複合式預應力環模的製作方法

2023-09-13 05:10:45

專利名稱：複合式預應力環模的製作方法
技術領域：
本發明用於顆粒飼料壓製機(簡稱制粒機)的環模，特別是提高環模抵抗斷裂的能力。
在飼料工業中，使粉狀飼料成為顆粒飼料是由制粒機的環模和壓輥來完成的，粉狀飼料在水和熱的作用下，通過壓輥的擠壓從環模的模孔中擠出成形。環模長期在交變循環應力狀態和溼熱環境條件下工作，因此，環模需要有足夠的強度和韌性，又要有足夠的硬度和耐磨性。
目前，國內外製造的環模，基本上是抱箍式和螺栓式連接二種類型，其結構材料為整體單一式的，並且具有相同的機械性能，實際上環模每部份的工作要求是不同的，排列成網狀的模孔部份，以足夠的硬度和耐磨性為主，其它部份則以強度和韌性為主，對於金屬材料而言，淬火熱處理硬度越高，其韌性和塑性就越低，受動載荷的安全度越小；反之，淬火熱處理硬度低些，強度低些，塑性、韌性指標相應高些，受動載荷和抵抗斷裂的安全度就大些；因此，對於環模而言，由於鋼材機械性能的特殊性，通常做法1、為防止斷裂，適當降低硬度，提高塑性和韌性；2、為提高使用壽命，提高淬火硬度，也適當增加環模的截面厚度；因為環模的製造材料，通常用比較優質的合金鋼或不鏽鋼，製造成本高，作為整體單一式材料結構，難以做到物盡其材。
本發明的目的是要提供一種複合式預應力環模，它使淬硬部份受到一種預壓應力，以抵銷環模工作時壓輥對它施加的部份或全部的拉應力，降低環模工作時的總應力水平，製造時可進一步提高環模工作部份的硬度和耐磨性，提高環模抵抗斷裂的安全度，儘可能做到物盡其材。
本發明的目的是這樣實現的根據材料力學胡克定理，鋼鐵材料在彈性範圍內，材料的應力σ與應變ε成線性關係，利用材料的這個特性，σ＝Eε(E為材料的彈性模量)，在環橫的淬硬部的外柱面上，安裝上緊配的箍，並且將箍的內徑dk＜環模淬硬部外柱面裝配處的外徑Dm，使箍受到預拉應力，根據牛頓力學定理，環模淬硬部相應受到預壓應力；預應力的設計計算由以下公式導出設材料的伸長為+腳標「k」代表箍材料的縮短為-腳標「m」代表環模淬硬部L為周長F為力ΔL為L的伸長量 σ為截面應力D為外直徑 E為材料彈性模量d為內直徑 [σ6]為材料許容屈服強度ε為線應變 K為材料動載安全係數S為截面積k=LkLk=(Dm-dk)dk=Dm-dkdk]]>m=LmLm=(Dml-Dm)Dm=Dml-DmDm----DmlDm]]>Fk＝Ek(εk+εm)Sk……(1)Fm＝EmεmSm……(2)∑F＝0Fk+Fm＝0Fk＝-Fm……(3)將(1)(2)代入(3)式得Ek(εk+εm)Sk＝-EmεmSm……(4)EkεkSk+EkεmSk＝-EmεmSmm=-EkkSkEmSm+EkSk---(5)]]>k=FkSk=Ek(k+m)]]>將(5)代入此式得k=Ek(k-EkkSkEmSm+EkSk)]]>k=EkkEmSmEmSm+EkSk]]>並使kσk≤[σ6]kK＞1同理m=FmSm=Emm]]>m=-EmEkkSkEmSm+EkSk]]>
另外從環模的截面分析而知，環模工作時在循環拉力作用下，有孔部位抵抗動載的變形能力大大高於無孔部位，從實際使用的斷裂面可知，它的破壞是受拉破環為主的。再則，淬火熱處理引起的殘餘應力和初始裂縫的延伸，其影響後果也往往無孔部位大於有孔部位。對環模淬硬部施加預壓應力，降低環模淬硬部工作時的總應力，是提高載荷，防止斷裂的有效方法。箍與淬硬部的裝配，利用材料的熱脹冷縮的原理，將箍加熱膨脹，達到dk＞Dm，將箍套入環模淬硬部所在位置，當箍和環模淬硬部冷卻到同一溫度，即產生了預應力。
本發明因為只需利用材料的熱脹冷縮的特性，在環模淬硬部的外柱面上裝配上箍，無論加工和裝配都很簡單，特別對於原由於與主機等安裝連接需要而凸出的臺階，以箍取代一舉二用，不但達到本發明的功效，還大大減小了車削加工成本，並大幅度提高了材料的利用率。
本發明由以下的實施例及其附


圖1、附圖2給出
圖1、圖2是根據本發明提出的複合式預應力環模的半剖視圖下面結合
圖1、圖2對本發明作進一步的說明該環模是一個由不同材料機械性能組成的預應力複合結構；如圖所示在環模淬硬部(2)的外柱面處，有與其機械性能不同的箍(1)；箍(1)的內直徑dk小於與其鑲配處的淬硬部(2)的外直徑Dm；Dm-dk的值根據所需的預應力σk或σm取定鑲配前，將箍(1)單獨加熱，待箍(1)的內徑dk大幹鑲配路徑淬硬部(2)的最大外直徑時，即可實施鑲配；當箍(1)冷卻收縮至與淬硬部(2)相同溫度時，即便產生了對淬硬部(2)施加的預壓應力σm。
環模淬硬部(2)工作時的總應力σm總σm總＝σm工作+σm＜σm工作
權利要求
1.一種用於顆粒飼料壓製機的環模，在環模淬硬部(2)無模孔處的外柱面上有箍(1)；其特徵在於所述的環模是由多於一個以上的單體箍(1)和淬硬部(2)複合而成；並且所述的箍(1)對淬硬部(2)施加預壓應力σm。
2.根據權利要求1所述的用於顆粒飼料壓製機的環模，其特徵在於所述的箍(1)與淬硬部(2)，其材料的機械性能不同。
全文摘要
本發明用於顆粒飼料壓製機的環模。本發明的目的:是要提供一種複合式預應力環模,它使環模淬硬部(2)長期處在壓應力狀態下,以抵消部分或全部工作拉應力,降低環模淬硬部工作時的總應力,以提高環模抵抗斷裂的能力。本發明為一種複合式預應力環模,它是由多於一個以上的單體:箍(1)和淬硬部(2)複合而成。
文檔編號A23P1/00GK1196904SQ9710464
公開日1998年10月28日 申請日期1997年4月21日 優先權日1997年4月21日
發明者樊幼丁, 樊公耀 申請人:樊公耀, 樊幼丁