本文以棉桿等硬莖稈為研究對(duì)象，研究秸稈原料特性和壓縮特性，成型塊的松弛特性與粘接成型機(jī)理；研制秸稈切碎樣機(jī)并進(jìn)行性能試驗(yàn)；對(duì)柱塞式壓縮成型設(shè)備進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。具體概括如下：
1．通過(guò)對(duì)棉稈和桑枝等硬莖稈原料的試驗(yàn)分析，結(jié)果表明：
(1)棉稈、桑枝的灰分含量小，含硫量低，作為生物質(zhì)燃料具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。
(2)木質(zhì)素含量較高，熱壓成型有利于提高成型的粘接力。
(3)剪切強(qiáng)度大于麥稈等軟莖稈，與高級(jí)木材的剪切強(qiáng)度相當(dāng)，切碎時(shí)必須充分考慮其具有較大剪切強(qiáng)度的特點(diǎn)。
2．對(duì)直刃刀硬莖稈切碎的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、樣機(jī)的研制和性能試驗(yàn)結(jié)果表明：
(1)實(shí)際切碎生產(chǎn)率與理論切碎生產(chǎn)率基本接近，切碎機(jī)技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)合理。
(2)喂入機(jī)構(gòu)采用能自動(dòng)調(diào)節(jié)喂入高度的浮動(dòng)星齒型喂入輥，適用于瞬時(shí)變化的喂入量，又采用了雙彈簧式壓緊裝置始終保持對(duì)喂入莖稈有一定的夾持力．喂入性能良好。
(3)對(duì)切碎物料的粒度分布測(cè)定結(jié)果表明，粒度為0—10.0mm的約占71%，具有細(xì)小顆粒產(chǎn)量高的特點(diǎn)，經(jīng)一次切碎，粒度為>19.0mm的殘余組分中主要為細(xì)枝梗，這表明該喂入機(jī)構(gòu)在夾持粗枝梗的同時(shí)對(duì)細(xì)枝梗還會(huì)產(chǎn)生漏切現(xiàn)象．
3．通過(guò)對(duì)棉桿的壓縮特性試驗(yàn)，得出：
(1)切碎棉稈壓縮成型可分為3個(gè)階段：松散階段(壓力0-8MPa)、過(guò)渡階段(壓力8-40MPa)和壓緊階段(壓力>40MPa)。
(2)切碎棉稈采用較高壓力壓縮時(shí)，壓縮過(guò)程中壓縮密度與壓力的關(guān)系符合指數(shù)規(guī)律，其表達(dá)式為：其中，常數(shù)a值受初始密度、物料含水率和粒度變化的影響，而常數(shù)b值與物料種類(lèi)有關(guān)，富通新能源專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)銷(xiāo)售秸稈顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)等農(nóng)作物秸稈成型燃料機(jī)械設(shè)備。
(3)壓縮比能受壓力、粒度和含水率影響。在初始密度相同的條件下，隨著壓力增大，壓縮比能增大，但在壓緊階段，壓縮比能增加對(duì)提高棉稈的壓縮密度效果不明顯；在最大壓力相同條件下，粒度越小或含水率越低，壓縮比能也越小。
4．成型塊的松弛特性受壓力、溫度、粒度和含水率影響。隨著壓力增大，成型塊的松弛密度增大，松弛比相應(yīng)減小。棉稈常溫壓縮比加溫壓縮的松弛比大，但溫度在120-180℃范圍內(nèi)變化時(shí)，成型塊的松弛比變化不明顯。棉稈的切碎粒度越小，松弛比越小。但粒度在0-10 mm變化時(shí)，松弛密度沒(méi)有明顯差異。棉稈的含水率越低，松弛比越大，耐久性也越差，過(guò)于干燥的物料難以壓縮成型。
5．提出了預(yù)熱成型新工藝，確定了秸稈壓縮成型的工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)了預(yù)熱器和柱塞式壓縮成型裝置，為秸稈壓縮成型成套設(shè)備的研制提供了依據(jù)。
2、展望
本文對(duì)秸稈切碎和秸稈壓塊機(jī)壓縮成型特性與設(shè)備作了許多試驗(yàn)研究和理論分析工作，但由于秸稈切碎和壓縮成型特性受很多因素的影響，在壓縮成型的機(jī)理研究中，還需進(jìn)一步考慮加溫時(shí)間、壓縮速度和添加粘接劑等多種因素的影響作用，對(duì)實(shí)際工況下壓縮成型的過(guò)程進(jìn)行模擬，建立數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。此外，在秸稈切碎、壓縮成型的設(shè)備研制與運(yùn)行中，還需進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，綜合考慮系統(tǒng)中的能耗，提高能量利用率。
