(湘西民族职业技术学院，湖南 吉首 416000)

某型生物质颗粒机环模，其内径尺寸为Φ560，厚度为40 mm，固定螺栓数量为8个，螺栓的规格为M20×80，性能等级为8.8级。颗粒机在制粒工作过程中，固定环模的螺栓经常断裂失效，螺栓断裂部位主要位于两个断面，一个断面位于环模与底座的结合面，此断面螺栓断裂数量占总断裂数量的2/3，第二个断裂面是螺栓头部。环模及断裂的螺栓如图1所示。

1 螺栓断裂的原因及分析

1.1 环模受力分析

物料挤压成型过程如图2所示。经调质处理后的物料由物料传送系统送入环模内，在环模内压辊系统离心力的作用下物料被抛向环模内壁，随着压辊的旋转，物料在压辊与物料之间所产生摩擦力的作用下，物料运动并被挤压进环模内孔，物料的密度随着压力的增加不断增大，物料内部粒子受到挤压而互相结合，产生不可逆的黏塑性变形，随着压辊的不断旋转，物料被不断挤压进环模内孔并被挤压出环模，由环模外部切断装置切断成一定长度的颗粒，最后从颗粒机排出进入收集系统[1-4]。

通过对物料在挤压成型区的受力分析可知，成型区的受力变化大，要准确确定成型区受力的大小难度很大，将成型区简化看成A、B两点，则环模受力如图3所示，环模内壁主要受挤压力Fa、Fb及摩擦力fa、fb的作用。

图1 环模及断裂螺栓

图2 物料挤压成型示意图

从图3环模受力简图可知，在理想状态下，挤压力Fa和Fb大小相等、方向相反并作用在一条直线上，对环模整体的作用力为0；……