三体摩擦磨损试验机的三维设计与性能分析(2)
3 制粒三体摩擦磨损试验机的关键零部件有限元分析 23
3.1 环模架有限元分析23
3.2 分析结果25
结论 26
致谢 27
参考文献28
1 引言
三体摩擦磨损，即磨料磨损，由物体表面与硬质颗粒相互摩擦导致表面材料受损。制粒即通过各种机械作用，将细小的颗粒模压结合成大颗粒。其中的细小颗粒会对模具产生三体摩擦磨损。通过研究制粒机的原理和结构，结合国内外文献资料来设计研究制粒三体摩擦磨损试验机。
本课题通过对制粒机的结构研究，设计出制粒三体摩擦磨损试验机，使其在满足正常工况的情形下，更便于试验研究。通过在本科阶段学习到的知识结合查询的资料，完成设计的制粒三体摩擦磨损试验机，绘制其工程图和三文结构图，并对试验机的关键零部件进行有限元分析。
1.1 制粒的原理
制粒就是通过环形模具与压辊之间的配合来生产颗粒，如图1.1所示。
它的基本原理是：将调质过的物料送到制粒室，使其在环模和压辊之间形成一层物料层，通过电动机的动力驱动环模转动，压辊通过挤压物料层从而受到摩擦力的影响，摩擦力就带动压辊转动，由此，物料层受到压辊给予它的压制力进入环模孔，如图1.2所示；当压制力满足要求时，物料就会克服模孔内颗粒与内壁之间的摩擦力，通过挤压的作用力进入环模内；由于环模在不停的旋转，物料将会不断地被压入环模孔中，最终从环模孔的末端被挤压出；最后，通过切断刀的切断，我们就可以得到颗粒形状的已成形颗粒[1]。其中，物料层与压辊和环模之间形成的机械作用就是我们所需要研究的三体摩擦磨损（磨料磨损），其物料与环模压辊装置可以看做是三体摩擦磨损试验装置。通过研究制粒的原理和制粒机的结构，我们不仅可以深入理解三体摩擦磨损，还能够设计出制粒三体摩擦磨损试验机。
1.2 制粒机的结构
制粒机主要是由五大部分组成的：喂料器、调质器、制粒器、速度调节机构以及润滑系统[2]。其具体的结构如图1.3所示；
其中制粒器，也可以说是环模和压辊结构，是与制成的颗粒状产品相关的装置，是制粒机的重要部件之一[3]。它也是所需设计的制粒三体摩擦磨损试验机的关键装置之一，影响着三体摩擦磨损实验的结果，其本身就是影响三体摩擦磨损的因素，需要我们重点设计。