環huan模mo實shi際ji失shi效xiao形xing式shi主zhu要yao為wei磨mo損sun和he疲pi勞lao斷duan裂lie，其qi中zhong叉cha以yi磨mo損sun為wei主zhu要yao形xing式shi。磨mo損sun失shi效xiao形xing式shi更geng加jia嚴yan重zhong影ying響xiang環huan模mo的de使shi用yong壽shou命ming。實shi踐jian證zheng明ming，環huan模mo與yu壓ya輥gun的de磨mo損sun_沿軸線方向呈不規則分布（如圖1所示），由(you)外(wai)向(xiang)裏(li)為(wei)喂(wei)料(liao)方(fang)向(xiang)，朝(chao)外(wai)的(de)一(yi)端(duan)最(zui)嚴(yan)重(zhong)，裏(li)麵(mian)次(ci)之(zhi)，而(er)中(zhong)間(jian)最(zui)小(xiao)，基(ji)本(ben)呈(cheng)不(bu)規(gui)則(ze)粗(cu)糙(cao)曲(qu)線(xian)，形(xing)狀(zhuang)有(you)如(ru)腰(yao)鼓(gu)，最(zui)大(da)凹(ao)陷(xian)處(chu)有(you)時(shi)大(da)於(yu)或(huo)等(deng)於(yu)3 mm。這種不規則磨損會帶來如下主要後果：①新(xin)壓(ya)輥(gun)與(yu)舊(jiu)環(huan)模(mo)配(pei)對(dui)使(shi)用(yong)時(shi)，由(you)於(yu)環(huan)模(mo)不(bu)規(gui)則(ze)磨(mo)損(sun)，磨(mo)損(sun)較(jiao)大(da)的(de)兩(liang)端(duan)，因(yin)間(jian)隙(xi)變(bian)大(da)，擠(ji)壓(ya)變(bian)小(xiao)，易(yi)出(chu)現(xian)出(chu)粒(li)不(bu)暢(chang)，出(chu)粒(li)速(su)度(du)相(xiang)對(dui)中(zhong)間(jian)降(jiang)低(di)，甚(shen)至(zhi)堵(du)模(mo)，這(zhe)樣(yang)會(hui)加(jia)劇(ju)磨(mo)損(sun)，降(jiang)低(di)產(chan)量(liang)。②由於環模不規則磨損，當新壓輥配舊壓模使用時，壓輥的使用壽命更短，且難以修整，故生產成本大大提高。
環(huan)模(mo)的(de)不(bu)均(jun)勻(yun)磨(mo)損(sun)，筆(bi)者(zhe)認(ren)為(wei)是(shi)飼(si)料(liao)的(de)不(bu)均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu)引(yin)起(qi)的(de)。物(wu)料(liao)在(zai)沿(yan)環(huan)模(mo)軸(zhou)向(xiang)由(you)外(wai)向(xiang)裏(li)進(jin)入(ru)壓(ya)製(zhi)腔(qiang)時(shi)，因(yin)物(wu)料(liao)與(yu)機(ji)體(ti)的(de)摩(mo)擦(ca)以(yi)及(ji)物(wu)料(liao)本(ben)身(shen)相(xiang)互(hu)摩(mo)擦(ca)，其(qi)所(suo)具(ju)有(you)的(de)動(dong)能(neng)是(shi)逐(zhu)漸(jian)衰(shuai)減(jian)的(de)，加(jia)上(shang)離(li)心(xin)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)，這(zhe)樣(yang)物(wu)料(liao)貼(tie)附(fu)在(zai)環(huan)模(mo)內(nei)壁(bi)時(shi)，可(ke)能(neng)並(bing)非(fei)沿(yan)軸(zhou)向(xiang)均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu)。另(ling)外(wai)，清(qing)除(chu)粘(zhan)積(ji)在(zai)傳(chuan)動(dong)盤(pan)內(nei)表(biao)麵(mian)上(shang)的(de)少(shao)量(liang)料(liao)粉(fen)，重(zhong)新(xin)進(jin)入(ru)壓(ya)製(zhi)腔(qiang)，但(dan)方(fang)向(xiang)與(yu)上(shang)述(shu)相(xiang)反(fan)。飼(si)料(liao)分(fen)布(bu)是(shi)以(yi)圖(tu)2所示AD線的形式分布（為了說明方便，以直線表示），環模與壓輥的擠壓力和摩擦力也是呈現出兩端大而中間小，其中靠外的一端最大。
為進一步深入探討環模磨損不均勻的原因+分析飼料的不均勻分布下環模的力學行為，並提供理論上的定性分析，本文用UnigraphicsNX及Ansys完wan成cheng對dui環huan模mo的de建jian模mo及ji有you限xian元yuan靜jing力li分fen析xi，討tao論lun環huan模mo在zai均jun勻yun載zai荷he與yu非fei均jun勻yun載zai荷he時shi的de應ying力li與yu應ying力li強qiang度du分fen布bu情qing況kuang，提ti出chu合he理li的de方fang案an以yi解jie決jue環huan模mo的de不bu均jun勻yun磨mo損sun。
1、環模有限元模型
1.1環模實體模型的建立
在Ansya作有限元分析過程中，建立幾何環模是必不可少的一個過程，就其建模功能來說，不如UC強大，但是Ansys有強大的接口能力和對實體的力學分析功能。本文采取UC建立實體三維模型，通過中間軟件ICES作為中間數據轉換的平台，利用Ansys的高級接口技術，實現幾何模型的建立，完成數據的轉換。
環模的主要結構參數：環模內徑350mm，環模外徑430 mm，厚度20 mm。利用UrW;raphics直接建模技術，建立環模的三維模型（見圖3）。
2.2網格劃分
在Ansys軟件中可選擇的三維單元主要有Solid45、Sol-id95、Solidl85。我們選擇Solid45作為環模的分析單元，分析過程中定義材料屬性。環模的材料較為廣泛，如：45鋼、合金鋼、不鏽鋼、硼貝氏體球鐵等。對MUZL350 -2型進行分析，其材料型號17CrNiMo，心部淬火後硬度一般為HRC25~ 48,表麵淬火後硬度達HRC60以上，彈性模量E=2.le+ll，泊鬆比μ= 0.25。由於尺寸較大，采取自由化分網格模式，劃分等級1級（見圖4）。
2.3力學模型的建立
單元模型為Solid45立方體，共8個節點。單元材料為線彈性，並且各向同性。根據廣義虎克定律：
3、結果與分析
3.1載荷圖
對於表麵壓力采取均勻與非均勻兩種工況的力學模型，並通過後處理模塊POSTI處理數據，作出均勻裁荷與非均勻載荷的應力與應變分析圖。圖5、6中橫坐標為環模受壓區域軸向長度，縱坐標為應力值。
3.2.1載荷沿軸向均勻分布
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應力強度值反應了應力的集中情況，圖5應力強度曲線在36 mm處，應力強度達到最大峰值43 325 Pa，此處是環模的危險點，變形最大。而最小處在68 mm處，應力強度達到最小峰值20 655 Pa。在軸向均勻載荷作用下，一般不可能出現環模兩端磨損較大的現象。曲線2反映了摩擦麵內的受力情況，應力值基本在2 537.3 Pa左(zuo)右(you)，說(shuo)明(ming)在(zai)環(huan)模(mo)的(de)擠(ji)壓(ya)區(qu)沿(yan)壓(ya)輥(gun)軸(zhou)線(xian)方(fang)向(xiang)的(de)任(ren)意(yi)一(yi)點(dian)，所(suo)受(shou)的(de)摩(mo)擦(ca)力(li)基(ji)本(ben)為(wei)均(jun)勻(yun)值(zhi)。綜(zong)合(he)兩(liang)曲(qu)線(xian)的(de)分(fen)析(xi)，軸(zhou)向(xiang)均(jun)勻(yun)載(zai)茼(tong)不(bu)會(hui)是(shi)引(yin)起(qi)環(huan)模(mo)磨(mo)損(sun)軸(zhou)向(xiang)不(bu)均(jun)勻(yun)的(de)因(yin)素(su)。
3.2.2載荷沿軸向不均勻分布
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;施加路徑長90mm]，時間曆程1s。在應力強度曲線1中出現兩個峰值，在22mm處出現第1個峰值8974.2 Pa．在約68 mm處出現第2個峰值11063 Pa;在曲線2中，基本在同樣的位置出現兩個峰值16640 Pa、22 000 Pa；應力強度與摩擦剪應力都在環模兩端處達到一峰值，同時在54 mm處的環模中部摩擦剪應力達到最低峰值，表明環模的應力集中在環模兩端處，而且環模所受摩擦剪應力也同樣在兩端處較大+在中部環模所受摩擦剪應力最小，曲線與環模內壁磨損形狀吻合。因此，軸向不均勻載荷引起的應力情況符合環模的實際磨損現象。
從以上分析，我們可以排除均勻載荷會形成環模兩端磨損嚴重、中間磨損少的可能性；同時證明了環模內壁飼料分布沿軸向不均勻、受力不均勻這一假設的合理性，僅在軸向非均勻載荷圖中，其曲線符合實際環模的磨損外形。
料liao層ceng的de分fen布bu情qing況kuang直zhi接jie影ying響xiang環huan模mo的de使shi用yong壽shou命ming，所suo以yi解jie決jue環huan模mo的de不bu均jun勻yun磨mo損sun問wen題ti，核he心xin是shi使shi料liao層ceng均jun勻yun分fen布bu在zai環huan模mo的de內nei壁bi上shang，使shi環huan模mo受shou均jun勻yun的de載zai荷he作zuo用yong。通tong過guo分fen析xi，可ke以yi說shuo明ming選xuan用yong更geng加jia昂ang貴gui的de環huan模mo材cai料liao，僅jin從cong環huan模mo的de優you化hua角jiao度du出chu發fa，或huo者zhe從cong飼si料liao的de配pei方fang、kelidudengfangmianbunengjiejuehuanmodebujunyunmosunwenti。yinci，huanmodebujunyunmosunzhinengtongguosiliaodejunyunfenbudeyijiejue，erjinyibuyouhuahuanmozhilijidejiegoushijiejuewentidegenbentujing。
4、結論
通過對環模實際工作中出現的磨損這一現象，提出影響環模壽命的新觀點，利用Ansys，對其進行了有限元的靜力學分析，得出以下結論。
(1)環模內部飼料沿軸向分布不均勻，受力不均勻這一假設是合理的。
(2)通過對環模的有限元分析，排除了均勻載荷能形成環模磨損兩端嚴重、中間少這一現象的可能性。
(3)飼料沿軸向的不均勻分布，是引起環模的不均勻載荷而導致環模磨損不均勻，並嚴重影響其使用壽命的重要因素。
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