环模制粒原理.pptVIP

图11 挤压区内压应力、物料密度与物料流动性的关系 若物料内部压应力σ11大，则物料密度增加， 从图11可看出物料密度提高有一个允许值，密度过 高，流动性低，颗粒硬度高，生产率下降。若物料 内部压应力σ 11 低，则物料密度降低，密度过低则 不易成型。一般挤压区的压应力σ 11 为1.5MPa～ 2.0MPa(有资料报导可达6.0MPa)，大颗粒和压缩性较 好的取低值，小颗粒和压缩性较差的取高值。为了 得到最佳的压应力σ 11 ，须合理选择ρ1、ρ2、f孔、 fR、fΓ和h等各类参数，才能获得较高的生产率。 (7)、压模直径(2R)和挤压区压应力σ 11 的关系 R为压模之内半径，物料因压模旋转产生的压应力为σ1R?x=mRω2，物料的压应力σ1p=σ 11 ＋σ 1R?x ，若压模半径R增大，为保持原有的挤压应力，压模转速应有所下降。如压模半径R增大，压模转速不变，则挤压应力便增加，显然颗粒机的生产能力将增加。但要考虑压模的最佳的线速，压模转速增加不宜过高。压模内径线速取6m/s～8m/s左右，压模孔径大取小值，压模孔径小取大值，最大不超过10m/s。 (8)、压模转速和物料压出速度的关系： 从式(18) 随压模和压辊的挤压应力σ1p增加，物料压出速度将提高，颗粒机产量亦就提高，即压模转速增加。由于压出的功率消耗按A=f(mv2/2)式的关系，压出的功率消耗与压出速度成平方的关系，说明功率消耗与压模转速亦成平方的关系。所以，在达到相同产量时，压模尽量采用低速，同时压模低速比压模高速颗粒质量好(表面光滑和颗粒密读均匀)。所以，只有在生产小颗粒时，才采用高转速的压模，以获得所需的生产能力。 物料在压模模孔内的平均压出速度V，经试验得3.0m/min～7.7m/min。压模孔径大取大值，压模孔径小取小值。 其计算公式为： V=Q/15γZM r2πi ………………………(19) Q为挤压区的物料量 M挤压区内的压模孔数(即出粒孔数) Z压辊数 r为压模孔孔径 γ物料在松散状态下密度 i物料压缩比，松散状态密度与压到所需密度之 比，一般在0.2～0.8 (9)、颗粒机的生产能力和压模工作转速的确定 颗粒机的生产能力可为下式所示： Q=30 Zπbnγ(M－1)(1－COSθ) Q为颗粒机产量 Z压辊数 b压模的有效宽度 n压模的转速 M压模和压辊直径之比 θ为物料的挤压角 压模工作转速： n=Q/30 Zπbγ(M－1)(1－COSθ)………(20) 从式(20)可知压模工作转速与压模直径成反比，一般取200r/min～400r/min，压模直径大取小值，压模直径小取大值。 四、颗粒机在使用、制造中的有关问题 1、当压模使用过后，再次使用，可能难以出料，主要有以下因素： (1)、物料在正常挤压时，物料在蒸汽作用和水、温度共同作用下，使物料软化，物料和压模的摩擦系数下降。当停机后再使用，原物料水分和温度降低，物料就硬化，物料和压模的摩擦系数增加。 压模起动时为克服的是静摩擦，而正常挤压时克服的是动摩擦。所以，当压模停机后再使用，较难压出颗粒或不能压出颗粒。为在停机前在物料中加入含油物料来降低起动的静摩擦系数，因静摩擦系数一般是动摩擦系数的1.4倍，降低摩擦系数，就确保了压模易于起动。 2、在挤压过程中压模和压辊与物料间的压应力急聚增加，当压力达到很高的情况下，在物料内混入的金属粉末与压模能产生粘附现象(可称为模瘤)。在颗粒机使用一定使后，压模和压辊的表面可以看到压模和压辊表面的光洁度变差，挤压温度将进一步上升，使其模瘤更易生成，使物料与压模和压辊摩擦系数剧增，从而影响颗粒机的生产能率。所以，颗粒机进口应设置性能良好的除铁装置，同时压模孔的光洁度不低于0.8，使压模不易生成模瘤。 3、压模挤压后的剩余侧压力对颗粒机挤压 性能的影响： 若压模材料刚度大，在压模工作时模孔变 形量较小，剩余侧压力P剩亦小，剩余侧压力 P剩是解除压力后侧压力的剩余值。 为了便于计算和分析，现作如下简化并计 算：设每个压模孔均为厚壁圆筒体，见图12 图12 压模模孔 的结构图 图中圆筒内外半径分别为， r孔和R孔 压模孔内物料侧压力的作用下，使压模产生的应力，根据材料力学按下式计算压模孔内径向应力σr和切向应力στ： 径向应力σr={P侧/(R2孔－r2孔)}(1－R2孔/ r2 孔)…………………(21) 切向应力στ={P侧r2孔/(