SKJ550型平模颗粒机设计原理

2021-02-26 12:09

平模木屑颗粒机SKJ550型是平模木屑颗粒机中性价比最高的一款中小型厂家比较实用的设备。其结构简单,便于维修,耐用性强,是经济性比较强的一款设备。
1、SKJ550型平模颗粒机结构及工作原理   结构:SKJ550型平模颗粒机主要由制粒机构、传动机构和润滑系统等组成。   制粒机构主要由压辊、平模、切刀、出料盘、锁紧螺母、压盖、大螺母等组成。其中锁紧螺母、压盖和大螺母用来调整平模和压辊之间的间隙。传动机构主要由电机、联轴器、小锥齿轮、大锥齿轮、轴套、主轴、固定底座等组成。润滑系统主要由电泵、减速箱箱体等组成。   工作原理:SKJ550型颗粒机的磨具位置固定,压辊随辊轴的转动而公转的同时自转;在平模和压辊的强烈挤压作用下,物料被逐渐压实,被挤入平模模孔中,并在模孔中不断受到后挤人物料的压力,进而穿出模孔,挤出成型。被挤出模孔的成型物料由切刀切割成一定长度的颗粒,最后从出料盘甩出。更换不同孔径的平模,可压制不同直径的成型物料。针对不同物料,可以通过调节压辊与平模之间的间隙,从而调整挤压力的大小。
平模颗粒机无需配备加热装置,靠工作过程中挤压、摩擦产生的热能使物料温度升高,软化,进而形成符合要求的成型物料。
SKJ550平模颗粒机设计生产颗粒长度20~60mm,颗粒直径φ2~φ10,生产率0.6~0.8t/h,配套动力55kW,整机质量1.6t。   实验发现,当原料含水率为16%,出料颗粒φ6 mm,长50 mm时,该机与同类型代表性产品比较SKJ3-350A型平模颗粒机、SKJ420型平模颗粒机),其吨料电耗分别是55 kW·h/t、62kW·h/t .65kW - h/t,明显提高了能量转化和利用效率,具有节能高效的优点。   2、关键零部件的设计   平模颗粒机的关键零部件有平模、压辊、传动机构以及润滑系统。 平模颗粒机采用合金钢环模具
2.1平模的设计   平模直径550 mm,厚度25mm。常见的模孔主要有直形孔、阶梯形孔、外锥形孔和内锥形孔等,SKJ550型平模颗粒机选用直形孔结构。模孔压缩比是指模孔的有效长度和模孔的最小直径的比值,它是反映颗粒挤压强度的一个指标。压缩比越大,挤出的颗粒越结实。该机型设计的颗粒直径为8mm,选用压缩比为5。   平模开孔率是指平模模孔总面积和平模有效总面积的比值,在考虑平模有足够强度的条件下,尽量提高开孔率,平模表面上的开孔率为20%~30%,一般按等边三角形布孔。   在设计时,将平模设计成对称结构,一面磨损,反装后另一面也可以工作,可有效降低平模的维护成本。   作为颗粒机的核心原件,市场上销售的平模,最常见的问题就是破裂、颗粒产量低、出粉率高、寿命短。国内常用材料多为普通碳钢与合金钢,普通碳钢质量较差,合金钢中以40Cr较为常见。但是,40Cr作为优质合金钢,无论从机械性能还是热处理后的硬度层上,都无法保证平模在高温挤压的过程中的耐磨度,因此,本机的平模材料选用42CrMo超高强度钢,该材料强度和韧性都很好,热处理后硬度层深度可以达到2mm.硬度为HRC54~HRC56,具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。该平模盘生产木屑颗粒时,单面使用寿命介于500~600h之间,比一般材料平模使用寿命提高一倍。极大地提高了生产效率,同时降低了使用和维护成本。   2.2压辊的总体设计   压辊是主要易损件,其寿命长短直接影响到颗粒物料的质量和生产成本,因此,合理设计并提高压辊的使用寿命有重要意义。   颗粒机在造粒过程中,要求压辊与平模之间保持一定的间隙,一方面使物料进入模孔,一方面避免压辊与平模直接接触。该间隙随物料类型不同而变化,一般在0.15mm左右。本设计选择直辊压辊,材料为20CrMnTi,表面渗碳,硬度HRC52~HRC54;辊轴材料40Cr,调质处理,表面硬度为HB320。目前市场上常用压辊材料是20Cr,还有27SiMn或Cr12MoV等。与以上材料相比,20CrMnTi渗透性好,经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部,具有较高的冲击韧性,可承受中或重载荷及冲击摩擦,可提高压辊使用寿命一倍以上。   为使机器产能达到设计要求,通过理论计算确定压辊直径为210mm,压辊数量为2个。平模旋转一周,物料受到2次挤压作用,提高了对物料的挤压力,同时增加成品压实度和生产效率。   2.3传动机构的设计   SKJ550平模颗粒机是动模式造粒,平模转动。压辊位置不变,只围绕辊轴自转。   动力通过电机和联轴器传递给锥齿轮换向减速器,减速后的动力传递给套在主轴外面的轴套,轴套带动平模转动。主轴不转,主轴一端通过固定底座固定,另一端和辊轴连接,从而实现压辊的位置固定,压辊只随辊轴白转。   传动机构中,电机选用4级电机,转速1500r/min,锥齿轮减速比18,轴套转速83r/min。   3、SKJ550平模颗粒机的三维建模和装配   利用SolidWorks软件创建颗粒机各零部件模型,并装配成整机。利用软件模块检验各零部件的尺寸、强度等设计参数,并进行运动算例以检验整机装配情况。根据得到的参数,修改完善相对应零部件的设计参数。   4、结论   平模颗粒机非常适用于粗纤维、大压力的干法造粒,对物料水分要求不高。   (1)SKJ550型平模颗粒机采用动模式挤压造粒原理与市场上代表性平模颗粒机相比,降低了吨料电耗,提高了生产效率;   (2)压辊和平模是易损件,二者材料和热处理工艺的合理选择及平模两个端面的对称设计,有效提高了压辊和平模的使用寿命。   (3)减速箱润滑油体外循环的设计,既减少了润滑油使用量,提高了润滑效果,还有效降低了润滑油温升。   (4)利用SolidWorks软件进行辅助设计,建立三维模型并装配整机进行分析,降低了设计成本,提高了设计的可靠性。

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