0、引言
    在飼料加工行業(yè)中，顆粒機(jī)壓制機(jī)已得到了廣泛應(yīng)用，形成了一定的規(guī)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(shè)備便有了新的發(fā)展．這也是綜合利用和開發(fā)農(nóng)業(yè)廢棄物的主要途徑之一。目前壓塊機(jī)大都是由輸送機(jī)構(gòu)和壓縮室組成的，其結(jié)構(gòu)特點是輸送機(jī)構(gòu)與顆粒機(jī)或者秸稈壓塊機(jī)壓縮室的傳動機(jī)構(gòu)分開，俗稱“兩根軸”，即螺旋輸送機(jī)構(gòu)靠一根軸帶動，壓縮室壓模轉(zhuǎn)動要靠一根軸帶動。所以使得機(jī)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，能耗較大。因此，為簡化機(jī)構(gòu)、提高效率，試采用“一根軸”，即一根軸同時帶動輸送機(jī)構(gòu)和壓縮室，輸送機(jī)構(gòu)和壓縮室串聯(lián)連結(jié)。所以對壓縮室的結(jié)構(gòu)要進(jìn)行探討性的設(shè)計研究。
1、壓塊原理與壓塊過程分析
    環(huán)模壓塊機(jī)主要用于秸稈段的散狀物料成形，由螺旋輸送機(jī)構(gòu)和環(huán)模壓縮室組成。原料被預(yù)先加工成段狀（3c m左右），通過輸送機(jī)構(gòu)連續(xù)均勻的喂入環(huán)模壓縮室的模腔。由于環(huán)模和壓輥的相對運動，將物料逐漸壓入環(huán)模的成形孔，隨著物料進(jìn)入成形孔與孔壁間的磨擦作用而分層成形。
    在環(huán)模壓塊機(jī)中，飼料的擠壓是由壓輥和環(huán)模進(jìn)行的（見圖1）。在擠壓過程中，按散料所處位置可分3個區(qū)：供料區(qū)、壓緊區(qū)和擠壓區(qū)。在供料區(qū)，飼料除受離心力外，基本上不受外力作用，處于自然狀態(tài)。在壓緊區(qū)，飼料在壓輥和環(huán)模的楔形夾持下受到壓力而產(chǎn)生一定的變形和聯(lián)結(jié)。在擠壓區(qū)，擠壓力急劇增大．散料間聯(lián)結(jié)力增強(qiáng)．當(dāng)擠壓力增大到能克服�？讓ξ锪系哪Σ亮�時，飼料被壓進(jìn)�？字�，產(chǎn)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(jù)需要自行切斷。
2、壓縮室結(jié)構(gòu)設(shè)計
    考慮到原料為稻草和秸稈，為避免在工作期間發(fā)生纏草和堵塞現(xiàn)象．決定改變傳統(tǒng)的壓塊機(jī)由壓模轉(zhuǎn)動而壓輥不動的情況，采取環(huán)模固定。壓輥由傳動軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的工作方式。環(huán)模固定在機(jī)體上，2個壓輥由前接板和后接板固定連結(jié)，后接板與傳動軸連結(jié)由電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)．壓輥在公轉(zhuǎn)的同時由于物料的摩擦而自轉(zhuǎn)，由于“一根軸”的設(shè)計思想．所以傳動軸由一臺電機(jī)帶動。因此在傳統(tǒng)壓塊機(jī)中螺旋輸送機(jī)構(gòu)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(diào)速范圍。為保證成品的成形率和產(chǎn)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(diào)試或磨損后調(diào)整間隙可由偏心軸來調(diào)整。轉(zhuǎn)動手柄來轉(zhuǎn)動偏心軸即可改變壓輥與環(huán)模間的距離，由于在工作中壓輥轉(zhuǎn)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(jié)，因此2個壓輥就由前后接板限定在環(huán)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(huán)模
    壓縮室是壓塊機(jī)工作的重要環(huán)節(jié)．其性能好壞直接影響壓塊機(jī)性能。在以往設(shè)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(yán)重時只能整體報廢，所以使得成本很高。因此，在考慮環(huán)模結(jié)構(gòu)時可以考慮設(shè)計成組合模(圖3)，這樣便于更換，降低成本。組合模體經(jīng)螺栓與機(jī)體緊固在一起。但要考慮組合模強(qiáng)度，特別是兩個主要工作模塊的硬度是否匹配．同時連結(jié)螺栓的強(qiáng)度是否足夠大。其材料選擇可考慮低碳鎳鉻結(jié)構(gòu)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(qiáng)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(huán)模生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，要求高，價格昂貴，所以為保護(hù)環(huán)模．壓輥硬度不能高于環(huán)模．一般要求環(huán)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(jī)的產(chǎn)量和壓模強(qiáng)度。開孔率大，壓塊機(jī)產(chǎn)量高但環(huán)模強(qiáng)度低：反之，環(huán)模強(qiáng)度提高但產(chǎn)量低。所以要選用恰當(dāng)?shù)拈_孔率以便更好的協(xié)調(diào)產(chǎn)量與使用壽命。
一般開孔率q可參考
q=πd²/4(a+d)i，其中：
    d為�？字睆�(mm)：
    a為相鄰兩孔在內(nèi)側(cè)的孔壁厚度(mm)；
    1為相鄰兩孔的中心距(mm)。
3.4長徑比
    �？椎拈L徑比為模孔直徑與�？子行чL度之比。�？椎拈L徑比關(guān)系到成品的質(zhì)量，長徑比越大，成品密度越大，表面硬度相應(yīng)提高，但能耗大，產(chǎn)量�。环粗畡t情況相反。當(dāng)物料被擠進(jìn)�？缀螅�物料要發(fā)生彈塑性變形，在�？變�(nèi)分層擠壓成型，所以飼料塊內(nèi)存在應(yīng)力，因此．物料在成形孔內(nèi)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(jié)束語
    飼料塊經(jīng)喂養(yǎng)牛、馬，發(fā)現(xiàn)秸稈飼料利用率由30%提高到90%；同時經(jīng)過高溫、高壓后提高了飼料的營養(yǎng)成分，使消化率從30%提高到60%。因此，粗飼料壓塊技術(shù)是飼料加工中獨具特點的一種方法，有很強(qiáng)的社會應(yīng)用性。且其原料為農(nóng)業(yè)廢棄物作物秸稈，變廢為寶，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的開發(fā)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(huán)模壓縮室的結(jié)構(gòu)、擠壓方式和操作條件。因此，環(huán)模壓塊機(jī)壓縮室的結(jié)構(gòu)設(shè)計及完善對這種技術(shù)的應(yīng)用與推廣有著重要的作用。
    三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、飼料顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料飼料成型機(jī)械設(shè)備，同時有大量的生物質(zhì)顆粒燃料出售。