不鏽鋼顆粒機環模
環模顆粒機廣泛應用於飼料的加工、秸杆木屑等生物質能的顆粒成型、複合肥的生產、萬壽菊顆粒壓製、石油及塑料顆粒的生產中。不同物料選用不同的顆粒機也成製粒機，環模是顆粒機的核心部分。它對提高產品品質和產量，降低能耗(製粒能耗占整個車間總能耗30％～35％)，減少生產成本(環模損耗一項費用占整個生產車間的維修費25％～30％以上)等方麵影響極大。一般玉米為主的飼料生產中約占到1～1.5元/噸左右，在秸杆木屑等纖維狀物料的生產中約占到18-48元/噸料；同時也是製粒機最易磨損的零件之一，因此，了解環模的設計及應用，並對環模進行正確的選用、合理的使用以及有效的保養，對於飼料生產者來說是至關重要的。下麵對環模的設計及其選用、使用和保養作些淺析，以供大家參考。
二、環模直徑和環模有效壓製寬度等參數的確定1、環模直徑和有效寬度是環模的主要參數：
首先根據國內外顆粒機參數及優先數列確定環模直徑係列：250、300、320、350、400、420、508、558、678、768等；相對功率為15、22、37、55、75/90、90/110、132/160、180/200、220/250、280/315；根據等有效壓製麵積等，功率之比值(一般14～22cm2/KW),確定環模有效寬度(有效寬度是指環模中間與壓棍接觸部份)。另外很多國內顆粒機是吸收國外技術，所以也有不少環模直徑采用英製尺寸或近似值，如：SZLH3016環模直徑16英寸(406,407)、SZLH3020環模直徑20英寸(508)、 SZLH3022環模直徑22英寸(558)、SZLH7726環模直徑26英寸(660)、304環模等。
三、環模的轉速的確定
環模轉速與機器本身的幾何參數(壓輥個數、模孔直徑、深度等)相關。根據資料和多年來國內製粒機的技術參數及對國外樣機的數據檢測,對於采用二個壓輥的環模製粒機,以環模內徑處線速度(也叫環模線速度)4-8m/s較為合適,它的高低影響到擠壓區內的料層厚度及物料通過模孔的時間，進而影響 製(zhi)粒(li)機(ji)產(chan)量(liang)和(he)顆(ke)粒(li)質(zhi)量(liang)。線(xian)速(su)度(du)過(guo)高(gao)時(shi)，相(xiang)同(tong)產(chan)量(liang)條(tiao)件(jian)下(xia)環(huan)模(mo)每(mei)轉(zhuan)產(chan)出(chu)顆(ke)粒(li)少(shao)，擠(ji)壓(ya)區(qu)內(nei)料(liao)層(ceng)薄(bo)，軸(zhou)向(xiang)料(liao)層(ceng)分(fen)布(bu)不(bu)均(jun)勻(yun)，有(you)可(ke)能(neng)使(shi)擠(ji)壓(ya)區(qu)內(nei)的(de)物(wu)料(liao)形(xing)成(cheng)斷(duan)層(ceng)，製(zhi)粒(li)不(bu) 連續，製出的顆粒鬆軟，軸向壓出顆粒長度不勻，粉料多，而且對於水分含量較高的物料還易打滑，甚至根本不能製粒；較低的環模線速度雖然製出的顆粒質量好， 但對產量影響較大。
四、壓輥直徑的確定
物料是通過環模和壓輥之間相互的擠壓力，克服物料通過模孔的阻力，從而達到製粒的目的。
xiangtonghuanmoxia，yagunzhijingyueda，huanmoheyagunzhijianxingchengdesanjiaojiyafanweiyueda，yueliyujiyazuoyong。lilunshangdangundeyagunzhijingkezuodezuida，jiyashijian，jichuxiaoguoyingzuihao，danzaijiqiyunzhuanshi，yagunheyamozhijiandezuoyonglizaizhuzhou、主軸軸承、空軸等之間傳遞，所以單輥製粒機的主軸、主軸軸承、空軸等機械結構粗大，隻在小型實驗室製粒機及難於製粒的大型秸杆壓塊機中運用。雙壓輥製粒機的兩隻壓輥之間擠壓力F1和F2相在主軸頭上平衡;壓模上的反作用力F1’和F2’相互抵消，設備上 的主軸（主軸軸承處）、主軸軸承、空軸上受力小，機械結構小，是實際中使用最多的機型。根據經驗確定壓輥外徑與壓模內徑比為0.475,並圓整後確定壓輥 直徑。三輥製粒機三輥之間受力也能平衡，但壓輥和壓模內徑比不高。另外對用於秸杆木屑等纖維狀物料的製粒機，壓輥之間不平衡力（兩擠壓力F1-F2之差） 須和壓模上的反作用力之差（F1’-F2’）通過主軸、主軸軸承、空軸來抵消，所以主軸（主軸軸承處）、主軸軸承、空軸、環模、壓棍的結構都要加強。
五、環模材料和熱處理環模通常由碳素結構鋼、合金結構鋼和不鏽鋼經鍛壓、切削、鑽孔、熱處理等工序製成。環模所用的材料和每個加工工序對其使用壽命及製粒質量、產量 有直接的影響。碳素結構鋼主要有45鋼，其熱處理硬度一般為HRC45～50，其耐磨性和耐腐蝕性都較差，現基本被淘汰；合金鋼主要有20CrMnTi材料，它是通過表麵滲碳等表麵熱處理，處理硬度在HRC50以上，並具有良好的綜合力學性能，由此類材料製造的環模強度高，耐磨性好於45鋼，但缺點是耐腐 蝕性不好。雖然單隻環模成本較低，但使用時噸料生產成本高於不鏽鋼環模，現也逐步淘汰；不鏽鋼材料主要為4Cr13，這些材料的剛度和韌性都較好，熱處理是整體焠火，硬度大於HRC50，並具有良好的耐磨性和耐腐蝕性，使用壽命較長，噸料環模費用最低。
下麵就4Cr13材料環模每個加工工序對其質量影響說明：
a、環模材料成份
對於4Cr13材料的環模，其質量源頭必須從鋼錠開始：4Cr13鋼環模化學成分 (質量分數%)為:Ｃ含量≤0.36～0.45,Ｃr含量12～14,Si含量≤0.60,Ｍn含量≤0.80,S含量≤0.03,Ｐ含量≤0.035； 在實際使用中含Cr量12%左右的環模使用壽命比含Ｃr量14%的環模在其它處理相同的條件下，其使用壽命減小1/3以上；所以環模質量的源頭是從鋼澱開 始，不僅要確保Cr含量13%以上，還要求大小形狀等符合鍛造。
b、環模鍛打質量
對於４Cr13材料的環模鍛造工藝要求為加熱溫度和時間合適,常見環模鍛造問題是：
（1）、加熱溫度過高和時間過長,鍛坯呈黃白色,估計溫度超過1200℃,此時鍛坯易出現表層過燒,整體過熱,組織粗大晶粒不均勻現象;
（2）、爐溫均勻性差。加熱過程中因溫度不均勻使鍛件過熱或局部過燒造成晶粒粗大、鍛坯的均質性差。鍛件尺寸越大 ,這種現象就越嚴重。在隨後的熱處理工藝中難以消除這種缺陷 ,也是造成環模開裂的常見原因。
（3）、由於鑄錠中存在如偏析、非金屬夾雜物、疏鬆等缺陷 ,所以要通過鍛造變形來改善和消除 ,這(zhe)是(shi)鍛(duan)件(jian)達(da)到(dao)良(liang)好(hao)綜(zong)合(he)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)的(de)基(ji)礎(chu)。對(dui)於(yu)縱(zong)向(xiang)橫(heng)向(xiang)性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)的(de)鍛(duan)件(jian)，應(ying)當(dang)采(cai)用(yong)良(liang)好(hao)的(de)組(zu)合(he)鍛(duan)造(zao)工(gong)藝(yi)，單(dan)一(yi)的(de)鍛(duan)打(da)工(gong)藝(yi)難(nan)以(yi)保(bao)證(zheng)質(zhi)量(liang)。
（4）、鍛後冷卻溫度、速度控製不好，如果冷卻速度非常緩慢 ,容易發生奧氏體再結晶 ,已經被鍛造中細化的晶粒會發生異常長大造成混晶，
（5）、退火處理：應對環模毛坯的硬度加以控製，其硬度在HB170~220之間為宜，如果硬度過高，鑽孔時鑽頭易斷裂，並造成死孔，硬度過低則影響模孔的光潔度。
c、熱處理對環模質量的影響4Cr13材料采用整體淬火工藝，淬火是把金屬成材或零件加熱到相變溫度以上，保溫後，使Ｃr合物溶於組織中，以大於臨界冷卻速度的急劇冷卻， yihuodemashitizuzhiderechuligongyi。cuihuoshiweilededaomashitizuzhi，zaijinghuihuohou，shigongjianhuodelianghaodeshiyongxingneng，yichongfenfahuicailiaodeqianli。zhikonghouhuanmoyingzaizhenkongluzhongjiarecui 火。經真空熱處理的環模,能有效地保證模孔的光滑度（避免了模孔的氧化）。在圓周方向三等分處的每個部位，取不少於3點測硬度平均值，其各部位的硬度值之 差應不大於HRC4。
六、環模孔結構、壓縮比、粗糙度
常見的環模模孔主要有直孔、帶減壓孔、外錐形孔和內錐形孔等。帶減壓孔又稱釋放孔，不同的模孔形式適合不同種類的飼料原料或不同的 飼料配方。同一環模中，越程槽邊上的直孔長度L與環模中心部位的直孔長度L也都不一樣。在壓棍對壓模的壓力和阻力一樣下，越程槽邊的物料容易擠出越程槽， 而不進入模孔。所以一般在越程槽邊上兩排帶有減壓孔（或減壓孔長度M大於環模中心的模孔的M），並且第一排減壓孔長度M大於第二排，使各模孔出料量一致。
a、環模模孔各參數的作用與含義
環模壓縮比I=L/d，它是反映顆粒飼料擠壓強度的一個指標。壓縮比越大，擠出的顆粒飼料越結實。所以環模模孔d確定，飼料配方確定，即環模壓縮比I一定條件下，環模的有效厚度L=I*d就確定了。
T為環模厚度，它的最小值T1和環模受力有關，壓棍對環模的擠壓力越大，環模最小厚度T1越大。當模孔有效厚度L
外錐孔環模主要用於秸杆顆粒、木屑生物質顆粒中。模孔磨大時，模孔直徑d變大時，模孔的長度L也將變長，保證壓縮比I=L/d變化小，確保顆粒的硬度。
b、環模工作麵積、孔的排列和開孔率
（1）環模工作麵積F=π*D*E，環模製粒機的設計功率和環模工作麵積成正比，因此功率一定的製粒機，一般環模直徑D和環模有效寬度E成反比，在低產量的水產飼料製粒，為保證環模軸向出料均勻，減小環模有效寬度，則增大環模直徑D。
（2）環模模孔按等邊三角形原則排孔。環模開孔率為ψ＝0.9*(d/a)2=0.9*[d/(d+t)]2,開孔率越高，則出料多。另一方麵， 模孔間壁厚t越大，則環模強度越大，開孔率越小。對於合金鋼環模,采用表麵滲碳焠火工藝，則模孔間壁厚t等於2倍滲硬層加中間軟層，軟層越小，環模越容易 開裂，所以要選擇合適的壁厚t來保證環模強度和開孔率。從上麵的公式可以看出，一般的規律是，模孔直徑越大，環模開孔率越高。開孔率越高，出料越通暢,但模孔壁厚t減小了，環模強度減小。所以一定要根據強度確定開孔率大小，擠壓力大的草料、秸杆料、木屑等物料環模的開孔率要比飼料環模小一點，保證環模強 度，防止環模開裂。
c、粗糙度也是衡量環模質量的重要指標
在同樣的壓縮比下，粗糙度值越大，飼料擠出阻力越大，出料越困難，過大的粗糙度也影響顆粒表麵的質量。合適的粗糙度值為應在0.8～1.6之間。在合適的壓縮比下，模孔粗糙度高的新模使用時，必須用帶有研磨砂的油性料研磨30分鍾以上使用，但是采用表麵硬 化hua處chu理li的de合he金jin鋼gang環huan模mo，易yi磨mo掉diao硬ying化hua層ceng，減jian少shao環huan模mo的de使shi用yong壽shou命ming。現xian在zai環huan模mo生sheng產chan製zhi作zuo中zhong，一yi般ban在zai熱re處chu理li後hou加jia一yi精jing鉸jiao工gong序xu，增zeng加jia環huan模mo光guang潔jie度du，保bao證zheng環huan模mo一yi次ci出chu料liao。
七、環模安裝方式
目現市場上環模安裝方式主要有：螺栓聯接安裝、錐麵聯接安裝和抱箍聯接安裝。
螺(luo)栓(shuan)聯(lian)接(jie)安(an)裝(zhuang)方(fang)式(shi)簡(jian)單(dan)，環(huan)模(mo)不(bu)易(yi)傾(qing)斜(xie)，但(dan)同(tong)心(xin)度(du)不(bu)好(hao)及(ji)環(huan)模(mo)螺(luo)栓(shuan)孔(kong)和(he)空(kong)軸(zhou)傳(chuan)動(dong)輪(lun)上(shang)的(de)螺(luo)栓(shuan)孔(kong)位(wei)置(zhi)度(du)不(bu)相(xiang)配(pei)時(shi)，安(an)裝(zhuang)後(hou)可(ke)能(neng)單(dan)隻(zhi)螺(luo)栓(shuan)受(shou)力(li)時(shi)，螺(luo)栓(shuan)容(rong)易(yi)斷(duan)，選(xuan)用(yong)環(huan)模(mo)時(shi)要(yao)求(qiu)供(gong)應(ying)商(shang)保(bao)證(zheng)螺(luo)孔(kong)的(de)位(wei)置(zhi)度(du)，並(bing)且(qie)要(yao)求(qiu)用(yong)轉(zhuan)模(mo)鑽(zuan)孔(kong)。
錐zhui麵mian聯lian接jie安an裝zhuang的de環huan模mo定ding心xin性xing能neng好hao，傳chuan遞di扭niu矩ju大da，環huan模mo固gu定ding螺luo栓shuan不bu易yi剪jian斷duan，但dan使shi用yong中zhong螺luo栓shuan鬆song動dong，傳chuan動dong輪lun上shang的de錐zhui麵mian磨mo損sun後hou，必bi須xu通tong知zhi供gong應ying商shang環huan模mo上shang的de錐zhui麵mian的de大da小xiao頭tou直zhi徑jing都dou放fang大da一yi點dian，環huan模mo製zhi作zuo不bu能neng標biao準zhun化hua。
抱箍聯接安裝具有錐麵聯接的定心性能好，傳遞扭矩大等優良性能，是一種軸向錐麵聯接方式；環模使用中擠壓力大，抱箍型聯接是對環模很好的加強， 但dan整zheng體ti抱bao箍gu在zai熱re處chu理li時shi抱bao箍gu根gen部bu應ying力li大da，環huan模mo容rong易yi開kai裂lie。改gai成cheng熱re壓ya鑲xiang箍gu工gong藝yi後hou，熱re處chu理li時shi環huan模mo內nei應ying力li小xiao，熱re處chu理li後hou環huan模mo熱re壓ya加jia箍gu，環huan模mo內nei生sheng產chan預yu壓ya應ying力li，和he壓ya輥gun對dui環huan 模的擠壓應力相抵消。箍材料為碳鋼，可降低不鏽鋼材料成本。是一種較好的聯接方式。
八、環模的選用
不同廠家生產的環模其安裝方式、尺寸都不一樣。在實際使用中，用戶必須根據顆粒機廠名去選用。
碳鋼環模基本淘汰，20CrMoTi合金鋼材料價格低一點，但使用性能和使用壽命比4Cr13不鏽鋼環模差，噸料價格也比不鏽鋼高一點，特別用在魚飼料、萬壽菊顆粒、木屑顆粒、秸杆顆粒等的噸料環模價格比不鏽鋼高得多。如SZLH350顆粒機環模用在萬壽菊顆粒生產中，合金鋼環模使用壽命為 400噸，噸料環模價格為5.9元；不鏽鋼環模使用壽命約800～900噸左右，噸料環模價格為4.8～4.3元。並且不鏽鋼使用性能比合金鋼好，使用 不鏽鋼環模的製粒工一般不會再去用合金鋼環模。
同樣4Cr13材料Cr含量在12～14%之間，但使用中發現含Cr量在12%的環模使用壽命比含Cr量13.5%以上的環模壽命低25%左右。選用時須看看環模製造商坯料是不是整爐進貨及進貨質量。
關於製孔設備，手工鑽分度輸入誤差大，高減速比的分度機構也能保證分度的精度，但鑽孔速度控製不好，模孔粗糙度差；自動單頭鑽有高的分度精度、嚴格控製的鑽削速度和排屑機製，模孔質量好；雙頭或多頭自動鑽，模孔質量好，但分度精度和孔間壁厚均勻性受設備安裝精度影響大。
關於環模價格：環模價格分成坯料價格、金加工價格、製孔價格、熱處理價格、精鉸處理價格、管理費用、利潤。不同生產廠同一種材料坯料價格基本一樣，環模厚度45以下基本一樣，大孔徑環模環模厚度大於45mm要加材料費；金加工中產生的鐵屑可以抵消金加工費用；製孔費和孔多少有關，小孔徑環模模孔多，製孔費要高一點；熱處理價格按環模重量計，各廠家基本一樣；精鉸處理價格和環模上孔數有關，小孔徑環模孔多，價格高一點；管理費用，廠越大、環模做得越多，管理費用越低；對於利潤，各廠家各不一樣，有的利潤比環模成本高1-4倍，有的做的比較合理。
正zheng確que選xuan用yong合he適shi的de模mo孔kong壓ya縮suo比bi。壓ya縮suo比bi大da的de環huan模mo，其qi形xing成cheng的de顆ke粒li密mi度du大da，表biao麵mian光guang潔jie。反fan之zhi，會hui造zao成cheng產chan品pin不bu夠gou結jie實shi，外wai觀guan鬆song散san，亦yi是shi造zao成cheng產chan品pin含han粉fen率lv高gao的de原yuan因yin zhiyi。mokongdaxiaoheyasuobizhuyaogenjuyonghupeifanghesiliaopinzhonglaijuedingde，duiyuhuanmoyasuobidexuanyong，youyugejiapeifangbuyiyang，caiyongdeyuanliaogeyi，tongshizhiligongyiyebutong，jutiheshi 的壓縮比還要靠各個飼料生產廠家在生產中摸索得到，這裏隻能根據以往的經驗給出一個大致的範圍。一般來說，畜禽類飼料宜選用8～13之間的壓縮比；魚類飼 料宜選用11～16之間的壓縮比；蝦類飼料宜選用16～25之間的壓縮比；熱敏感類飼料宜選用7～9之間的壓縮比；牧草和秸稈類飼料宜選用5～7之間的壓 縮比。使用一隻環模後，飼料生產者也可根據飼料的外感來調整下一隻環模的孔徑、壓縮比。
九、環模的使用和環模的保養正確地調整環模和壓輥之間的工作間隙是環模使用的關鍵。一般來說，環模與壓輥之間的間隙在0.1～0.3mm之間為宜（新製粒機開機後壓棍在環模帶動下“似轉非轉”狀態）。間隙過大則由於環模和壓輥之間的擠壓力不足以克服物料通過模孔的摩擦力而造成塞機。間隙過小則容易損傷環模及壓輥。通常情況 下xia，新xin壓ya輥gun和he新xin環huan模mo相xiang配pei宜yi采cai用yong稍shao大da的de間jian隙xi，舊jiu壓ya輥gun和he舊jiu環huan模mo相xiang配pei宜yi采cai用yong較jiao小xiao的de間jian隙xi，大da孔kong徑jing的de環huan模mo宜yi選xuan用yong稍shao大da的de間jian隙xi，小xiao孔kong徑jing的de環huan模mo宜yi選xuan用yong稍shao小xiao的de間jian隙xi，容rong易yi製zhi粒li 的de物wu料liao宜yi取qu大da間jian隙xi，難nan以yi製zhi粒li的de物wu料liao宜yi取qu小xiao間jian隙xi。對dui於yu操cao作zuo者zhe來lai說shuo，要yao有you實shi際ji的de操cao作zuo經jing驗yan，對dui環huan模mo間jian隙xi能neng夠gou熟shu練lian地di進jin行xing選xuan擇ze和he調tiao整zheng。這zhe一yi調tiao整zheng工gong作zuo是shi比bi較jiao難nan以yi掌zhang握wo 的，它需要靠製粒工通過長期的生產實踐和認真探索才能熟練掌握。
一隻環模可配3-4付壓棍殼使用，一般要求新環模要配新壓棍使用。壓輥跟環模配合前鬆後緊(因為環模前壓輥的料層比後壓輥的料層厚)。並要求供 應商提供精鉸處理後的環模，保證新環模一次性出料，而不需要新購環模在開機前需要用油料進行“洗模”(油料中攙入20%～50%的細砂進行研磨後)，以去 除模孔中的毛刺。洗模對模孔硬化層有磨損，影響環模使用壽命。
dangyagunshiyongyiduanshijianhou，huichuxianaotubupingdexianxiang，bidinghuiyingxiangtayuhuanmodepeihejingdu。yinggaiyongshoushalunji，bayagundetuyuanbufenmoping，yibianyuyagunhehuanmodelianghaopeihe。
原料進顆粒機前必須經過初清和磁選處理，減少鐵質壓入模孔。並要定期查看模孔，看有無堵模現象。及時衝出或鑽出被堵模孔。
一個環模使用效果好與壞，除本身工藝質量決定外，要發揮其最大的生產效率，絕對離不開環模的維護保養。
a、日常維護中當需要更換環模時，應以非腐蝕性油料將原來的飼料擠出，以便再次使用時出料順暢，並能防止模孔腐蝕。
b、在生產過程中，一個環模必然會有堵塞、磨損、環模導料錐孔發生塑性變形成縮口。這樣的環模，如果不進行必要的維護保養，勢必造成產量下降， 能耗增大，甚至壓不出料，出現堵機現象。因此，有上述現象發生時，有必要對環模進行一係列的維護保養工作：鑽模(把塞有鐵料或已塞死的模孔鑽透)，磨模，修複導料錐孔等。修複時應注意環模工作內表麵 最低處應高於越程槽底部2mm，並且修複後仍有壓輥偏心軸調節餘量，否則環模就應該報廢。
環模是顆粒機的心髒部件，認識環模的設計性能，正確的選用、合理的使用和有效的保養，充分發揮製粒機及其環模的性能，從而降低噸料成本，提高生產能力和顆粒質量，為整體提高生產線產量、創造更多的經濟效益作貢獻。
