[发明专利]粉体旋转辊扎挤压成形试验装置

说明书

技术领域

本发明应用于饲料机械领域及生物质能源技术领域，特别是一种粉体旋转辊扎挤压成形试验装置。

背景技术

粉体旋转辊扎挤压成形技术又称环模制粒技术，广泛应用于饲料机械、生物质能源机械及制药机械领域，具有生产效率高，成型率高等优势。国内外有关环模制粒技术的研究很多，涉及生产率的研究、能耗的研究、成型颗粒质量的研究等，但目前存在的问题是国内外还没有粉体旋转辊扎挤压成形试验装置，相关试验都在现有的环模制粒机产品上开展，测试试验非常不方便，不仅测试结果准确性差，而且只能针对特定的机型配置进行测试，根本不能建立系统的基础数据，这给环模制粒机的优化设计带来了极大困难，相关部件的设计大都凭借经验，使得环模制粒机性能得不到充分发挥。

查阅国内外文献，未见有粉体旋转辊扎挤压成形试验装置方面的专利申请；在期刊文献中，有少量的相关报道：丹麦技术大学的Jens K. Holm等人使用了生物质粉体挤压成形试验机进行了一些粉体挤压试验，试验机如图1所示，其特征在于环模孔为直孔，在电机上装有电流表以观察挤压时的负载；Jens K. Holm也采用了图2所示的试验装置进行试验，该装置可以进行粉体的单孔挤压模拟试验；国内的吴劲峰也采用了类似图2的试验机进行了粉体挤压成形试验。图1所示的试验装置只能进行电流负载观察，功能单一；图2所示的试验装置为模拟试验装置，与真实的粉体旋转辊扎挤压成形过程差异较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉体旋转辊扎挤压成形试验装置，用于粉体旋转辊扎挤压成形工艺试验，该装置能够方便、准确地对不同物料、不同环模、压辊配置下的振动、噪声、扭矩进行试验、测试，为建立基础数据库及粉体旋转辊扎挤压成形设备的优化设计提供直接依据。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种粉体旋转辊扎挤压成形试验装置，包括模辊主轴系统单元、分段式扭矩测试单元、传动系统单元及振动噪声测试单元四部分，其中，模辊主轴系统单元包括环模、压辊、环模固定环、压辊支承轴、压辊固定环、主轴；分段式转子单元包括第一联轴器、前转子、扭矩测试轴、后转子、第二联轴器；传动系统单元包括后支撑架、大齿轮、齿轮轴、第三联轴器、变频电机；振动噪声测试单元包括噪声传感器、噪声传感器支撑架、加速度传感器、加速度传感器支撑架、前支撑架； 

环模固定在环模固定环上，该环模固定环固定在前转子上，前转子通过轴承支撑在前支撑架上；压辊通过轴承固定在压辊支承轴上，该压辊支承轴固定在压辊固定环上；前转子与扭矩测试轴通过第一联轴器连接，扭矩测试轴与后转子通过第二联轴器连接；大齿轮通过键与后转子连接，该后转子通过轴承支撑在后支撑架上，齿轮轴通过轴承支撑在后支撑架上，大齿轮与齿轮轴啮合，齿轮轴通过第三联轴器与变频电机连接；噪声传感器安装在噪声传感器支撑架上，加速度传感器安装在加速度传感器支撑架上，噪声传感器支撑架与加速度传感器支撑架均固定在前支撑架上；所述的压辊固定环与主轴的一端连接，该主轴穿过前转子、扭矩测试轴和后转子，主轴与前转子、后转子之间通过轴承支撑。

本发明与现有技术相比，其显著优点：（1）转子进行了三段分体设计，在前转子、后转子之间设计了扭矩测试轴，由于预留了足够的操作空间，应变片的粘贴可更加准确、方便，而且连接扭矩测试轴的前转子、后转子支撑刚性好，使得扭矩测试轴只受扭矩影响，大大增加了扭矩测试的可靠性与准确性，解决了目前制粒机扭矩测试不准确的技术难题；（2）设计了振动、噪声传感器专用支撑架，传感器位置的固定准确、方便，增加了测试数据的可靠性与准确性；（3）设计了系列化环模固定环与压辊固定环，使得本实验装置可以对不同配置的环模、压辊进行测试，扩大了本试验装置的功能与范围，解决了目前制粒机测试专机专用的弊端。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是现有技术中生物质粉体挤压成形试验机。

图2是现有技术中粉体单孔挤压成形试验机。

图3是粉体旋转辊扎挤压成形试验装置结构示意图。

图4是压辊固定环系列化零件示意图。图4(a)、4(b)、4(c)为3个压辊固定环系列化零件，与主轴固定端的尺寸A均相同，而与压辊支承轴固定端的尺寸B随压辊尺寸的变化而变化，分别为B1、B2、B3。

图5是环模固定环系列化零件示意图。图5(a)、5(b)、5(c)为3个环模固定环系列化零件，与前转子固定端的尺寸C均相同，而与环模固定端的尺寸D随环模尺寸的变化而变化，分别为D1、D2、D3。