜孔的形状对膜孔受力的影响。

1 平模造粒机的工作原理

图1 平模造粒原理图

图一为平模造粒原理图，由压轮绕着中心轴在平模上进行转动，从而将物料挤压至平模的孔中，从而形成致密燃料。图二则为平模模板的三维示意图，模板上有很多竖直的膜孔。本文则是通过对这些膜孔进行力学分析。

图2 平模板三维示意图

2 膜孔力学模型的建立

膜孔受到的力主要为物料的摩擦力、物料的重力以及压辊的正压力，建立如下图力学模型。

图3 膜孔力学模型

N≥F1cosθ+N1sinθ+F2

(1-1)

(1-2)

将(1-2)带入到(1-1)中，当N取最小值时，可得

N=fN1cosθ+N1sinθ+fN2

(1-3)

(1-4)

(1-5)

联立(1-3)、(1-4)、(1-5)得

(1-6)

3 结论

由式(1-6)可以得出当正压力N一定时，物料对膜孔的压力N1随着θ的变化而发生改变，而由式(1-4)可知N2随着N1的变化而发生变化，由王维振等人得出的膜孔受力随着物料的运动方向逐渐增大，并在物料出口时处于最大值[4]，因此，可以通过改变θ的大小，从而改变物料对膜孔的力，进一步提高平模的使用寿命。