从制粒工艺到环模本身的各因素来看，环模制粒机(也称颗粒机)的工作性能受到各方面的影响，如果单从制粒质量的角度出发，我们通过试验分析是可以达到想要的目标，对制粒质量的影响因素可以分出与各指标的相关性，如前制粒工艺参数的优化，对于饲料的调质温度、调制水分、油脂添加量、饲料的粉碎粒度与生产率、粉化率、电耗之间的影响关系，进行了试验分析，找到了各个因素不同水平的优化组合。
环模制粒机的性能从制粒质量、生产率到电耗，这些都是环模制粒机设计厂家及用户都非常关心的性能指标，但是就另一个指标环模的使用寿命问题也同样是一个不容忽视的问题，对于这一指标在环模制粒机的整机性能也是十分重要的，因此综合评价指标必须考虑环模的使用寿命。
本课题旨在围绕整机性能的提高和优化进行研究，不仅要对影响整机性能的工艺参数优化，还要通过对环模不同模型的有限元分析进行结构参数优化，实现整机性能优化的目的，为实现这一目的，本文通过ANSYS对核心部件环模结构动力学、结构静力学、热结构耦合分析，研究结构参数的变化而引起的环模平均应力的变化对综合指标的影响，深层次研究调质后物料的特性对综合指标的影响。
把环模的开孔率、长径比（模孔的长度与模孔的直径之比）作为重要的参数，安排环模的开孔率、长径比、正交试验表的每组试验三者作为因素，开孔率A 35%、30%、40%分别为1，2，3个三水平，长径比B 5.78、6.22、6.67、7.11、7.56依次为五个水平，正交试验表的每组试验C9个水平。通过ANSYS对环模的结构应力与应变后处理分析及强大的解算能力，进行排列组合式的试验分析，完成对环模结构的定量分析。
2、结果与分析
2.1对平均应力的评价分析
平均应力极差分析如表5.3
表5.3平均应力极差分析
平均应力与各因素关系如图5.12
通过图表可以知道试验组这一因素对应力影响最大，说明进入制粒室的混合饲料不仅对制粒质量、生产率、电耗影响大，而且还直接关系着环模的使用寿命，很显然混合饲料的调质后所具备的物料特性，对环模使用寿命影响较大；其次是开孔率，30%的开孔率时平均应力2276.04，长径比对平均应力影响最小，长径比7.56时平均应力为2085.04，长径比为6.67时平均应力为2486.56;因此，在这组优化和有限元分析，就平均应力指标而言开孔率为30%、长径比7.56、第7组试验为最佳组合，也就是开孔率30%、长径比7.56、调质温度81度、油脂添加量Skg/吨、粉碎粒度3 mm时环模制粒机使用寿命最长。
2.2综合评价
上述配合中平均应力最小，但是不能说明这就是最佳的组合，在衡量环模制粒机的性能还必须考虑其它指标是否也达到了优化，因此对平均应力指标、生产率、电耗、粉化率做一个权重分级，平均应力权重25、生产率25、电耗20、粉化率30。
综合指标极差分析如表5.4
表5.4各因素不同水平下综合指标值极差分析
综合指标值与各因素关系如图5.13
从图表可以知道，调质因素仍然对整机性能有着重要的影响，通过分析研究表明，在C7、A3、B5下环模制粒机的综合性能较优，也就是环模的开孔率40%，长径比7.56，调质温度81度，油脂添加量Skg/吨，粉碎粒度3 mm时，环模制粒机有较好的综合性能，分析还表明环模制粒机的整机性能提高必须是制粒工艺与环模结构的关联优化，从折线图可以清楚的看出调制后物料的特性对综合指标值影响颇大，其次是环模的结构参数；极差分析表明环模的开孔率也对综合指标值有较明显的影响，环模结构参数开孔率和长径比的变化，整体上对制粒机整机性能的提高（即结构参数变化的影响），贡献率为15.3%；在2号组试验综合指标值最大，此时调质温度60度，油脂添加量9kg/t，粉碎粒度1.5mm；在6号试验组为因素时综合指标值具有度量性质，也就是一般情况调质温度为77度，油脂添加量为13kg/t，粉碎粒度3mm时的综合指标值为中性，指标值低于它为较好的值；混合饲料调质后温度、粉碎粒度、油脂添加量等整体上对制粒机整机性能的提高（即物料的影响），贡献率为84.7%。
对于物料和结构参数对总指标的影响，进一步深入研究，开孔率、长径比混合饲料的调质温度、油脂添加量、粉碎粒度等各个因素对综合指标值的影响规律如图5.14所示：
从图5.14中可以看出，调质温度对综合指标的影响最大，再依次是油脂添加量、开孔率、粉碎粒度、长径比。对调质温度、油脂添加量、粉碎粒度、开孔率、长径比等因素与综合指标的关系进行二次多项式回归分析，得到如下回归方程：
(r相关系数：0.960662)
Y-综合指标值；Xl-开孔率；X2-长径比；
X3-调质温度；X4-油脂添加量；X5-粉碎粒度；环模制粒机的实际工作参数、结构参数与优化值的比较如图5.15所示：
实际厂家在生产中，环模的开孔率为35.6%，在这以35%作为实际开孔率，制粒中采用的调质温度77度，油脂添加量13kg/t，粉碎粒度3mm，长径比6.67;优化曲线的开孔率40%，调质温度81度，油脂添加量Skg/t，粉碎粒度3mm，长径比7.56;从比较曲线来看，似乎差异性不大，但二者的整体评价值差异还是较大的，优化曲线的综合评价值为3 8.78，而实际曲线的综合评价值为72.44，指标值越小越好，因此优化曲线的结构参数和工艺参数为最优。
小结
本文在UG环境下对环模制粒机核心部件环模参数化建模，解决UG与ANSYS的接口问题，以IDEAS为接口中介，实现环模在ANSYS下的仿真模型，利用ANSYS对其进行结构静力学、结构动力学、结构热耦合分析，以得到的平均应力作为环模制粒机使用寿命指标，与试验指标粉化率、生产率、电耗等结合形成对环模制粒机的综合评价，研究环模结构参数及物料属性的变化对环模使用寿命的影响，完成对环模制粒机的整体优化。
通过分析说明，环模制粒机的性能与调质、饲料的粒度、环模的结构有重要的深层次关联；调质因素对整机性能有着重要的影响，环模的开孔率40%，长径比7.56，调质温度81度，油脂添加量5kg/吨，粉碎粒度3 mm时，环模制粒机有较好的综合性能，分析还表明环模制粒机的整机性能提高必须是制粒工艺与环模结构的关联优化，调制后物料的特性对综合指标值影响颇大，其次是环模的结构参数；环模结构参数开孔率和长径比的变化，整体上对制粒机整机性能的提高（即结构参数变化的影响），贡献率为15.3%；混合饲料调质后温度、粉碎粒度、油脂添加量等整体上对制粒机整机性能的提高（即物料的影响），贡献率为84.7%。各个因素与综合指标值的关系，调质温度对综合指标的影响最大，再依次是油脂添加量、开孔率、粉碎粒度、长径比。
在实际生产中，厂家为了提高制粒质量达到标准，往往通过调整间隙，使环模与压辊的工作间隙处于非常规状态，这种忽视设计厂家对于环模制粒机的使用的技术要求，使环模的使用寿命急剧缩短；而设计方也没就饲料的调质、饲料的粉碎粒度作一可靠的科学的定量分析，缺乏对使用者的技术指导；研究工作的结果表明要提高环模制粒机整体性能，照顾各个指标环节，调制因素、饲料粒度等原料因素、环模结构因素必须综合考虑与评价，而要实现这一目标，有限元分析技术与试验设计方法相结合实为科学的、有效的、合理的研究方法。
环模制粒机核心部件的仿真模型主要是在UG环境下完成，解决UG与ANSYS的接口问题，以IDEAS为接口中介，在UG环境下对环模参数化建模，实现环模在ANSYS下的仿真模型；对环模进行了结构力分析并结合实验对其完成优化。
·在对环模制粒机有关研究基础上，建立了合理的约束关系完成了环模制粒机的核心部件的仿真几何模型；
·通过试验研究与分析，完成环模制粒机制粒工艺的参数优化；
·完成对环模的FEA动力学、静力学分析及热结构耦合分析；
·完成制粒工艺参数和环模结构参数的综合优化；
·将试验设计方法与有限元技术结合，探索出一条指导制粒机设计与制粒生产的方法；
一、创新点
·通过有限元分析和试验设计方法结合，实现对环模制粒机性能的整体评价和优化；
·核心部件仿真模型的建立。
二、今后的努力方向
·继续研究影响环模制粒机整体性能的因素，逐步寻找影响因素及相互关系；
·从结构设计的角度，研究环模非常规磨损的原因；
·继续研究环模制粒机的仿真模型，研究零部件的加工精度对环模制粒机性能的影响并优化。
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