曹彪彪 李亦哲 費(fèi)秀國(guó) 葛艷艷 肖茂華

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江蘇 南京 210031；2.南京創(chuàng)力傳動(dòng)機(jī)械有限公司，江蘇 南京 211103)

秸稈平模造粒機(jī)的兩個(gè)主要零件為輪轂和平模，而平模造粒機(jī)的失效形式主要是平模的磨損，斷裂和塑性變形，其中磨損為主要形式[1]。本文通過(guò)對(duì)造粒時(shí)平模的膜孔進(jìn)行受力分析，討論膜孔的形狀對(duì)膜孔受力的影響。

1 平模造粒機(jī)的工作原理

圖1 平模造粒原理圖

圖一為平模造粒原理圖，由壓輪繞著中心軸在平模上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將物料擠壓至平模的孔中，從而形成致密燃料。圖二則為平模模板的三維示意圖，模板上有很多豎直的膜孔。本文則是通過(guò)對(duì)這些膜孔進(jìn)行力學(xué)分析。

圖2 平模板三維示意圖

2 膜孔力學(xué)模型的建立

膜孔受到的力主要為物料的摩擦力、物料的重力以及壓輥的正壓力，建立如下圖力學(xué)模型。

圖3 膜孔力學(xué)模型

N≥F1cosθ+N1sinθ+F2

(1-1)

(1-2)

將(1-2)帶入到(1-1)中，當(dāng)N取最小值時(shí)，可得

N=fN1cosθ+N1sinθ+fN2

(1-3)

(1-4)

(1-5)

聯(lián)立(1-3)、(1-4)、(1-5)得

(1-6)

3 結(jié)論

由式(1-6)可以得出當(dāng)正壓力N一定時(shí)，物料對(duì)膜孔的壓力N1隨著θ的變化而發(fā)生改變，而由式(1-4)可知N2隨著N1的變化而發(fā)生變化，由王維振等人得出的膜孔受力隨著物料的運(yùn)動(dòng)方向逐漸增大，并在物料出口時(shí)處于最大值[4]，因此，可以通過(guò)改變?chǔ)鹊拇笮?，從而改變物料?duì)膜孔的力，進(jìn)一步提高平模的使用壽命。