环模制粒机是饲料机械四大主机之一,很大程度上决定了饲料加工产量,在饲料加工过程中占有非常重要的地位。目前,国内在环模制粒机制粒机理方面的研究几乎是空白,而且制粒机与国外同类型设备相比仍然存在结构不合理,生产效率偏低、能耗偏高等缺陷,这极大地制约了产品的国际竞争力。研究环模制粒机理与结构优化技术,对提升饲料机械整体设计、制造水平,促进饲料工业的发展具有重要的理论意义与实用价值。本文的主要工作如下:1.分析了制粒过程中物料层在制粒室的分布情况,指出了物料层分布的三个区域之间的联系,对环模和压辊之间的物料受力状况进行了分析,推导了供料区物料层最佳厚度理论公式。2.分析了环模孔在物料挤压过程中的受力情况,建立了环模孔挤压受力数学模型,并基于该模型分析了物料特性对制粒过程的影响,揭示了物料泊松比、摩擦系数和环模长径比与制粒过程中挤压力之间的关系。3.研究了环模孔受力简化模型,并基于简化模型对环模孔口进行了有限元受力分析,结果表明环模孔进料口倒角越大,所受应力越小,物料更容易被挤压,相应的环模使用寿命越长。4.研究了环模和压辊的结构参数与压入物料高度及环模制粒机生产效率之间的关系。分析了大小辊环模制粒机和三辊式环模制粒机在提高生产效率方面的优势,并进行了优化计算。5.推导了环模制粒机能耗理论模型,分析了影响环模制粒机能耗的因素,揭示了环模线速度与制粒能耗之间的关系,并进行了试验验证。本课题针对环模制粒机制粒原理和性能方面做了比较全面的研究,研究成果对提高环模制粒机的制粒质量、生产效率、制粒能耗与使用寿命具有一定的参考价值和应用价值。