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如何解決旋轉块状器頻繁失效?

時間:2017-11-13 點擊次數:1026
引起旋轉块状器失效的因素一般有二點,一是磨粒磨損,二是疲勞破壞。要從根本上避免旋轉块状器的失效問題是不切實際的,隻有改善環模製造、生產及使用條件,從而延長環模的使用壽命,節約成本。

磨粒磨損原因很多,分為正常磨損、不正常磨損。正常磨損原因主要有物料的配方、粉碎粒度、粉料的調質質量等。正常磨損情況下環模出現軸向均勻磨損,導致環模模孔變大,壁厚變薄。不正常磨損主要原因:壓輥調得太緊,與環模間隙小,互相磨損;撒料器角度不好,導致分配物料不均勻而部分先磨損;模內掉進金屬而磨損。這種情況下,環模多出現不規則磨損,多為腰鼓形。

原料粒度:原料粉碎細度要適中均勻,因為原料粉碎細度決定著飼料組成的表麵積,粒度越細,表麵積越大,物料吸收蒸汽中水分越快,有利於進行調質與块状成形。原料粒度過粗,會增加壓模的磨損,並造成生產率下降,能耗增大。一般要求原料粉碎後要能全部通過8目篩麵,25目篩上物不得大於35% 。對粗纖維含量高的物料,添加一定量的油脂,在製粒過程中,可以減少物料與環模之間的摩擦力,有利於物料通過環模,且成形後块状外觀較光滑。

原料含雜情況:物料中含砂及鐵雜質過多,會加快壓模的磨損,所以,原料清雜工作十分重要。目前,大多數飼料廠對清除原料中鐵雜質較為重視,因鐵質物質對壓模、壓輥乃至設備會造成強烈的破壞。而對砂石類雜質的清除卻不重視。這一點應引起製粒器用戶的注意。

蒸汽的添加:對物料添加蒸汽,可軟化物料,使物料中含油細胞組織分裂,並使油分呈遊離狀態,在製粒過程中起潤滑作用,從而減輕物料對壓模的磨損作用,並提高製粒器的產量。一般添加蒸汽的壓力應在0.2~0.4MPa之間,壓力高低隨壓製物料物種而變化,蛋白質含量較高的物料,使用蒸汽壓力應稍低一些,含纖維較多的物料,使用蒸汽壓力可稍高一些。添加蒸汽應使物料含水率達16% ~17% ,物料調質後的溫度在78~87度C時zui佳。

撒料器安裝角度:撒料器安裝角度不正確,會導致環模與壓輥間的物料分布不均勻。因此,進入擠壓時,環模與壓輥的擠壓應力和摩擦力沿軸向出現非均勻現象,zui終導致環模與壓輥磨損呈不均勻分布。

疲勞破壞

旋轉块状器環模為一多孔環形零件,工作條件惡劣,在使用過程中長期承受壓輥的擠壓力和物料的摩擦力,使之產生彎曲應力和接觸壓應力。但這些應力不是影響環模壽命的因素,其主要失效形式還是來自疲勞破壞。黃傳海在“块状飼料壓製器環模強度探討”中,對製粒器工作過程中環模的受力情況進行了分析,認為環模在製粒過程中受到交變的作用,其交變應力循環特性為:

這表明其交變應力是非對稱循環的,環模通常發生疲勞破壞。這與環模在實際使用中所產生失效結果相吻合。在此基礎上,提出適當增大環模寬度、厚度及內徑,可提高環模的抗彎能力和生產率。同時增大內徑和有效擠壓長度,可明顯降低環模的接觸壓應力。

為有效改善環模的受力條件,除改變環模外形尺寸,還可以采取選用合適材質和熱處理技術,以及設計環模表麵開孔率等途徑。

環模通常由碳(合金)鋼或不鏽鋼材料經鍛壓、切削、鑽孔、熱處理等工序製成。環模鑽孔時,應采用多孔槍鑽加工,以保證各孔質量。熱處理時,應采用真空淬火設備,可避免在普通設備中經常出現的表麵氧化的脫炭,從而獲得更高的硬度。

環模表麵開孔率直接影響製粒器的產量和環模強度。開孔率大,製粒器產量高,環模強度低;反之,環模強度提高,製粒器產量降低。由於選材及環模尺寸的差異,要得到恰當的環模模孔開孔率數值,以更好地協調它的產量及使用壽命,目前還有較大的困難。對於模孔直徑為2~12mm的環模,其模孔開孔率一般應選定在20% ~30%之間。模孔越小,開孔率取值越小,反之,開孔率取值越大。製造廠可根據所選環模材料、環模外形結構與尺寸,采取逐次迫近試驗方法,確定環模開孔率的大小,保證環模有足夠的強度,以防止其承載時破裂而縮短使用壽命。

在設計旋轉块状器環模外形結構時,應盡量減少環模外表麵沿徑向分布的溝槽數量,並減小其深度。因為沿徑向分布的溝糟是zui容易產生應力集中的部位。在長期交變應力作用下,首先易在此部位產生微裂紋,繼而逐步擴大,zui終造成環模斷裂。
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