刘志民 韩 雷 刘 洋

(河北工程大学机械与装备工程学院，河北 邯郸 056038)

干法造粒是在湿法造粒基础上发展而来的一种新型造粒工艺，其工艺流程是将物料粉末连续挤压成型、造粒，物料中无需添加任何粘合剂，生产过程环保、高效。同时干法造粒具有改进产品外观，改善分离状原料的流动特性，便于贮存和运输，方便准确定量，减少粉末飞尘污染等优点，在制药、化工、食品等工业生产领域应用广泛[1-2]。

挤压辊是干法造粒工艺过程中的关键工作部件，松散物料在挤压螺旋喂料压力作用下，依次经过两相向匀速旋转挤压辊之间的滑动区和咬入区，物料在滑动区内与挤压辊之间的相互作用力较小，随着挤压辊连续旋转，物料进入咬入区且体积被逐渐压缩，物料与挤压辊之间的相互作用力也随之增大，当物料进入两挤压辊中心线最小间隙附近时，物料被挤压成密实状薄片，此时，物料与挤压辊之间的作用力达到最大值[3-7]。物料与挤压辊间的最大作用力及挤压辊的受力变形对物料成形的密实度和系统工艺过程控制有着重要影响，其结果将直接影响造粒效果和质量。为此，本研究根据Von Mises准则[8]，将理论分析与有限元仿真方法相结合，分析挤压辊受力特性和变形规律，此研究为干法造粒机挤压辊的优化提供理论设计依据，同时也为干法造粒挤压系统的过程控制提供参考。

1 挤压辊力学模型及受力分析

在实际干法造粒工艺生产过程中，物料对挤压辊的作用力为径向方向，当忽略泊松比所引起的挤压辊沿轴线方向滑动时，挤压辊力学模型(见图1)可简化为平面应变问题。……