0、引言
在飼料加工行業中，顆粒機壓制機已得到了廣泛應用，形成了一定的規模。但顆粒飼料對于大型牲畜（牛、馬等）并不適用，同時大量作物秸稈被毀之一炬，既浪費資源又造成污染。因此，利用秸稈、稻草等青粗料為原料來壓制成適合大牲畜的塊狀飼料的壓塊設備便有了新的發展．這也是綜合利用和開發農業廢棄物的主要途徑之一。目前壓塊機大都是由輸送機構和壓縮室組成的，其結構特點是輸送機構與
顆粒機或者
秸稈壓塊機壓縮室的傳動機構分開，俗稱“兩根軸”，即螺旋輸送機構靠一根軸帶動，壓縮室壓模轉動要靠一根軸帶動。所以使得機構復雜，體積龐大，能耗較大。因此，為簡化機構、提高效率，試采用“一根軸”，即一根軸同時帶動輸送機構和壓縮室，輸送機構和壓縮室串聯連結。所以對壓縮室的結構要進行探討性的設計研究。
1、壓塊原理與壓塊過程分析
環模壓塊機主要用于秸稈段的散狀物料成形，由螺旋輸送機構和環模壓縮室組成。原料被預先加工成段狀（3c m左右），通過輸送機構連續均勻的喂入環模壓縮室的模腔。由于環模和壓輥的相對運動，將物料逐漸壓入環模的成形孔，隨著物料進入成形孔與孔壁間的磨擦作用而分層成形。
在環模壓塊機中，飼料的擠壓是由壓輥和環模進行的（見圖1）。在擠壓過程中，按散料所處位置可分3個區：供料區、壓緊區和擠壓區。在供料區，飼料除受離心力外，基本上不受外力作用，處于自然狀態。在壓緊區，飼料在壓輥和環模的楔形夾持下受到壓力而產生一定的變形和聯結。在擠壓區，擠壓力急劇增大．散料間聯結力增強．當擠壓力增大到能克服模孔對物料的摩擦力時，飼料被壓進模孔中，產生彈性和塑性的組合變形，形成密度為1g/cm3左右的塊狀飼料．長度根據需要自行切斷。
2、壓縮室結構設計
考慮到原料為稻草和秸稈，為避免在工作期間發生纏草和堵塞現象．決定改變傳統的壓塊機由壓模轉動而壓輥不動的情況，采取環模固定。壓輥由傳動軸驅動旋轉的工作方式。環模固定在機體上，2個壓輥由前接板和后接板固定連結，后接板與傳動軸連結由電機帶動旋轉．壓輥在公轉的同時由于物料的摩擦而自轉，由于“一根軸”的設計思想．所以傳動軸由一臺電機帶動。因此在傳統壓塊機中螺旋輸送機構中的齒輪減速器可以由變頻器代替。這樣還可以獲得較大的調速范圍。為保證成品的成形率和產量．壓輥與壓模間的間隙實驗證明在0.2～0.5mm之間最適宜．調試或磨損后調整間隙可由偏心軸來調整。轉動手柄來轉動偏心軸即可改變壓輥與環模間的距離，由于在工作中壓輥轉動．為防止壓輥軸向竄動將采用直動圓螺母將壓輥定位。前后接板之間采用螺栓連結，因此2個壓輥就由前后接板限定在環模腔中。由于工作條件惡劣，軸承密封將采用迷宮式密封（如圖2）。
3、分析說明
3.1環模
壓縮室是壓塊機工作的重要環節．其性能好壞直接影響壓塊機性能。在以往設計中，壓模采取合金鋼整體鍛造加工．因此一件壓模加工周期會很長，并且磨損嚴重時只能整體報廢，所以使得成本很高。因此，在考慮環模結構時可以考慮設計成組合模(圖3)，這樣便于更換，降低成本。組合模體經螺栓與機體緊固在一起。但要考慮組合模強度，特別是兩個主要工作模塊的硬度是否匹配．同時連結螺栓的強度是否足夠大。其材料選擇可考慮低碳鎳鉻結構鋼或合金滲碳鋼種，如含Cr、Mo、Mn、Ti等。
3.2壓輥
壓輥是壓輥總成中的一個主要零件．外圓周表面要加工成齒槽形狀．增加與物料的摩擦，便于攫入散料。為提高壓輥使用壽命，增強壓輥表面耐磨性，壓輥材料可以選擇高碳高錳鋼，如65Mn。
由于環模生產工藝較復雜，要求高，價格昂貴，所以為保護環模．壓輥硬度不能高于環模．一般要求環模表面硬度比壓輥硬度高出HRC3～5。
3.3模孔的開孔率
壓模表面開孔率直接影響壓塊機的產量和壓模強度。開孔率大，壓塊機產量高但環模強度低：反之，環模強度提高但產量低。所以要選用恰當的開孔率以便更好的協調產量與使用壽命。
一般開孔率q可參考
q=πd
2/4(a+d)i，其中：
d為模孔直徑(mm)：
a為相鄰兩孔在內側的孔壁厚度(mm)；
1為相鄰兩孔的中心距(mm)。
3.4長徑比
模孔的長徑比為模孔直徑與模孔有效長度之比。模孔的長徑比關系到成品的質量，長徑比越大，成品密度越大，表面硬度相應提高，但能耗大，產量小；反之則情況相反。當物料被擠進模孔后，物料要發生彈塑性變形，在模孔內分層擠壓成型，所以飼料塊內存在應力，因此．物料在成形孔內必須有一定的滯留時間以保證塊飼料的成形率。一般其取值范圍在1:5～1:13之間。但對于秸稈、稻草這種粗纖維料，為保證順利出料及成形率，長徑比取得較小，一般為1:5～1:8。
4、結束語
飼料塊經喂養牛、馬，發現秸稈飼料利用率由30%提高到90%；同時經過高溫、高壓后提高了飼料的營養成分，使消化率從30%提高到60%。因此，粗飼料壓塊技術是飼料加工中獨具特點的一種方法，有很強的社會應用性。且其原料為農業廢棄物作物秸稈，變廢為寶，為農業產業的開發提供比較合理的加工項目。把松散的物料通過擠壓加工成密度較大的固體物塊，是在一定工藝條件下完成的．而這些條件取決于環模壓縮室的結構、擠壓方式和操作條件。因此，環模壓塊機壓縮室的結構設計及完善對這種技術的應用與推廣有著重要的作用。
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