秸稈壓塊機(jī)的開發(fā)利用已經(jīng)引起有關(guān)部門的高度重視。對于將作物秸稈變廢為寶，為畜牧業(yè)的持續(xù)發(fā)展解決飼料來源問題，增加農(nóng)民收入，開發(fā)利用秸稈飼料壓塊機(jī)都具有較大的現(xiàn)實意義。然而，現(xiàn)有的秸稈飼草壓塊機(jī)存在許多不足，尤其是市場上急需的小型機(jī)存在生產(chǎn)效率較低，作業(yè)成本偏高的問題，需要在技術(shù)上有所突破才能真正被推廣應(yīng)用。
    我們針對現(xiàn)有小型環(huán)模式秸稈壓塊機(jī)生產(chǎn)效率偏低的缺陷進(jìn)行了大膽創(chuàng)新設(shè)計，并取得了較大突破。
    基于設(shè)計和維修方便，并且繼承現(xiàn)有秸稈飼草壓塊機(jī)己成熟的部分，整機(jī)采用臥式、環(huán)模型。臥式是指主軸橫置，環(huán)模圓形截面垂直于主軸。總體簡圖如圖1。
    壓塊機(jī)的工作原理是：經(jīng)粉碎的農(nóng)作物秸桿飼料通過螺旋喂料機(jī)構(gòu)(9)均勻喂入壓制環(huán)模的喂料腔(6)內(nèi)，主電機(jī)(1)的動力經(jīng)V型角帶減速帶動大皮帶輪(2)傳給主傳動機(jī)構(gòu)帶動環(huán)模盤(5)旋轉(zhuǎn)，壓輥(7)為空套在壓輥軸上的被動輪，環(huán)模盤上均勻安裝40個32 mm×32 mm矩形腔模塊(8)，當(dāng)環(huán)模盤旋轉(zhuǎn)時，物料通過環(huán)模塊與壓輥間形成的楔形空間時被強(qiáng)力擠入環(huán)模塊的模孔中從而形成壓實的塊狀飼料。
    該機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)在壓制機(jī)構(gòu)的設(shè)計上，在整機(jī)輸入功率一定的條件下，壓制機(jī)構(gòu)設(shè)計的好壞至關(guān)重要。
    以下是我們設(shè)計中的幾項創(chuàng)新和一些認(rèn)識。
1、模塊的設(shè)計創(chuàng)新
    模塊在壓塊機(jī)的設(shè)計中占有舉足輕重的作用。在環(huán)模盤外徑不變，且生產(chǎn)出的料塊壓縮比也不變的限定條件下，模塊個數(shù)越多則生產(chǎn)效率將越高。根據(jù)這一淺顯理論，如何縮短模塊孔長、增加模塊數(shù)（即增加模孔數(shù)），便成為設(shè)計中的關(guān)鍵點。在使用和設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)壓輥和模塊的相對間隙一般在0.1~ 0.5mm之間，間隙越小越好。因為物料在壓輥和模塊的擠壓過程中容易切斷，而不至于藕斷絲連而消耗無效功率。在現(xiàn)有環(huán)模壓塊機(jī)中，模塊組裝成整體后成為內(nèi)外均圓滑的圓環(huán)。如果外圓不變，內(nèi)圓不是圓滑狀而形成錯落相間的構(gòu)造，生產(chǎn)出的物料壓塊的壓縮比會增大。因為環(huán)模內(nèi)圓上縮進(jìn)去的部分在物料被擠壓時不易被切斷而形成擁堵，增大了阻力，才導(dǎo)致壓縮比增大。這一發(fā)現(xiàn)為我們提供了重要設(shè)計依據(jù)，可以縮短模塊長度來減小壓縮比。我們在設(shè)計中將模塊做成兩組，使其孔長相差5 mm,環(huán)模裝配成整體時，外緣形成整圓，而內(nèi)緣形成相差5 mm錯齒形內(nèi)圓。這樣模塊孔長較國內(nèi)外同類機(jī)大大縮短，其長度為100 mm，而同類機(jī)為150 mm；環(huán)模孔數(shù)較國內(nèi)外同類機(jī)型大大增加，其孔數(shù)為40孔，而同類機(jī)孔數(shù)僅為30，這樣可明顯提高生產(chǎn)效率。
2、對壓輥數(shù)量的認(rèn)識及創(chuàng)新
    一般認(rèn)為，對于小型臥式、環(huán)模轉(zhuǎn)動而壓輥為被動輪的壓塊機(jī)，在其轉(zhuǎn)速和其它條件一定的情況下，壓輥數(shù)量的多少決定工作效率的高低，壓輥多則工作效率高，反之則低，所以多數(shù)人提倡增加壓輥數(shù)量。目前多采用兩壓輥，一些人提出改成三輥甚至四輥，這在理論上是可行的，但實踐中情況并非如此。現(xiàn)以兩壓輥為例做些剖析，其工作狀況見圖2。
    多數(shù)機(jī)型的兩輥分布呈水平1800排列。由于環(huán)模運(yùn)轉(zhuǎn)方向一定，兩輥的工作狀態(tài)是不一樣的。據(jù)圖2所示，壓輥A的喂料在下腔，喂料充足有余；壓輥B的喂料在上腔，物料有下落的可能，喂料效果A優(yōu)于B。而在實際喂料過程中，由于壓制室充滿了物料，B輥的喂料既充足又使多余的物料有地方可擠，從而工作順暢；而A輥的喂料易產(chǎn)生擁堵，嚴(yán)重時造成“死機(jī)”，即“悶車”現(xiàn)象，所以在工作中A輥要消耗一部分無用功。另外，由于兩個輥的間隙調(diào)整、磨損狀態(tài)不可能完全一致，加之加工精度和裝配誤差等因素造成兩輥工作狀態(tài)出現(xiàn)偏差，在實際工作中，兩個輥相互之間干擾，這些會消耗一些無用功。因此，并非壓輥越多越好。我們用1個壓輥進(jìn)行了反復(fù)實驗，效果優(yōu)于2個壓輥，而且很少產(chǎn)生“悶車”、過熱等問題。我們在設(shè)計中采用一個壓輥，并將其直徑加大，這樣能增加壓輥和環(huán)模的接觸面積，可提高壓塊機(jī)的生產(chǎn)效率。
    采用單個壓輥，壓制機(jī)構(gòu)所消耗的功率要小于雙壓輥所消耗的功率，而壓制機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速相對于同類機(jī)型可提高10%，這樣可提高生產(chǎn)效率。
3、環(huán)模內(nèi)圓增加深25 mm的環(huán)形槽
    如圖3所示，B和C是模塊和模塊組成環(huán)模的示意圖，圖上標(biāo)有25 mm處即為所述環(huán)形槽；A為原有機(jī)型模塊的示意圖。
    對環(huán)模槽進(jìn)行加深后的作用機(jī)理是：物料被壓輥提前攫取，在環(huán)模內(nèi)先形成一個比較穩(wěn)定的滯留空間，并提前形成壓輥對這些物料的集中作用力。換句話說，入槽的物料被預(yù)先切斷了與槽兩側(cè)物料的聯(lián)系，無處可去，只有向模塊的模孔運(yùn)行。加深該槽的效果是增加了生產(chǎn)率。
4、壓輥與環(huán)模的直徑比
    根據(jù)有關(guān)資料介紹，壓輥與環(huán)模之間的直徑比一般為0.4:1。力偶矩公式為M= FD。根據(jù)公式可知，力矩與壓輥半徑成正比，摩擦力與壓輥半徑成反比，因此在設(shè)計中盡量使壓輥直徑大些。但由于結(jié)構(gòu)限制，兩壓輥結(jié)構(gòu)直徑比不可能大于0.5:1，而在單壓輥結(jié)構(gòu)中則有較大的設(shè)計空間。但如壓輥尺寸過大又會占據(jù)物料喂入空間，在設(shè)計中選擇0.6:1。
5、提高壓輥與物料之間攫取力的其他措施
    在結(jié)構(gòu)尺寸一定的情況下，為了提高壓輥對物料的攫取力，一般將壓輥表面加工成溝槽狀以增加摩擦力。但在工作過程中，壓輥隨著磨損的增加以及溝槽被物料堵塞，溝槽的作用也隨之降低。為了保持長久的工作性能，應(yīng)采取提高壓輥表面硬度的方法。一般情況下，壓輥的磨損率是環(huán)模的2．5倍。在設(shè)計中，采用合金鋼表面滲碳淬火處理，即使如此，壓輥的磨損還是較高的。為了長久保持壓輥良好的工作狀態(tài)，實踐證明，改進(jìn)模塊以后，在壓輥基本是光滑的情況下，也不會影響工作效率。
6、壓輥的位置
    單輥壓塊機(jī)的壓輥在環(huán)模中應(yīng)在B輥偏下的300的位置，這樣既能使壓輥上方的物料不會產(chǎn)生擁堵且能使壓輥下方背角處避免物料的干擾阻力。該位置是否最佳，還有待于進(jìn)行詳細(xì)的計算和對比試驗。
7、生產(chǎn)出的料塊壓縮比
     在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)壓塊機(jī)生產(chǎn)出的飼料塊的壓縮比小于1:8時草塊易碎，大于1:20時，生產(chǎn)率降低，而且機(jī)器容易產(chǎn)生過熱等不良現(xiàn)象。如何在作業(yè)時保持合理的壓縮比，不僅與機(jī)器的設(shè)計有關(guān)，而且與物料細(xì)度有關(guān)。由于飼草粉碎的方法很多，形狀也有較大的差異，很難準(zhǔn)確地量化物料粉碎后的特性指標(biāo)。根據(jù)我們的實踐體會，不管是采取鍘草、錘片式粉碎機(jī)粉碎、揉絲機(jī)揉草、都應(yīng)以物料容重作為衡量量化指標(biāo)。一般情況下，飼草容重不應(yīng)大于0.045 kg/cm3，過大則造成物料堵塞，過小則造成壓縮比降低而壓不成塊或極易破碎。
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