生物质燃料成型机（
秸秆压块机、
木屑颗粒机）是将秸秆转换为成型燃料的必备设备，其关键部件环模的设计极为重要。环模的主要参数有环模直径、环模有效压制宽度、环模转速、压辊直径和环模材料。
1、环模参数确定
1.1环模直径和有效宽度
首先根据国内外制粒机参数及优先数列确定环模直径系列为：250、300、320、350、400、420、508、558、678、768mm等；其对应功率为15、22、37、55、75/90、90/110、132/160、180/200、220t250、280/315kW;再根据等有效压制面积与等功率之比值（一般为14~22cm2/kW），确定其环模有效宽度（有效宽度是指环模中间与压棍接触部分宽度）。
1.2环模转速
环模转速与机器本身的几何参数（压辊个数、模孔直径和深度等）有关，根据资料和多年来国内制粒机的技术参数以及对国外样机的数据检测，对于采用两个压辊的环模制粒机来说，环模内径处线速度(也称为环模线速度)4～8m/s较为适宜。线速度将影响挤压区内的料层厚度及物料通过模孔的时间，进而影响制粒机产量和颗粒质量。线速度过高，相同产量条件下环模每转产出的颗粒少，挤压区内料层薄，轴向料层分布不均匀，有可能使挤压区内的物料形成断层，制出的颗粒松软，轴向压出颗粒长度不匀，粉料多，而且对于水分含量较高的物料还容易打滑，甚至根本不能制粒；线速度过低，虽然制出的颗粒质量好，但产量较低，生产成本提高。
1.3压辊直径
颗粒形成的基本原理是通过环模和压辊之间的相互挤压力来克服物料通过模孔的阻力，从而达到制粒的目的。在环模相同的情况下，压棍直径越大，环模和压棍之间形成的三角挤压范围就越大，越有利于挤压作用。理论上讲，单辊的压辊直径可做得最大，挤压时间、挤出效果也最好，但在机器运转时，压辊和压模之间的作用力在主轴、主轴轴承和空轴之间传递，所以单辊制粒机的主轴、主轴轴承和空轴等机械结构比较粗大，只有在小型实验室制粒机及难于制粒的大型秸秆压块机中采用。双压辊制粒机两压辊之间的挤压力在主轴头上平衡，压模上的反作用力相互抵消，设备上的主轴（主轴轴承处）、主轴轴承和空轴等受力小，机械结构紧凑，是实际中使用最多的机型。根据经验确定压辊外径与压模内径之比为0.475，圆整后确定压辊直径。三辊制粒机的三辊之间受力也能平衡，但压辊和压模内径比不大。对用于秸秆、木屑等纤维状物料的制粒机，压辊之间不平衡力与压模上的反作用力之差需要主轴、主轴轴承和空轴来抵消，所以主轴（主轴轴承处）、主轴轴承、空轴、环模和压棍的结构都要加强。
2、颗粒机环模材料选择
在确定了环模的尺寸参数后，还要进行环模材料的选择，材料的性能直接影响环模的强度、耐磨性和抗腐蚀能力。
常见的环模材料主要有碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢三种。碳素结构钢主要有45钢，其热处理硬度一般为HRC45~50，耐磨性和抗腐蚀性都较差，现在基本上被淘汰。合金结构钢主要有20CrMnTi材料，其经过表面渗碳等热处理后，硬度在HRC50以上，并具有良好的力学性能，由此类材料制造的环模强度高，耐磨性好，但缺点是抗腐蚀性差。虽然单只环模成本较低，但使用时吨料生产成本高于不锈钢环模，现也逐渐被淘汰。不锈钢材料主要为4Cr13，其刚度和韧性都较好，热处理采用整体淬火，硬度大于HRC50，并具有良好的耐磨性和抗腐蚀性，使用寿命较长，吨料环模费用最低。
3、成型区受力分析
根据以上分析确定的一组环模参数如下：D=350mm，
d=150mm. h=10mm, W=110mm, N=55kW,n=50r/min.
为了验证环模设计的合理性，我们对其进行模型简化，如图l所示。
从图1中可以看出，CDE为料压缩区，CD为环模在压缩区内弧线，该部分承受压缩过程中物料对环模的径向正压力和切向摩擦力。压缩区为两段圆弧与一段直线构成的区域。该区域间隙较小，其压力变形曲线如图2所示。，
环模在压缩区受力呈现的是一种小曲率接近直线的变化趋势，其受力简化模型如图3所示。从图3中可知C点压力为零，D点压力最大，C、D两点间压力随0变化而变化。物料在环模宽度方向基本无变化。根据相关理论和简化模型可得出下列各式：
式中：f为压辊与物料之间的摩擦系数，对生物质秸秆粉碎颗粒，f=0.15 -0.25，此处取f=0.2；m为压辊的数量，此处取双辊，m=2;e为压缩区的角度，经计算得θ＝170。
将式(1)、式(2)，式(3)联立后，再将已知条件代入，得：Po-52.47MPa
由图2可知，要使秸秆原料被压缩成型，需要的最低成型压力为P=40MPa，Po=52.47MPa≥P，因此，物料受到的压力能够使其成型。
