专利名称：复合式预应力环模的制作方法
技术领域：
本发明用于颗粒饲料压制机(简称制粒机)的环模，特别是提高环模抵抗断裂的能力。
在饲料工业中，使粉状饲料成为颗粒饲料是由制粒机的环模和压辊来完成的，粉状饲料在水和热的作用下，通过压辊的挤压从环模的模孔中挤出成形。环模长期在交变循环应力状态和湿热环境条件下工作，因此，环模需要有足够的强度和韧性，又要有足够的硬度和耐磨性。
目前，国内外制造的环模，基本上是抱箍式和螺栓式连接二种类型，其结构材料为整体单一式的，并且具有相同的机械性能，实际上环模每部份的工作要求是不同的，排列成网状的模孔部份，以足够的硬度和耐磨性为主，其它部份则以强度和韧性为主，对于金属材料而言，淬火热处理硬度越高，其韧性和塑性就越低，受动载荷的安全度越小；反之，淬火热处理硬度低些，强度低些，塑性、韧性指标相应高些，受动载荷和抵抗断裂的安全度就大些；因此，对于环模而言，由于钢材机械性能的特殊性，通常做法1、为防止断裂，适当降低硬度，提高塑性和韧性；2、为提高使用寿命，提高淬火硬度，也适当增加环模的截面厚度；因为环模的制造材料，通常用比较优质的合金钢或不锈钢，制造成本高，作为整体单一式材料结构，难以做到物尽其材。
本发明的目的是要提供一种复合式预应力环模，它使淬硬部份受到一种预压应力，以抵销环模工作时压辊对它施加的部份或全部的拉应力，降低环模工作时的总应力水平，制造时可进一步提高环模工作部份的硬度和耐磨性，提高环模抵抗断裂的安全度，尽可能做到物尽其材。
本发明的目的是这样实现的根据材料力学胡克定理，钢铁材料在弹性范围内，材料的应力σ与应变ε成线性关系，利用材料的这个特性，σ＝Eε(E为材料的弹性模量)，在环横的淬硬部的外柱面上，安装上紧配的箍，并且将箍的内径dk＜环模淬硬部外柱面装配处的外径Dm，使箍受到预拉应力，根据牛顿力学定理，环模淬硬部相应受到预压应力；预应力的设计计算由以下公式导出设材料的伸长为+脚标“k”代表箍材料的缩短为-脚标“m”代表环模淬硬部L为周长F为力ΔL为L的伸长量 σ为截面应力D为外直径 E为材料弹性模量d为内直径 [σ6]为材料许容屈服强度ε为线应变 K为材料动载安全系数S为截面积ϵk=ΔLkLk=(Dm-dk)πdkπ=Dm-dkdk]]>ϵm=ΔLmLm=(Dml-Dm)πDmπ=Dml-DmDm----Dml≤Dm]]>Fk＝Ek(εk+εm)Sk……(1)Fm＝EmεmSm……(2)∑F＝0Fk+Fm＝0Fk＝-Fm……(3)将(1)(2)代入(3)式得Ek(εk+εm)Sk＝-EmεmSm……(4)EkεkSk+EkεmSk＝-EmεmSmϵm=-EkϵkSkEmSm+EkSk---(5)]]>σk=FkSk=Ek(ϵk+ϵm)]]>将(5)代入此式得σk=Ek(ϵk-EkϵkSkEmSm+EkSk)]]>σk=EkϵkEmSmEmSm+EkSk]]>并使kσk≤[σ6]kK＞1同理σm=FmSm=Emϵm]]>σm=-EmEkϵkSkEmSm+EkSk]]>
另外从环模的截面分析而知，环模工作时在循环拉力作用下，有孔部位抵抗动载的变形能力大大高于无孔部位，从实际使用的断裂面可知，它的破坏是受拉破环为主的。再则，淬火热处理引起的残余应力和初始裂缝的延伸，其影响后果也往往无孔部位大于有孔部位。对环模淬硬部施加预压应力，降低环模淬硬部工作时的总应力，是提高载荷，防止断裂的有效方法。箍与淬硬部的装配，利用材料的热胀冷缩的原理，将箍加热膨胀，达到dk＞Dm，将箍套入环模淬硬部所在位置，当箍和环模淬硬部冷却到同一温度，即产生了预应力。
本发明因为只需利用材料的热胀冷缩的特性，在环模淬硬部的外柱面上装配上箍，无论加工和装配都很简单，特别对于原由于与主机等安装连接需要而凸出的台阶，以箍取代一举二用，不但达到本发明的功效，还大大减小了车削加工成本，并大幅度提高了材料的利用率。
本发明由以下的实施例及其附
图1、附图2给出
图1、图2是根据本发明提出的复合式预应力环模的半剖视图下面结合
图1、图2对本发明作进一步的说明该环模是一个由不同材料机械性能组成的预应力复合结构；如图所示在环模淬硬部(2)的外柱面处，有与其机械性能不同的箍(1)；箍(1)的内直径dk小于与其镶配处的淬硬部(2)的外直径Dm；Dm-dk的值根据所需的预应力σk或σm取定镶配前，将箍(1)单独加热，待箍(1)的内径dk大干镶配路径淬硬部(2)的最大外直径时，即可实施镶配；当箍(1)冷却收缩至与淬硬部(2)相同温度时，即便产生了对淬硬部(2)施加的预压应力σm。
环模淬硬部(2)工作时的总应力σm总σm总＝σm工作+σm＜σm工作
权利要求
1.一种用于颗粒饲料压制机的环模，在环模淬硬部(2)无模孔处的外柱面上有箍(1)；其特征在于所述的环模是由多于一个以上的单体箍(1)和淬硬部(2)复合而成；并且所述的箍(1)对淬硬部(2)施加预压应力σm。
2.根据权利要求1所述的用于颗粒饲料压制机的环模，其特征在于所述的箍(1)与淬硬部(2)，其材料的机械性能不同。
全文摘要
本发明用于颗粒饲料压制机的环模。本发明的目的:是要提供一种复合式预应力环模,它使环模淬硬部(2)长期处在压应力状态下,以抵消部分或全部工作拉应力,降低环模淬硬部工作时的总应力,以提高环模抵抗断裂的能力。本发明为一种复合式预应力环模,它是由多于一个以上的单体:箍(1)和淬硬部(2)复合而成。
文档编号A23P1/00GK1196904SQ9710464
公开日1998年10月28日 申请日期1997年4月21日 优先权日1997年4月21日
发明者樊幼丁, 樊公耀 申请人:樊公耀, 樊幼丁