木屑颗粒机转速与产量有关系吗

木屑颗粒机转速与产量真的没有关系，你还在被不懂设备的木屑颗粒机销售员忽悠吗？你还在被乱搞设备的不专业厂家忽悠吗？增加压棍的数量？增加木屑颗粒机的转速？增大压棍的直径？等等销售宣传的手段真的就合理吗？今天济南冠贝机械工程师为你详细讲解木屑颗粒机的设计原理你就懂得，该考虑的因此我们当初在设计的时候就已经考虑到了，不要成为无德商家实验设备的炮灰。

1.木屑颗粒机成形过程分析

木屑颗粒机的工作过程如下：压棍在电机驱动下以一定的转速顺时针旋转，木屑进入环模与压辊间的工作区 （如图1），压辊借助工作区内环模与物料、压辊与物料间的摩擦力作用开始顺时针旋转。随着环模与压辊的旋转，摄入的物料被挤压、压紧，当挤压力增大到足以克服模孔内物料与内壁的摩 擦力时，物料就被挤压进模孔。随模辊不断旋转，环模孔内的物料连续挤出，经切刀切断，形成圆柱状颗粒料，济南冠贝机械专业生产木屑颗粒机。木屑颗粒机

颗粒机制粒图

根据物料在挤压过程中的不同状态将物料划分为3个区，即供料区、变形压紧区和挤压成形。

1)供料区：物料在环模、压辊摩擦力及离心力的影响下随压辊旋转方向运动，此时物料密度比较小。

2)变形压紧区：随着压辊的旋转，物料进入压紧区，由于模、辊空间的减小，粉粒体间空隙逐步减小，粉粒体之间接触表面积增大，物料逐渐被压实，物料产生不可逆的变形，密度逐渐增加。

3)挤压成形区：在挤压区内，模辊间隙急剧减小，挤压力急剧增大，物料密度进一步增大，并在压力作用下进入模孔，直至从孔中挤出。

2、木屑颗粒机挤压过程力学模型

如图2所示，物料在挤压区与变形压紧区受力是不同的，下面分别分析。

颗粒机环模受力图

挤压区压强与模孔压强相关。模孔距出口任意位置处的挤压压强Px的计算表达式如下（如图3所示）

颗粒机环模受力图

设模孔长度为L (mm)，则挤压区内环模内表面（进料口）各位置处受到的压力都应该与物料在长度为L的模孔内运动时必须克服的摩擦阻力相等，所以挤压区内环模内表面不同位置的压强基本相等，均可以x=L代入式(1)计算，这样挤压区内环模内表面挤压压强可表示为

颗粒机环模挤压轻度示意图

颗粒机环模挤压轻度示意图

挤压区内，物料的压强应足够大，可推动环模孔内的物料向下运动；而在变形压紧区，物料的压强逐步增加，还不足以克服物料与模孔的摩擦阻力，其中靠近挤压区 的位置其压强与挤压区基本相同，而靠近供料区的位置其压强接近于0。设变形压紧区内压强呈线性变化，则环模内表面的受力状态示意图如图4。

颗粒机颗粒机详细叙述

2)摩擦系数的影响

结构参数取值同前，计算泊松比为0,3，摩擦系数从

0.1到0.6变化时相对扭矩的变化情况，计算结果如图6。

颗粒机

从图5、图6可以看出，随物料泊松比的增加以及摩擦系数的增加，扭矩均呈现出指数曲线增加趋势。计算数据表明，当泊松比由0.1增加到0.6时，扭矩增加 了96倍，而当摩擦系数由O.l增加到0.6时，扭矩增加了3 000多倍，可见摩擦系数对扭矩的影响更明显。以上分析表明物料特性对制粒能耗的影响很大。

3.2木屑颗粒机结构参数的影响

1)模孔长径比的影响

计算环模孔径长度从36到67.5 mm之间变化（长径比由8到15之间变化）时的扭矩变化情况，其他参数取值同3.1。计算结果如图7。

颗粒机

从计算结果可以看出，随模孔长度的增加，扭矩增加并不呈现出线性关系，而是呈现出指数曲线增长趋势，所以在设计颗粒机时必须根据其应用场合分析其扭矩及能 耗，进而配置合适的电机；同时，在满足质量的前提下应尽可能缩短模孔长度以降低长径比，从而减小扭矩、降低能耗。

2)木屑颗粒机压辊直径的影响

环模直径一定(350 mm)，物料挤压高度相同（以7 mm为例）时，不同压辊直径(140，145，150，155，160，165 mm)下的相对扭矩计算结果如图8。

颗粒机

环模直径一定（350 mm），不同压辊直径下(140，145，150，155，I60，165 mm)的最产量及最扭矩计算结果如图9。

颗粒机

从图8可以看出，当环模直径一定，且产量（挤压高度）相同的情况下，增大压辊直径反而会增加扭矩，最终增加能耗。

而图9计算结果表明，当环模直径一定时，随压辊直径增加，其最产量将增加，但对应的最扭矩也将增加，扭矩增加的幅度高于产量增加的幅度，所以能耗会有 所提高，但提高的幅度较小，所以从提高产量的角度讲增大压辊直径是有利的。当然，以上分析是建立在电机功率足够的基础上。加工某种物料时，如果在现有压辊 直径条件下电机已经满载，则增大压辊直径反而会降低产量；如果此时物料挤压高度未达到最值，则减小压辊直径会更加有利，可以在保证产量的前提下降低能 耗。

颗粒机

3)环模、压辊同比变化时的影响

计算环模直径与压辊直径同比变化时最产量及最扭矩。压辊与环模直径取值如表2，计算结果如图10。

从计算结果可以明显看出，当环模、压辊直径同时增大时，最产量增加很快，最扭矩虽然也在增长，但是增加的幅度很小。可见，采用大尺寸的环模颗粒机不仅可以提高产量，同时还可以降低能耗。

4、结论

本文对环模系统的受力状况进行了研究，建立了环模扭矩力学模型，以建立的模型为基础进行了分析计算，主要结论如下：

1)物料特性对制粒能耗的影响很大。随物料泊松比增加及摩擦系数增加，木屑颗粒机主轴扭矩呈指数曲线增加趋势。

2)随模孔长度增加（压缩比增加），环模扭矩也呈指数曲线增加趋势，从降低能耗角度出发，在保证质量的前提下，应尽可能缩短模孔长度（压缩比）。

3)在环模直径一定时，增大压辊直径反而会增加扭矩，增加能耗。但当电机功率足够时，随压辊直径增加，最产量也在增加，且产量增加的幅度与扭矩增加的幅 度差异不大，所以从提高产量角度出发可以选取较大的压辊；而在电机已经满载的情况下，则减小压辊直径会更加有利，可以在保证产量的前提下降低能耗。

4)环模、压辊直径同时增大时，能耗增加的幅度远小于产量增加的幅度，所以采用大尺寸的木屑颗粒机是非常有利的，不仅可以提高产量，同时还可以降低能耗。

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