CN114259948A - 基于相位角调整系统的对辊双环模制粒机 - Google Patents
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Abstract
一种基于相位角调整系统的对辊双环模制粒机，其特征是它包括制粒机机体、动力输入系统、第一对辊环模、第二对辊环模，在对辊双环模制粒机的两个对辊环模其中的一个动力输入端的输入轴上安装有相位角调整装置，在对辊双环模制粒机装配和调整时，通过对辊双环模间相位角调整装置调整其中的动力输入齿轮与环模动力输入轴之间相位角，进而实现对两个对辊环模之间相位角调整，通过对辊双环模之间的相对运动构成“两个二次切割刃之间相错切割的二次切割模式和切割机理”，从系统上实现对辊双环模制粒机的二次切割副的构建和调整。本发明具有结构简单、可靠、高效的特点，解决对辊式环模制粒机的提高生产效率和降低能耗的问题，特别是为秸秆及纤维类生物质颗粒成型提供相关技术和装备。
Description
技术领域
本发明涉及生物质压缩致密成型技术领域，尤其是涉及对辊式双环模制粒机，具体地说是一种基于相位角调整系统的对辊双环模制粒机。
背景技术
随着人们对资源匮乏、环境污染问题的关注程度不断提高，如何有效地利用农作物秸秆已经成为我国当前研究的焦点之一，生物质致密成型技术的出现，为高效再利用秸秆资源提供了一条很好的途径。
由于世界各国的国情和资源禀赋不同，生物质及农业剩余物资源化利用的主要方向和模式也有所不同，与其相适应的致密成型技术和设备也有所不同。在生物质压缩致密成型技术领域，致密成型设备按照成型方式的不同构成了多种结构形式。近年来，国内外开始研发一种对辊式双环模制粒机，当前国外最先进的生物质颗粒成型技术为意大利EcoTre System技术（ETS技术）和德国克罗尼（KRONE）田间移动式颗粒成型技术和装备。
Eco Tre System技术（ETS技术）是意大利研究开发的“木质颗粒制粒生产系统”。由于该系统是属于“木质颗粒制粒生产系统”，主要适用于木屑的挤压致密成型，因此其对物料的切割系统不完备，不适应于高韧性秸秆类物料的颗粒致密成型生产。
从技术角度分析，只有德国生产的一种克罗尼（KRONE）田间移动式颗粒成型机，适用于田间秸秆的捡拾、粉碎和制粒一体化作业。由于该技术和装备在制粒过程中具有一定的对物料切割（断）能力，因此可用于对秸秆（草）类生物质材料进行颗粒挤压成型。但是该技术及装备存在的主要问题是：（1）该制粒系统的关键部件——对辊环模，采用了整体式结构，其制作工艺复杂、制作和生产使用的成本高；（2）在对辊双环模之间的切割关系上主要是依靠对零部件高精度的加工和装配来保证，由于无相位角调整系统，所以使切割的效果受到影响，进一步地将影响生产效率和能耗问题。
当前，国内一些企业借鉴德国克罗尼（KRONE）田间“移动式制粒机”的结构和工作原理，提出并设计了一种固定式颗粒成型机，并应用于生物质燃料加工设备技术领域。如：CN121642362 A《对辊式生物质颗粒机》、CN109433105 A《颗粒机》、CN110252199 A《颗粒机辊筒及颗粒机》等，在这些专利技术均没有考虑和研究对辊式双环模制粒机工作中对物料的二次切割和物料流动的技术问题，也更没有考虑和研究“对辊双环模相位角的调整装置和系统”的技术问题，因此该类技术和装备是无法适应于高韧性秸秆类物料的颗粒致密成型生产，并且也将进一步影响到其生产效率和能耗的问题。
专利公布号CN111545219A《一种装配式对辊环模颗粒成型机》，提供一种装配式对辊环模颗粒成型机，解决现有固定式颗粒成型机生产中物料卡阻而影响生产效率和能耗高的问题。其特点是：（1）；首次提出了对辊环模制粒机的环模二次切割刃和二次切割副的概念；（2）通过对环模的结构设计，在环模槽底构成二次切割刃（口）的结构、构建二次切割副，并进一步构成了一种“两次切割（断）、供料和压缩成型机理”；（3）由于环模采用了装配的结构形式，因此可对易磨损的零部件进行调整、更换，以保持对辊环模间的切割功能特性。但是该技术仅是从环模的结构层面上研究二次切割副的构建，并形成“两次切割（断）、供料和压缩成型机理”，因此仍需要在对辊环模颗粒成型机的整体系统上，从研究双环模之间的相位角的关系上，进一步构建一种完善的“两对辊环模之间的轴相位角的控制系统”，为完善解决“二次切割系统”构建、调整的系统性问题提供技术保证和支撑。
综上所述，（1）在对辊式双环模制粒技术和装备的技术领域中，目前尚无采用“对辊双环模相位角调整装置”的报道；（2）由于没有采用“对辊双环模相位角调整装置”，则无法构建对辊双环模制粒机的一种“两对辊环模之间的轴相位角的调整和控制系统”；（3）进一步地，将无法完善地解决“二次切割系统”构建、调整的系统技术问题。其结果将影响到对辊双环模制粒机的生产效率和能耗的问题，进一步地将影响到对辊双环模制粒机在高韧性秸秆类物料的颗粒致密成型生产中的应用问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的对辊双环模制粒机存在的问题，提供一种基于相位角调整系统的对辊双环模制粒机。在对辊双环模制粒机中采用对辊双环模相位角调整装置，进一步地采用一种“动力输入齿轮滑槽式相位角调整装置”，通过对辊双环模间相位角调整装置，调整其中的动力输入齿轮与环模动力输入轴之间相位角，进而实现对两个对辊环模之间相位角调整，通过对辊双环模之间的相对运动构成“两个二次切割刃之间相错切割的二次切割模式和切割机理”，从系统上实现对辊双环模制粒机的二次切割副的构建、调整和控制，解决对辊式环模制粒机提高生产效率和降低能耗的问题。
本发明的技术方案之一是：
一种基于相位角调整系统的对辊双环模制粒机，它包括第一对辊环模1和第二对辊环模2，其特征在于：所述第一对辊环模1和第二对辊环模2中的一个动力输入端的输入轴4上安装有对第一对辊环模1和第二对辊环模2之间相位角调整的相位角调整装置3，通过所述相位角调整装置3实现对辊双环模制粒机“二次切割副”的构建和调整。
所述相位角调整装置3在结构上采用齿轮式环模动力输入轴相位角调整装置，或是联轴器式环模动力输入轴相位角调整装置，所述的相位角调整装置可采用行星齿轮机构或少齿差齿轮机构及动力输入轴齿轮滑槽式相位角调整装置之一。
所述的相位角调整装置3安装在对辊双环模制粒机的第一对辊环模1和第二对辊环模2中的一个动力输入端的输入轴4上，利用该相位角调整装置3，调整动力输入齿轮7或是带相位角调整系统的联轴器相对于所述输入轴4之间的相位角，进而实现对第一对辊环模1和第二对辊环模2之间相位角调整，通过对辊双环模之间的相对运动构成“两个二次切割刃之间相错切割的二次切割模式，从系统上实现对辊双环模制粒机的二次切割副的构建和调整。
所述的相位角调整装置3在结构上采用一种“动力输入齿轮滑槽式相位角调整结构”，它由装配在第一对辊环模1或第二对辊环模2上的从动输入轴4上的动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮7、调整紧固螺栓8、平键及键槽5所构成；动力输入调整齿轮7套装在所述的输入轴4上并与安装在另一主动输入轴4上的主动齿轮相啮合，主动齿轮带动动力输入调整齿轮7转动，动力输入调整齿轮7带动与其整体连接的动力输入调整联接盘6转动，动力输入调整联接盘6通过键带动从动输入轴4转动，进而带动对应的第一对辊环模1或第二对辊环模2转动；动力输入调整联接盘6和动力输入调整齿轮7同轴地套装在一起，在动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮7中，有一个上开有径向第一调节锁定滑槽11，在另一个上开有与径向线夹有一角度α1的第二调节锁定滑槽21；调整紧固螺栓8装在第一调节锁定滑槽11与第二调节滑槽21中，通过调整紧固螺栓8的径向位置和利用第一调节锁定滑槽11与第二调节滑槽21之间的角度差α1，实现动力输入调整联接盘6与动力输入调整齿轮7之间的相位角调整；当相位角调整到位后，通过调整紧固螺栓8将动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮7并紧锁定，充分利用角度差α1（取值为360度除以第一对辊环模或第二对辊环模的周向模孔数）较小，调整紧固螺栓8与第一调节锁定滑槽11与第二调节滑槽21之间完全在斜面自锁范围之内的特点，在保证相位角稳定不变的条件下实现大扭矩的动力传输。
所述的“动力输入齿轮滑槽式相位角调整结构”在结构上采用“单调整滑槽+多锁紧点”的结构形式，或采用“多调整滑槽+多锁紧点”的结构形式。
所述的动力输入调整联接盘6内孔键槽5设置有两个调整键槽，两个调整键槽在对称平面上的角度差为α2，α2的取值范围为环模周向相邻模孔间夹角α1 的0.3～0.7倍；其目的是减小第一调节锁定滑槽11与第二调节滑槽21之间的角度差，以提高相位角的调节精度和装置的自锁能力。
本发明的技术方案之二是：
一种对辊双环模制粒机的相位角调整方法，其特征在于：在对辊双环模制粒机进行装配或调整时，首先将相位角调整装置3通过平键及键槽5装配在第一对辊环模1或第二对辊环模2中的从动环模的动力输入轴4上并实现周向定位，然后利用相位角调整装置3调整动力输入齿轮7相对于主动环模的动力输入轴4之间相位角，以实现二次切割副的形成；当因对辊双环模制粒机因零部件（如齿轮传动副）磨损而影响两对辊环模之间相位角关系，并进一步影响二次切割副的工作性能时，再次调整相位角调整装置3中的调整紧固螺栓8的位置，调整第一调节锁定滑槽11与第二调节滑槽21的夹角，实现二次切割副的再次形成。
当二次切割刃磨损不能实现有效切割时，尤其是第一对辊环模1或第二对辊环模2齿圈间的二次切割刃13磨损严重时，则可通过更换或修整第一对辊环模1或第二对辊环模2中模块化结构的可更换的带二次切割刃13的切割齿15或用调整垫片16提高切割齿15的高度再次进入新的循环。
本发明的对辊双环模制粒机中使用的动力输入齿轮滑槽式相位角调整装置可用于各种需相位角调整的技术领域。
详述如下：
一种基于相位角调整系统的对辊双环模制粒机，它包括制粒机机体、动力输入系统、第一对辊环模1、第二对辊环模2，在对辊双环模制粒机的两个对辊环模1、2其中的一个动力输入端的输入轴4上安装有对辊双环模间相位角调整装置3，该相位角调整装置3在结构上可采用齿轮式环模动力输入轴相位角调整装置，或是联轴器式环模动力输入轴相位角调整装置，相位角调整装置3中的“相位角精（微）调整机构”可采用行星齿轮机构或少齿差齿轮机构，进一步地采用一种“动力输入轴齿轮滑槽式相位角调整装置”；在对辊双环模制粒机进行装配或调整时，首先将相位角调整装置3通过平键及键槽5装配在环模动力输入轴4上并实现周向定位，然后利用对辊双环模间相位角调整装置3中的“相位角精（微）调整机构”，调整动力输入齿轮7（或是带相位角调整系统的联轴器）相对于环模动力输入轴4之间相位角，进而实现对两个对辊环模1、2之间相位角调整，实现对辊双环模制粒机的“二次切割副”的构建和调整。相位角调整装置3安装在对辊双环模制粒机的两个对辊环模1、2其中的一个动力输入端的输入轴4上，利用该相位角调整装置3，调整其中的动力输入齿轮7（或是带相位角调整系统的联轴器）相对于环模动力输入轴4之间相位角，进而实现对两个对辊环模1、2之间相位角调整，通过对辊双环模之间的相对运动构成“两个二次切割刃之间相错切割的二次切割模式和切割机理”，从系统上实现对辊双环模制粒机的二次切割副的构建和调整。通过对辊双环模之间的相对运动构成“两个二次切割刃之间相错切割的二次切割模式和切割机理”，从系统上实现对辊双环模制粒机的二次切割副的构建和调整。所述的对辊双环模间相位角调整装置3，在结构上采用一种“动力输入齿轮滑槽式相位角调整结构”，该相位角调整装置3是由装配在动力输入轴4上的动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮（盘）7、调整紧固螺栓8、平键及键槽5所构成；动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮（盘）7同轴地套装在一起，在动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮（盘）7中，有一个上开有径向调节锁定滑槽11，在另一个上开有与径向线夹有一角度α1的调节锁定滑槽21；调整紧固螺栓8装在两调节锁定滑槽11、21中，通过调整紧固螺栓8的径向位置和利用两调节锁定滑槽11、21之间的角度差α1，实现动力输入调整联接盘6与动力输入调整齿轮（盘）7之间的相位角调整；当相位角调整到位后，通过调整紧固螺栓8将动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮（盘）7并紧锁定，充分利用角度差α1较小，调整紧固螺栓8与调节锁定滑槽11、21之间完全在斜面自锁范围之内的特点，在保证相位角稳定不变的条件下实现大扭矩的动力传输。装配在动力输入轴4上的动力输入调整联接盘6内孔键槽5设置为两个调整键槽51和52，两个调整键槽51、52在对称平面上的角度差为α2 53，α2 53的取值范围为环模周向相邻模孔间夹角α1的0.3～0.7倍；其目的是优化和减小两调节锁定滑槽11、21之间的角度差为α1调整量，以提高相位角的调节精度和装置的自锁能力。
所述的对辊双环模间“相位角调整装置”3，在结构上可以是齿轮式环模动力输入轴相位角调整装置，或是联轴器式环模动力输入轴相位角调整装置（附图中没有给出），在实现“两对辊环模之间轴相位角的调整和控制”的同时，满足对辊双环模动力（扭矩）的输入要求；所述的对辊双环模间相位角调整装置3中的“相位角精（微）调整机构”，可采用“动力输入齿轮滑槽式相位角调整结构”，也可采用行星齿轮机构或少齿差齿轮机构。
本发明的有益效果是：
1、“对辊双环模相位角调整装置”是高性能对辊双环模制粒机不可或缺的重要组成部分。本发明提供的一种基于相位角调整系统的对辊双环模制粒机，是对CN111545219A《一种装配式对辊环模颗粒成型机》的技术补充和完善，两者技术的结合是高性能（具有完善切割功能的）对辊双环模制粒机中的二次切割系统构建的必要而充分的条件。
2、本发明在对辊双环模制粒机采用了“对辊双环模相位角调整装置”，实现对两个对辊环模之间相位角调整，通过对辊双环模之间的相对运动，构建了一种“两个二次切割刃之间相错切割的二次切割模式和切割机理”，有效地优化和提高了对辊双环模制粒机的切割功能。
3、本发明提供的基于相位角调整系统的对辊双环模制粒机，以及动力输入齿轮滑槽式相位角调整装置，具有结构简单、可靠、高效的特点，可解决对辊式环模制粒机的提高生产效率和降低能耗问题，特别是为秸秆及纤维类生物质颗粒成型提供相关技术和装备。
4、本发明提供的动力输入齿轮滑槽式相位角调整装置，可用于各种需相位角调整的技术领域。
附图说明
图1 是常规对辊双环模喂料系统示意图。
图2 是德国克罗尼（KRONE）颗粒成型机及国内企业借鉴设计制造的环模结构示意图。
图3 是是国内借鉴设计制造（CN 110252199 A）的对辊环模的模孔及槽底局部结构示意图。
图4 是是本发明构建对辊双环模“二次切割机理”的基本原理示意图。
图5 是本发明对辊双环模制粒机的总体结构平面布置示意图。
图6 是一种对辊双环模制粒机的双轴动力输入模式（CN 121642362 A）。
图7 是本发明的动力输入轴齿轮滑槽式相位角调整装置的装配示意图。
图8 是本发明的一种“单调整滑槽+多锁紧点”相位角调整装置的结构形式。
图9是本发明的二次切割结构原理示意图。
图中：1-第一对辊环模；2-第二对辊环模；3-相位角调整装置；4-动力输入轴（主动或从动）；5-平键及键槽；51-调整键槽一；52-调整键槽二；53-两键槽角度差α2；6-动力输入调整联接盘；7-动力输入调整齿轮（盘）；8-调整紧固螺栓；9-螺栓装配紧固孔；11-第一（联接盘）调节锁定滑槽；12-（齿圈）一次切割刃；13-（齿圈）第一二次切割刃；14-（切割齿条）第二切割刃；15-切割齿（条）；16-调整垫片；17-齿圈；18-成型模孔；21-第二（齿轮盘）调节锁定滑槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图4、5、7、8所示。
一种基于相位角调整系统的对辊双环模制粒机，它包括第一对辊环模1和第二对辊环模2，所述第一对辊环模1和第二对辊环模2中的一个动力输入端的输入轴4（从动轴）上安装有对第一对辊环模1和第二对辊环模2之间相位角调整的相位角调整装置3，通过所述相位角调整装置3实现 “二次切割副”的构建和调整，如图5、6所示。具体而言，所述相位角调整装置3在结构上可采用图7、8所示的齿轮式环模动力输入轴相位角调整装置，或是联轴器式环模动力输入轴相位角调整装置（可自行设计制造），所述的相位角调整装置可采用行星齿轮机构或少齿差齿轮机构及图7、8所示的动力输入轴齿轮滑槽式相位角调整装置之一。行星齿轮机构或少齿差齿轮机构是一种常规技术，本领域技术人员可自行设计制造，本实施例以动力输入轴齿轮滑槽式相位角调整装置为例重点加以说明。如图7、8所示。本实施例的相位角调整装置3安装在对辊双环模制粒机的第一对辊环模1和第二对辊环模2中的一个动力输入端的输入轴4（图5上侧所示）上，利用该相位角调整装置3，调整动力输入齿轮7（或是带相位角调整系统的联轴器，见图6，现有技术可参照联轴器设计手册进行）相对于所述输入轴4之间的相位角，进而实现对第一对辊环模1和第二对辊环模2之间相位角调整，通过对辊双环模之间的相对运动构成“两个二次切割刃之间相错切割的二次切割模式，从系统上实现对辊双环模制粒机的二次切割副的构建和调整。所述的相位角调整装置3在结构上采用一种“动力输入齿轮滑槽式相位角调整结构”，它由装配在第一对辊环模1或第二对辊环模2上的从动输入轴4上的动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮7、调整紧固螺栓8、平键及键槽5所构成，如图7所示；动力输入调整齿轮7套装在所述的输入轴4上并与安装在另一主动输入轴4上的主动齿轮相啮合，主动齿轮带动动力输入调整齿轮7转动，动力输入调整齿轮7带动与其整体连接的动力输入调整联接盘6转动，动力输入调整联接盘6通过键带动从动输入轴4转动，进而带动对应的第一对辊环模1或第二对辊环模2转动；动力输入调整联接盘6和动力输入调整齿轮7同轴地套装在一起，在动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮7中，有一个上开有径向第一调节锁定滑槽11，在另一个上开有与径向线夹有一角度α1的第二调节锁定滑槽21；调整紧固螺栓8装在第一调节锁定滑槽11与第二调节滑槽21中，通过调整紧固螺栓8的径向位置和利用第一调节锁定滑槽11与第二调节滑槽21之间的角度差α1，实现动力输入调整联接盘6与动力输入调整齿轮7之间的相位角调整；当相位角调整到位后，通过调整紧固螺栓8将动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮7并紧锁定，充分利用角度差α1（取值为360度除以第一对辊环模或第二对辊环模的周向模孔数）较小，调整紧固螺栓8与第一调节锁定滑槽11与第二调节滑槽21之间完全在斜面自锁范围之内的特点，在保证相位角稳定不变的条件下实现大扭矩的动力传输。所述的“动力输入齿轮滑槽式相位角调整结构”在结构上既可采用“单调整滑槽+多锁紧点”的结构形式（图8），或采用“多调整滑槽+多锁紧点”的结构形式（图中未示出）。所述的动力输入调整联接盘6内孔键槽5设置有两个调整键槽，两个调整键槽在对称平面上的角度差为α2，α2的取值范围为环模周向相邻模孔间夹角α1 的0.3～0.7倍；其目的是减小第一调节锁定滑槽11与第二调节滑槽21之间的角度差，以提高相位角的调节精度和装置的自锁能力。
本发明相位角调整方法是：在对辊双环模制粒机进行装配或调整时，首先将相位角调整装置3通过平键及键槽5装配在第一对辊环模1或第二对辊环模2中的从动环模的动力输入轴4上并实现周向定位，然后利用相位角调整装置3调整动力输入齿轮7相对于主动环模的动力输入轴4之间相位角，以实现二次切割副的形成；当因对辊双环模制粒机因零部件（如齿轮传动副）磨损而影响两对辊环模之间相位角关系，并进一步影响二次切割副的工作性能时，再次调整相位角调整装置3中的调整紧固螺栓8的位置，调整第一调节锁定滑槽11与第二调节滑槽21的夹角，实现二次切割副的再次形成。
当二次切割刃磨损不能实现有效切割时，尤其是第一对辊环模1或第二对辊环模2齿圈间的二次切割刃13磨损严重时，则可通过更换或修整第一对辊环模1或第二对辊环模2中模块化结构的可更换的带第二二次切割刃14的切割齿15或用调整垫片16提高切割齿15的高度再次进入新的循环。
详述如下：
图2和图3是德国克罗尼（KRONE）颗粒成型机及国内企业借鉴设计制造的对辊环模结构示意图，图4 是本发明构建对辊双环模“二次切割机理”的基本原理示意图。
从图4可知，一个环模的外圆上的二次切割刃口与另一个相啮合的环模的槽底上的二次切割刃口构成“切割副”的基本和必要条件之一是：“在对辊环模的工作运动过程中，两个相互作用的二次切割刃口能够同时处在和通过‘过两对辊环模轴线的平面上’”。从图2和图3可知，（1）德国和国内企业设计制作的对辊环模槽底的相邻模孔之间为一“小曲面”，即便是依靠高精度的加工和装配来使得另一个环模顶圆上的二次切割刃口与该“小曲面”能够同时处在和通过过两对辊环模轴线的平面上，其所构成的二次切割副也只是一种“单刃口＋曲面”的切割副形式（常规垃圾破碎机也均是采用这种结构模式和切割机理）；（2）当加工和装配精度达不到技术要求，或者是当两动力输入装置（如齿轮）磨损时，将无法构成“二次切割副”（切割刃口极容易位于成型模孔上）。其结果是造成设备生产效率下降、能耗增加，更为重要的是制约了该技术及制粒机在秸秆等纤维类生物质制粒成型技术领域的应用。
图6是一种对辊双环模制粒机的双轴动力输入模式（CN 121642362 A），同样也是没有考虑和研究“对辊双环模相位角的调整装置和系统”以及对切割系统的技术影响问题，仅从“增加对辊式生物质颗粒机的制粒动力…，以提高制粒效率”，因此，该项技术是难以实现“提高制粒效率”，更是难以降低能耗。
如4～7所示。本发明提供一种基于相位角调整系统的对辊双环模制粒机，该对辊双环模制粒机包括制粒机机体、动力输入系统、第一对辊环模1、第二对辊环模2，在对辊双环模制粒机的两个对辊环模1、2其中的一个动力输入端的输入轴4上安装有“对辊双环模间相位角调整装置”3，该相位角调整装置3在结构上可采用齿轮式环模动力输入轴相位角调整装置，或是联轴器式环模动力输入轴相位角调整装置，相位角调整装置3中的“相位角精（微）调整机构”可采用行星齿轮机构或少齿差齿轮机构，进一步地采用一种“动力输入轴齿轮滑槽式相位角调整装置”；
在对辊双环模制粒机进行装配或调整时，首先将相位角调整装置3通过平键及键槽5装配在环模动力输入轴4上并实现周向定位，然后利用对辊双环模间相位角调整装置3中的“相位角精（微）调整机构”，调整动力输入齿轮7（或是带相位角调整系统的联轴器）相对于环模动力输入轴4之间相位角，进而实现对两个对辊环模1、2之间相位角调整，实现对辊双环模制粒机的“二次切割副”的构建和调整。
进一步地，相位角调整装置3安装在对辊双环模制粒机的两个对辊环模1、2其中的一个动力输入端的输入轴4上，利用该相位角调整装置3，调整其中的动力输入齿轮7（或是带相位角调整系统的联轴器）相对于环模动力输入轴4之间相位角，进而实现对两个对辊环模1、2之间相位角调整。
由图4可知，由于在CN111545219A《一种装配式对辊环模颗粒成型机》的技术中，已经通过对环模进行结构设计，解决了在环模槽底构成了二次切割刃（口）结构的问题，现利用本发明可进一步地通过对辊双环模间相位角调整装置3，调整其中的动力输入齿轮7与环模动力输入轴4之间的相位角，使得图4中环模1外圆上的二次切割刃口与其相啮合的环模2槽底上的二次切割刃口，在“对辊环模的工作运动过程中，两个相互作用的二次切割刃口能够同时处在和通过‘过两对辊环模轴线的平面上’”。本发明与CN111545219A《一种装配式对辊环模颗粒成型机》的技术相互补充、相互支撑，共同满足了“二次切割副”构建必要而充分的条件。
从上述具体实施方式的分析可知，本发明的主要特点是：
（1）能够进一步地保证两个相互作用的二次切割刃口之间稳定地构建“二次切割副”；
（2）由于二次切割刃（口）的结构不同，形成了一种与德国技术不同的切割副形式；
（3）在切割机理上，充分地利用“构成二次切割副的两个刃口”分别位于两个环模上，并且由于半径R不同和线速度不同的结构原理，在两对辊环模相对等速运动过程中，当两个刃口在同时经过“过两对辊环模轴线的平面”的运动时，就形成了一种“两刃口相错切割的切割模式和切割机理”，该切割机理与德国克罗尼（KRONE）技术相比具有明显的技术优势；
（4）由于在对辊双环模制粒机中采用了“对辊双环模间相位角调整装置3”，无论是在对辊双环模制粒机进行装配时，还是在零部件磨损需要调整时，都可以方便地对“二次切割副”进行调整。
（5）应用本发明技术的结果可解决对辊式环模制粒机的提高生产效率和降低能耗问题，特别是为秸秆及纤维类生物质颗粒成型提供相关技术和装备。
如图5和图7～8所示，本发明进一步地提供一种“动力输入轴齿轮滑槽式相位角调整装置”3。
所述的对辊双环模间相位角调整装置3，在结构上采用一种“动力输入齿轮滑槽式相位角调整结构”，该相位角调整装置3是由装配在动力输入轴4上的动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮（盘）7、调整紧固螺栓8、平键及键槽5所构成；动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮（盘）7同轴地套装在一起，在动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮（盘）7中，有一个上开有径向调节锁定滑槽11，在另一个上开有与径向线夹有一角度α1的调节锁定滑槽21；调整紧固螺栓8装在两调节锁定滑槽11、21中，通过调整紧固螺栓8的径向位置和利用两调节锁定滑槽11、21之间的角度差α1，实现动力输入调整联接盘6与动力输入调整齿轮（盘）7之间的相位角调整；当相位角调整到位后，通过调整紧固螺栓8将动力输入调整联接盘6、动力输入调整齿轮（盘）7并紧锁定，充分利用角度差α1较小，调整紧固螺栓8与调节锁定滑槽11、21之间完全在斜面自锁范围之内的特点，在保证相位角稳定不变的条件下实现大扭矩的动力传输。进一步地，所述的“动力输入齿轮滑槽式相位角调整”3，在结构上可以采用“单调整滑槽+多锁紧点”的结构形式，或采用“多调整滑槽+多锁紧点”的结构形式。
装配在动力输入轴4上的动力输入调整联接盘6内孔键槽5设置为两个调整键槽51和52，两个调整键槽51、52在对称平面上的角度差为α2 53，α2 53的取值范围为环模周向相邻模孔间夹角α1的0.3～0.7倍；其目的是减小两调节锁定滑槽11、21之间的角度差为α1调整量，以提高相位角的调节精度和装置的自锁能力。
进一步地，所述的对辊双环模间“相位角调整装置”3，在结构上可以是齿轮式环模动力输入轴相位角调整装置，或是联轴器式环模动力输入轴相位角调整装置（附图中没有给出），在实现“两对辊环模之间轴相位角的调整和控制”的同时，满足对辊双环模动力（扭矩）的输入要求；所述的对辊双环模间相位角调整装置3中的“相位角精（微）调整机构”，可采用“动力输入齿轮滑槽式相位角调整结构”，也可采用行星齿轮机构或少齿差齿轮机构。
本发明所提供的一种“动力输入轴齿轮滑槽式相位角调整装置”3，其主要特点是：
（1）在对辊双环模制粒机中采用对辊双环模相位角调整装置，通过对辊双环模间相位角调整装置，调整其中的动力输入齿轮与环模动力输入轴之间相位角，进而实现对两个对辊环模之间相位角调整，为从系统上实现对辊双环模制粒机的二次切割副的构建、调整和控制，解决对辊式环模制粒机提高生产效率和降低能耗的问题，提供技术支撑；
（2）进一步地所提供一种“动力输入轴齿轮滑槽式相位角调整装置”3。该动力输入轴齿轮滑槽式相位角调整装置，具有结构简单、调整方便、自锁能力强，在保证相位角稳定不变的条件下实现大扭矩的动力传输的特点；
（3）所述的动力输入齿轮滑槽式相位角调整装置3可用于各种需要相位角调整的技术领域。
图9是本发明的二次切割刃的结构原理示意图。
图9中，第一对辊环模1和第二对辊环模2的结构对称相同，在空心环模基体上轴向间隔安装有齿圈17，齿圈17的外圈是凹弧形齿槽，凹弧形齿槽的两侧形成径向的用于对物料进行轴向切割的一次切割刃12，相邻的两个凹弧形齿槽的结合部形成一个用于对径向物料和经一次切割刃切割后的物料进行二次切割的第一二次切割刃13，第一对辊环模1和第二对辊环模2的齿圈17之间均安装有带第二二次切割刃14的模块化结构的切割齿15，相邻的模块化的切割齿15之间是供切割后的物料进入环模基体中的成型模孔18。切割齿15使第一对辊环模1和第二对辊环模2上形成对啮通道，从而形成第一切割副的同时形成第二切割副，第一切割副由第一对辊环模1上的第一切割刃12和第二对辊环模2上的第一切割刃12组成，对辊过程中实现错位切割。
本发明的最大创新是在第一对辊环模1或第二对辊环模2上的第一二次切割刃13与第二对辊环模2或第一对辊环模1上的对啮通道中的第二二次切割刃14进行啮合形成二次切割副，二次切割后的物料沿切割齿15上的导向斜面19进入成型模孔18中，改变了传统的无刃弧面与第一二次切割刃13碾压切断方式，大大减少了功率损失，使物料更易实现二次切割，可有效地降低能耗。为了保证第一二次切割刃13与第二二次切割刃14能有效的进行啮合，本发明设计了相位角调整装置3既保证了二次切割的顺利进行，又保证了当设备运行精度下降而影响两对辊环模之间相位角关系，并进一步影响二次切割副的工作性能时，可通过再次调整相位角调整装置3中的调整紧固螺栓8的位置，调整第一调节锁定滑槽11与第二调节滑槽21的夹角，实现二次切割副的再次形成。
而当二次切割刃磨损不能实现有效切割时，尤其是第一对辊环模1或第二对辊环模2齿圈间（对啮通道中）的二次切割刃13磨损严重时，则可通过更换或修整第一对辊环模1或第二对辊环模2中模块化结构的可更换的切割齿15或用调整垫片16提高切割齿15的高度再次进入新的循环。
本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (8)
1.一种基于相位角调整系统的对辊双环模制粒机，它包括第一对辊环模（1）和第二对辊环模（2），其特征在于：所述第一对辊环模（1）和第二对辊环模（2）中的一个动力输入端的输入轴（4）上安装有对第一对辊环模（1）和第二对辊环模（2）之间相位角调整的相位角调整装置（3），通过所述相位角调整装置（3）实现对辊双环模制粒机“二次切割副”的构建和调整。
2.根据权利要求1所述的对辊双环模制粒机，其特征在于：所述相位角调整装置（3）在结构上采用齿轮式环模动力输入轴相位角调整装置，或是联轴器式环模动力输入轴相位角调整装置，所述的相位角调整装置可采用行星齿轮机构或少齿差齿轮机构及动力输入轴齿轮滑槽式相位角调整装置之一。
3.根据权利要求1或2所述的对辊双环模制粒机，其特征在于：所述的相位角调整装置（3）安装在对辊双环模制粒机的第一对辊环模（1）和第二对辊环模（2）中的一个动力输入端的输入轴（4）上，利用该相位角调整装置（3），调整动力输入齿轮（7）或是带相位角调整系统的联轴器相对于所述输入轴（4）之间的相位角，进而实现对第一对辊环模（1）和第二对辊环模（2）之间相位角调整，通过对辊双环模之间的相对运动构成“两个二次切割刃之间相错切割的二次切割模式，从系统上实现对辊双环模制粒机的二次切割副的构建和调整。
4.根据权利要求1或2所述的对辊双环模制粒机，其特征在于：所述的相位角调整装置（3）在结构上采用一种“动力输入齿轮滑槽式相位角调整结构”，它由装配在第一对辊环模（1）或第二对辊环模（2）上的从动输入轴（4）上的动力输入调整联接盘（6）、动力输入调整齿轮（7）、调整紧固螺栓（8）、平键及键槽（5）所构成；动力输入调整齿轮（7）套装在所述的输入轴（4）上并与安装在另一主动输入轴（4）上的主动齿轮相啮合，主动齿轮带动动力输入调整齿轮（7）转动，动力输入调整齿轮（7）带动与其整体连接的动力输入调整联接盘（6）转动，动力输入调整联接盘（6）通过键带动从动输入轴（4）转动，进而带动对应的第一对辊环模（1）或第二对辊环模（2）转动；动力输入调整联接盘（6）和动力输入调整齿轮（7）同轴地套装在一起，在动力输入调整联接盘（6）、动力输入调整齿轮（7）中，有一个上开有径向第一调节锁定滑槽（11），在另一个上开有与径向线夹有一角度α1的第二调节锁定滑槽（21）；调整紧固螺栓（8）装在第一调节锁定滑槽（11）与第二调节滑槽（21）中，通过调整紧固螺栓（8）的径向位置和利用第一调节锁定滑槽（11）与第二调节滑槽（21）之间的角度差α1，实现动力输入调整联接盘（6）与动力输入调整齿轮（盘）（7）之间的相位角调整；当相位角调整到位后，通过调整紧固螺栓（8）将动力输入调整联接盘（6）、动力输入调整齿轮（7）并紧锁定，充分利用角度差α1较小，调整紧固螺栓（8）与第一调节锁定滑槽（11）与第二调节滑槽（21）之间完全在斜面自锁范围之内的特点，在保证相位角稳定不变的条件下实现大扭矩的动力传输。
5.根据权利要求4所述的对辊双环模制粒机，其特征在于：所述的“动力输入齿轮滑槽式相位角调整结构”在结构上采用“单调整滑槽+多锁紧点”的结构形式，或采用“多调整滑槽+多锁紧点”的结构形式。
6.根据权利要求4所述的对辊双环模制粒机，其特征在于：所述的动力输入调整联接盘（6）内孔键槽（5）设置有两个调整键槽，两个调整键槽在对称平面上的角度差为α2，α2的取值范围为环模周向相邻模孔间夹角α1 的0.3～0.7倍；其目的是减小第一调节锁定滑槽（11）与第二调节滑槽（21）之间的角度差，以提高相位角的调节精度和装置的自锁能力。
7.一种权利要求4所述的对辊双环模制粒机的相位角调整方法，其特征在于：在对辊双环模制粒机进行装配或调整时，首先将相位角调整装置（3）通过平键及键槽（5）装配在第一对辊环模（1）或第二对辊环模（2）中的从动环模的动力输入轴（4）上并实现周向定位，然后利用相位角调整装置（3）调整动力输入齿轮（7）相对于主动环模的动力输入轴（4）之间相位角，以实现二次切割副的形成；当对辊双环模制粒机因零部件磨损而影响两对辊环模之间相位角关系，并进一步影响二次切割副的工作性能时，再次调整相位角调整装置（3）中的调整紧固螺栓（8）的位置，调整第一调节锁定滑槽（11）与第二调节滑槽（21）的夹角，实现二次切割副的再次形成。
8.一种权利要求4所述的对辊双环模制粒机，其特征在于：所述的动力输入齿轮滑槽式相位角调整装置用于各种需相位角调整的技术领域。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05293357A (ja) * | 1992-04-15 | 1993-11-09 | Kurimoto Ltd | 乾式の圧縮造粒方法およびその装置 |
| CN2194262Y (zh) * | 1993-05-28 | 1995-04-12 | 达式宪 | 压制有孔颗粒状型煤的对辊成型机 |
| JPH1080797A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-03-31 | Sintokogio Ltd | ブリケットマシン |
| CN203004360U (zh) * | 2012-11-07 | 2013-06-19 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种对辊式压球机的孔窝对正调节装置 |
| CN203090867U (zh) * | 2012-12-12 | 2013-07-31 | 北京国药龙立自动化技术有限公司 | 一种用于干法制粒机的双组式联轴滚压装置 |
| CN203764314U (zh) * | 2014-01-10 | 2014-08-13 | 中信重工机械股份有限公司 | 一种无壳体式对辊挤压机 |
| CN204074025U (zh) * | 2014-09-27 | 2015-01-07 | 河南黄河旋风股份有限公司 | 可调节的对辊造粒机 |
| CN110252199A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-09-20 | 江苏三一环境科技有限公司 | 颗粒机辊筒及颗粒机 |
| CN111545129A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-18 | 金湖禾一生物科技有限公司 | 一种装配式对辊环模颗粒成型机 |
| US20210245126A1 (en) * | 2019-03-29 | 2021-08-12 | Zhejiang Canaan Technology Limited | Dry granulator |
-
2021
- 2021-12-27 CN CN202111615045.6A patent/CN114259948A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05293357A (ja) * | 1992-04-15 | 1993-11-09 | Kurimoto Ltd | 乾式の圧縮造粒方法およびその装置 |
| CN2194262Y (zh) * | 1993-05-28 | 1995-04-12 | 达式宪 | 压制有孔颗粒状型煤的对辊成型机 |
| JPH1080797A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-03-31 | Sintokogio Ltd | ブリケットマシン |
| CN203004360U (zh) * | 2012-11-07 | 2013-06-19 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种对辊式压球机的孔窝对正调节装置 |
| CN203090867U (zh) * | 2012-12-12 | 2013-07-31 | 北京国药龙立自动化技术有限公司 | 一种用于干法制粒机的双组式联轴滚压装置 |
| CN203764314U (zh) * | 2014-01-10 | 2014-08-13 | 中信重工机械股份有限公司 | 一种无壳体式对辊挤压机 |
| CN204074025U (zh) * | 2014-09-27 | 2015-01-07 | 河南黄河旋风股份有限公司 | 可调节的对辊造粒机 |
| US20210245126A1 (en) * | 2019-03-29 | 2021-08-12 | Zhejiang Canaan Technology Limited | Dry granulator |
| CN110252199A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-09-20 | 江苏三一环境科技有限公司 | 颗粒机辊筒及颗粒机 |
| CN111545129A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-18 | 金湖禾一生物科技有限公司 | 一种装配式对辊环模颗粒成型机 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 黄爱民: "辊压式成型机球窝同步调节理论分析", 水力采煤与管道运输, no. 03, 30 October 2001 (2001-10-30), pages 15 - 17 * |
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