环模制粒机是农牧业产品的主要加工设备,也是苜蓿草产业加工中确保高产、优质、高质量草产品的关键设备。我国在苜蓿草产业制粒技术上同发达国家存在较大差距,主要体现在环模制粒机设备的关键部件使用寿命短、制粒质量差、功耗大和生产率低等方面。本文通过对苜蓿草颗粒的制粒成型过程与制粒机关键部件的磨损及减磨等系统研究,取得了如下的成果：1、分析了环模制粒机的制粒过程与草颗粒成型机理。通过对环模制粒系统工作区苜蓿草粉物料层的受力分析,阐释了苜蓿草粉形成草颗粒的过程,建立了草粉层厚度与环模转角间的函数关系,推导出一般条件下物料层微分单元的力学方程,得到了环模对草粉层作用力的计算式。2、利用正交旋转组合设计对苜蓿草颗粒的成型工艺进行了优化。确定出草颗粒产品的最优工艺参数：挤出力4.47kN、含水率15.96%、草粉粒度5.34mm,即制粒密度为最大值1.241g/cm3。在此基础上,对不同工艺参数下草颗粒的微观结构变化与成型机理进行了分析研究。3、系统研究了苜蓿草粉为磨料对45#钢的磨损规律与磨损机理。分析了载荷、转速、草粉粒度和含水率等因素对45#钢磨损的影响。通过对不同磨料、不同金属材料的磨损试验研究,总结了植物磨料对金属材料的磨损机理。4、基于数字图像技术,以植物磨料(选择苜蓿草粉作为典型磨料)对不同金属材料磨损表面SEM灰度图像为研究对象,利用分形和小波理论,研究了植物磨料对金属材料的磨损表面形貌特征。5、以环模、压辊常用45#钢为基体材料,对其进行激光相变硬化处理,探讨了了不同激光淬火工艺参数对45#钢抗植物磨料磨损性能的影响,并分析了其耐磨机理。利用正交试验设计,得到45#钢抗植物磨料磨损最佳激光相变硬化工艺参数组合：激光功率2050W、扫描速度20mm/s、光斑直径4mm,并进行了试验验证。本文通过对制粒过程与制粒工艺、草颗粒产品制粒成型机理的研究,为优化制粒机的结构、提高制粒质量与制粒效率提供理论依据；对制粒机关键部件磨损及减磨的研究、植物磨料对金属材料的磨损规律与磨损机理研究,为农业加工机械设备的设计、制造提供参考。