專(zhuān)利名稱(chēng)：復(fù)合式預(yù)應(yīng)力環(huán)模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明用于顆粒飼料壓制機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)制粒機(jī))的環(huán)模，特別是提高環(huán)模抵抗斷裂的能力。
在飼料工業(yè)中，使粉狀飼料成為顆粒飼料是由制粒機(jī)的環(huán)模和壓輥來(lái)完成的，粉狀飼料在水和熱的作用下，通過(guò)壓輥的擠壓從環(huán)模的?？字袛D出成形。環(huán)模長(zhǎng)期在交變循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)和濕熱環(huán)境條件下工作，因此，環(huán)模需要有足夠的強(qiáng)度和韌性，又要有足夠的硬度和耐磨性。
目前，國(guó)內(nèi)外制造的環(huán)模，基本上是抱箍式和螺栓式連接二種類(lèi)型，其結(jié)構(gòu)材料為整體單一式的，并且具有相同的機(jī)械性能，實(shí)際上環(huán)模每部份的工作要求是不同的，排列成網(wǎng)狀的?？撞糠?，以足夠的硬度和耐磨性為主，其它部份則以強(qiáng)度和韌性為主，對(duì)于金屬材料而言，淬火熱處理硬度越高，其韌性和塑性就越低，受動(dòng)載荷的安全度越小；反之，淬火熱處理硬度低些，強(qiáng)度低些，塑性、韌性指標(biāo)相應(yīng)高些，受動(dòng)載荷和抵抗斷裂的安全度就大些；因此，對(duì)于環(huán)模而言，由于鋼材機(jī)械性能的特殊性，通常做法1、為防止斷裂，適當(dāng)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(dāng)增加環(huán)模的截面厚度；因?yàn)榄h(huán)模的制造材料，通常用比較優(yōu)質(zhì)的合金鋼或不銹鋼，制造成本高，作為整體單一式材料結(jié)構(gòu)，難以做到物盡其材。
本發(fā)明的目的是要提供一種復(fù)合式預(yù)應(yīng)力環(huán)模，它使淬硬部份受到一種預(yù)壓應(yīng)力，以抵銷(xiāo)環(huán)模工作時(shí)壓輥對(duì)它施加的部份或全部的拉應(yīng)力，降低環(huán)模工作時(shí)的總應(yīng)力水平，制造時(shí)可進(jìn)一步提高環(huán)模工作部份的硬度和耐磨性，提高環(huán)模抵抗斷裂的安全度，盡可能做到物盡其材。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的根據(jù)材料力學(xué)胡克定理，鋼鐵材料在彈性范圍內(nèi)，材料的應(yīng)力σ與應(yīng)變?chǔ)懦删€(xiàn)性關(guān)系，利用材料的這個(gè)特性，σ＝Eε(E為材料的彈性模量)，在環(huán)橫的淬硬部的外柱面上，安裝上緊配的箍，并且將箍的內(nèi)徑dk＜環(huán)模淬硬部外柱面裝配處的外徑Dm，使箍受到預(yù)拉應(yīng)力，根據(jù)牛頓力學(xué)定理，環(huán)模淬硬部相應(yīng)受到預(yù)壓應(yīng)力；預(yù)應(yīng)力的設(shè)計(jì)計(jì)算由以下公式導(dǎo)出設(shè)材料的伸長(zhǎng)為+腳標(biāo)“k”代表箍材料的縮短為-腳標(biāo)“m”代表環(huán)模淬硬部L為周長(zhǎng)F為力ΔL為L(zhǎng)的伸長(zhǎng)量 σ為截面應(yīng)力D為外直徑 E為材料彈性模量d為內(nèi)直徑 [σ6]為材料許容屈服強(qiáng)度ε為線(xiàn)應(yīng)變 K為材料動(dòng)載安全系數(shù)S為截面積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)將(1)(2)代入(3)式得Ek(εk+εm)Sk＝-EmεmSm……(4)EkεkSk+EkεmSk＝-EmεmSmϵm=-EkϵkSkEmSm+EkSk---(5)]]>σk=FkSk=Ek(ϵk+ϵm)]]>將(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]]>
另外從環(huán)模的截面分析而知，環(huán)模工作時(shí)在循環(huán)拉力作用下，有孔部位抵抗動(dòng)載的變形能力大大高于無(wú)孔部位，從實(shí)際使用的斷裂面可知，它的破壞是受拉破環(huán)為主的。再則，淬火熱處理引起的殘余應(yīng)力和初始裂縫的延伸，其影響后果也往往無(wú)孔部位大于有孔部位。對(duì)環(huán)模淬硬部施加預(yù)壓應(yīng)力，降低環(huán)模淬硬部工作時(shí)的總應(yīng)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(dá)到dk＞Dm，將箍套入環(huán)模淬硬部所在位置，當(dāng)箍和環(huán)模淬硬部冷卻到同一溫度，即產(chǎn)生了預(yù)應(yīng)力。
本發(fā)明因?yàn)橹恍枥貌牧系臒崦浝淇s的特性，在環(huán)模淬硬部的外柱面上裝配上箍，無(wú)論加工和裝配都很簡(jiǎn)單，特別對(duì)于原由于與主機(jī)等安裝連接需要而凸出的臺(tái)階，以箍取代一舉二用，不但達(dá)到本發(fā)明的功效，還大大減小了車(chē)削加工成本，并大幅度提高了材料的利用率。
本發(fā)明由以下的實(shí)施例及其附


圖1、附圖2給出
圖1、圖2是根據(jù)本發(fā)明提出的復(fù)合式預(yù)應(yīng)力環(huán)模的半剖視圖下面結(jié)合
圖1、圖2對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明該環(huán)模是一個(gè)由不同材料機(jī)械性能組成的預(yù)應(yīng)力復(fù)合結(jié)構(gòu)；如圖所示在環(huán)模淬硬部(2)的外柱面處，有與其機(jī)械性能不同的箍(1)；箍(1)的內(nèi)直徑dk小于與其鑲配處的淬硬部(2)的外直徑Dm；Dm-dk的值根據(jù)所需的預(yù)應(yīng)力σk或σm取定鑲配前，將箍(1)單獨(dú)加熱，待箍(1)的內(nèi)徑dk大干鑲配路徑淬硬部(2)的最大外直徑時(shí)，即可實(shí)施鑲配；當(dāng)箍(1)冷卻收縮至與淬硬部(2)相同溫度時(shí)，即便產(chǎn)生了對(duì)淬硬部(2)施加的預(yù)壓應(yīng)力σm。
環(huán)模淬硬部(2)工作時(shí)的總應(yīng)力σm總σm總＝σm工作+σm＜σm工作
權(quán)利要求
1.一種用于顆粒飼料壓制機(jī)的環(huán)模，在環(huán)模淬硬部(2)無(wú)?？滋幍耐庵嫔嫌泄?1)；其特征在于所述的環(huán)模是由多于一個(gè)以上的單體箍(1)和淬硬部(2)復(fù)合而成；并且所述的箍(1)對(duì)淬硬部(2)施加預(yù)壓應(yīng)力σm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于顆粒飼料壓制機(jī)的環(huán)模，其特征在于所述的箍(1)與淬硬部(2)，其材料的機(jī)械性能不同。
全文摘要
本發(fā)明用于顆粒飼料壓制機(jī)的環(huán)模。本發(fā)明的目的:是要提供一種復(fù)合式預(yù)應(yīng)力環(huán)模,它使環(huán)模淬硬部(2)長(zhǎng)期處在壓應(yīng)力狀態(tài)下,以抵消部分或全部工作拉應(yīng)力,降低環(huán)模淬硬部工作時(shí)的總應(yīng)力,以提高環(huán)模抵抗斷裂的能力。本發(fā)明為一種復(fù)合式預(yù)應(yīng)力環(huán)模,它是由多于一個(gè)以上的單體:箍(1)和淬硬部(2)復(fù)合而成。
文檔編號(hào)A23P1/00GK1196904SQ9710464
公開(kāi)日1998年10月28日 申請(qǐng)日期1997年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月21日
發(fā)明者樊幼丁, 樊公耀 申請(qǐng)人:樊公耀, 樊幼丁