基于多孔装置的颗粒挤压试验研究 优先出版.pdf

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1、基于多孔装置的颗粒挤压试验研究———蒋清海武凯孙宇等基于多孔装置的颗粒挤压试验研究蒋清海武凯孙宇杨栋南京理工大学机械工程学院，南京，２１００９４摘要：对粉体挤压制粒过程的模拟条件进行讨论，分析单孔挤压装置的不足，设计了一套多孔挤压试验装置用于模拟环模制粒过程。通过分析挤压力曲线变化规律，对制粒成形机理做出了合理解释。试验研究了长径比Ｌ、含水率Ｗ和模具温度θ对挤压力Ｆ的影响规律，建立了相应的数学模型，通过生产对比试验验证了多孔挤压试验装置的有效性。关键词：多孔装置；制粒；挤压力；试验中图分类号：Ｓ８１６．３２；ＴＨ６ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ

2、．１００４．－１３２Ｘ．２０１７．０８．００７ＧｒａｎｕｌａｒＥｘｔｒｕｓｉｏｎＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｅｓＢａｓｅｄｏｎＭｕｌｔｉ－ｈｏｌｅＤｅｖｉｃｅｓＪＩＡＮＧＱｉｎｇｈａｉＷＵＫａｉＳＵＮＹｕＹＡＮＧＤｏｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ，２１００９４Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｎａｌｙｓｅｓｏｆｐｅｌｌｅｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｒｏｔａｔｅｄｒｏｌｌｆｏｒｍｉｎｇ，ｄｅｍａｎｄｓｏ

3、ｆｓｉｍｕｌａ－ｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｓｉｎｇｌｅｐｅｌｌｅｔｕｎｉｔｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｍｕｌｔｉ－ｈｏｌｅｄｅ－ｖｉｃｅｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｇｒａｎｕｌａｒｅｘｔｒｕｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ａｎｄａｓｅｒｉｅｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．ＣｈａｎｇｅｒｕｌｅｓｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓｉｎｇｆｏｒｃｅｓＦｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｆｏｒｍｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｇｒａｎｕｌａｒｅｘｔｒｕ－ｓｉｏｎｗａｓｄｉｓｃｕ

4、ｓｓｅｄ．ＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｓｆｏｒｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｍｏｎｇｃｏｍｐｒｅｓｓｉｎｇｆｏｒｃｅｓＦａｎｄｓｏｍｅｂａｓｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈａｓｌｅｎｇｔｈ－ｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏｓＬ，ｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｓＷａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓθｗｅｒｅｅｓ－ｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｓｔｓｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌ．Ａｍｕｌｔｉ－ｈｏｌｅｄｅｖｉｃｅｗａｓｐｒｏｖｅｄｔｏｂｅｐｒａｃｔｉｃａｌｉｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅｒｅ

5、ｓｕｌｔｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｓｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ－ｈｏｌｅｄｅｖｉｃｅ；ｇｒａｎｕｌａｔｉｏｎ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｎｇｆｏｒｃｅ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ０引言在以下问题：①忽略了模孔倒角的影响；②仅考虑环模制粒技术在可再生生物质能源和饲料工一个模孔内的压制成形过程，忽略了开孔率的影业等领域都有十分广泛的应用，具有产量高、质量响；③由压杆直接在模孔内进行闭式压缩至指定稳定、产品便于储存和运输等优点。国内外学者压力后再挤出的，而实际制粒过程是挤压力与模［１－２］［３－４］孔内阻力达到相互平衡的过程，二者的加载方式在环模制粒技术的

6、成形机理、力学特性、核［５－６］明显不同。此外，ＭＩＳＬＪＥＮＯＶＩＣ等［１１］的研究也心部件（环模与压辊）的磨损机理以及工艺参［７］指出，环模制粒与单孔制粒的纤维朝向有明显的数等方面开展了大量的研究工作，并取得了一定的成果。目前，研究挤压制粒过程的方法主要差异，且环模制粒的颗粒质量要明显优于单孔制有整机试验和单孔挤压试验两种。整机试验能充粒的颗粒质量。分还原制粒生产过程，具有较高的可信度，但存在为此，本文设计了一套多孔挤压试验装置来试验成本高、试验过程复杂等问题；单孔挤压试验模拟不同原料和成形条件下的挤压制粒过程，为装置既能反映物料在模孔内受压并

7、挤出的核心过环模制粒过程的工艺参数优化和节能降耗研究提程，又能有效降低试验成本和试验难度，因此被众供试验参考。［８］多学者采用。吴劲锋等利用单孔挤压装置研究１试验装置需求分析与设计了苜蓿草的成形密度与挤压力之间的关系；周晓［９］杰等研究了压缩条件对径向力的影响规律；１．１环模制粒成形原理［１０］ＡＤＡＰＡ等利用单孔装置建立了苜蓿草的能环模在电机驱动下带动物料，进而带动压辊耗、硬度与耐久性模型。单孔挤压试验与环模制同向旋转。物料在模辊的作用下被带入模辊工作粒过程仍有许多区别，在模拟环模制粒过程中存间隙，依次经过供料区、变形压紧区和挤压成形区。随着模辊

8、间隙的减小，粉体密度和环模内壁收稿日期：２０１７－０１－０６上的挤压力逐渐增大。当挤压力大于模孔内的阻基金项目：江苏省产学