凹凸型花纹辊对挤压缩成型颗粒机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及凹凸型花纹辊对挤压缩成型颗粒机构，属于机械设备领域。
【背景技术】
[0002]颗粒成型主要指各种生物质颗粒成型，如颗粒饲料，生物质颗粒燃料等。
[0003]现阶段我国生物质成型颗粒主要以平模和环模两种方式为主，近两年出现有机械冲压成型方式和弧形齿棍对挤方式。现将几种挤压成型方式分述如下:
[0004]A、平模和环模其实是一个道理，只是模板形式不一样，出料方向不一样而已。如图1和图2所示:
[0005]平模挤压是靠旋转的水平模板带动压辊实现模板与压辊做相反方向旋转，通过模板与压辊的相向旋转所产生的摩擦挤压，将生物质原料强行通过模孔挤出而成型为所需颗粒。
[0006]环模挤压的原理跟平模几乎一样，都是靠模板与挤压棍间的相对运动所产生的摩擦挤压力将生物质原料强行通过模孔挤出而成为所需颗粒。
[0007]B、关于机械冲压成型，实际是借助液压机械所产生的强大挤压力将原料从模孔中挤出。
[0008]C、关于弧形齿挤压成型，实际上就是利用两个相互咬合的空心齿轮间相对运转时形成的挤压力，使原料通过齿沟底部的小孔而实现颗粒成型。
[0009]现有技术存在的待解决问题、缺陷或不足:
[0010]1、关于A类成型方式的缺陷和不足:这类成型方式只适应细颗粒和粉末状的生物质原料，如锯末类，不能适应秸杆类生物质原料。因为秸杆类生物质原料经粉碎后，其物理性状并不是完全的粉末或细颗粒，而主要是细长的条形纤维，且这种细长的条形纤维会相互交织成絮状或网状，这种絮状或网状的原料在相对挤压中，不像分装物质那样很容易通过模孔挤出，而是被挤压成像棉絮一样的絮块，即纤维结块，这种结块铺垫在模板上遮盖了模孔而造成堵塞，所以，这种成型方式存在原料适应性差的缺陷，只能有限的成型个别生物质原料，如锯末，粉碎后的米糠等。这就是大量农作物秸杆至今不能全部压缩成生物质颗粒的技术原因。
[0011]2、关于B类成型方式的缺陷和不足:这类成型方式似乎改善了原料的适应性，但由于落料与挤压是间断进行的，不能连续的和均匀的出料，且成型密度偏低，同时难以成型小颗粒，另外，由于附设液压助力装置，使成型设备体积庞大，机构复杂，动力配置高，设备投入大(动辄几十万元一台/套)的缺陷，不便于在广大农村推广，特别在山区很难适用。
[0012]3、关于C类成型方式基本弥补了前面两类成型方式的不足，改善了原料的适应性，基本杜绝了模孔堵塞现象，其模辊类似齿轮，其传动方式是主动齿辊借助原料填充后在两辊之间产生的摩擦带动从动齿辊做相向旋转，并借助凸起的模齿交叉对挤使原料通过齿槽底部的模孔挤出而实现颗粒成型。这种挤压方式，实际上就是利用两个互相啮合的齿轮对挤产生的挤压力，使原料在齿槽受径向挤压并通过槽底的圆孔挤出而得以成型。
[0013]但是这种设计存在如下严重缺陷和不足:
[0014]—是由于模辊像齿轮而实际上又不是齿轮的配合方式，其间有较大的间歇(没有间隙就不能盛纳原料)，这就导致设备启动空转时段(必须先启动设备再投入原料，否则机器无法启动或因超负荷启动而存在成对减速机和电动机的损害)。两个辊齿间的传动会因为硬性碰撞使模辊受到严重损伤甚至其反作用力会殃及减速机的安全。
[0015]二是这种设计思路必然选择较大的模数，才可能在模齿间设计出相应的成型孔，而常识告诉我们，模数越大，模齿也越大，模齿越大，其多边形效应相对于原料会产生复合型摩擦阻力，从而会抵消部分扭力和功率，这就增大了电机负荷，为了补充这部分功耗，就只有增大电机功率。
[0016]三是这种设计思路限制了成型颗粒的大小，即无法将颗粒做的更大。这一缺陷是这种设计的市场推广价值受到严重制约。
[0017]四是这种设计在运行中一旦遇到停电或意外块状原料时，就会被卡死，而模辊一旦被卡死，就只能通过撤解机器后进行手工疏通。
[0018]五是这种设计必然导致相邻模孔间缺乏必要的加工间距，使模孔开口紧紧相连，其后果表现为热处理过程中，极易产生应力集中现象而开裂，也由于孔间壁太薄而严重影响模孔的机械轻度，在强力挤压摩擦的作用下极易损坏。
【发明内容】
[0019]本发明的目的在于提供凹凸型花纹辊对挤压缩成型颗粒机构，主要解决现有成型颗粒机构安全性低、功耗大、容易卡死、极易损坏的问题。
[0020]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0021]凹凸型花纹辊对挤压缩成型颗粒机构，包括机头座，设于机头座上的传动机构和挤压机构，该挤压机构包括一对用于对挤压缩原料的挤压辊，传动机构与挤压辊连接并带动挤压辊相向运动，所述挤压辊的辊筒为空心辊筒，辊筒上设有多个模孔。所述两个辊筒与传动机构连接端的另一端外部均均匀设有多排沿辊筒纵向延伸的凸起结构，并且相邻的两排凸起结构相互接触，每排凸起结构均包括多个等间距的凸顶，该凸顶共同构成挤压辊外表面，模孔则设于凸顶与凸顶之间的凹陷处。本发明在C类成型方式的基础上做出突出的改进，克服了 C类成型方式的不足。
[0022]具体地，所述相邻两排凸起结构的凸顶相互交错分布，并且两个辊筒上的凸起结构的凸顶也相互交错分布，使两个辊筒的凸起结构在对挤压缩的过程中凹凸相配合连接。并且为了使对挤压缩的效果达到最佳，所述同一排的凸顶与凸顶之间的距离等于凸顶的长度，使其一排凸起结构中的凸顶与相邻凸起结构的凹陷处横向对齐并接触。凸顶的形状设计成圆柱状，侧边与辊筒连接，中心轴方向与辊筒纵向方向一致。凸顶与辊筒一次成型。
[0023]进一步地，两个挤压辊的辊筒的大小相同。
[0024]所述辊筒外表面还加工为花纹状粗糙表面。该花纹用于增大摩擦力，便于带动原料。
[0025]更进一步地，所述机头座设有用于穿过挤压辊的孔，传动机构位于机头座的一侧，挤压辊则穿过机头座延伸至另一侧，凸起结构、模孔则位于该另一侧。机头座起到定位整个传动挤压机构的作用，使本发明在工作时的状态更加稳定。
[0026]再进一步地，所述传动机构包括用于通过联轴器与减速机连接的主传动轴，设于主传动轴上的主动齿轮，与主动齿轮啮合的从动齿轮，从动齿轮上设有从动轴，主传动轴和从动轴的一端分别与两个挤压辊固定连接。
[0027]另外，所述两个辊筒上方还分别设有一个与辊筒相向运动的辅助压辊，该辅助压辊接近挤压辊外表面，并且长度与凸起结构的长度相等。
[0028]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0029](I)本发明辊筒的转动靠齿轮传动实现，使两个辊筒间的相向运转基本没有速差，从而减小了功耗，也避免了打滑现象。
[0030](2)本发明圆形挤压辊的运转和凸顶的形状克服了齿型模辊带来的多边形效应，大大减小了功耗。
[0031](3)本发明模孔大小可以根据产品需要任意设计，克服了颗粒尺寸受限的弊病。
[0032](4)本发明由于凸起结构的突出改进设计，凸顶和凸顶之间形成的空间间隔具备充足的强度，克服了热处理过程应力集中导致的孔壁开裂的工艺问题。
[0033](5)本发明空间间隔的增大，增强了模孔强度，从而延长了挤压辊的使用寿命，大大节约了成本。
[0034](6)本发明的辅助压辊在挤压辊使原料填满挤压辊凹槽，起到预压作用。
[0035](7)本发明将挤压辊表面还设计加工成任意花纹的粗糙表面，该花纹用于增大摩擦力，便于带动原料。
【附图说明】
[0036]图1为现有平模成型机构的结构示意图。
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