秸秆饲料压块机及相关配套部件的设计与试验研究

【摘要】：本文介绍了生物质秸秆固化成型的基本理论研究以及发展秸秆压块饲料的意义,以秸秆(饲料)压块机及配套设备设计为主,对液压系统进行了详细的计算,确定了各液压部件的基本尺寸参数,按照设计构想对压块机工作主体部分即压缩室进行了设计,按照预期的生产率和工作情况确定了压缩室的基本参数,并按照确定的参数建立了压缩室及各个部件的三维实体模型,根据计算及模型设计,确定了秸秆饲料压块机的整体设计方案,生产出YY-K×18.5-Ⅰ型秸秆压块机样机,该机器可以完成连续的压块工作,具有生产率高、故障率低、能耗低等优点。 对秸秆饲料压块机配套设备揉搓机、喷雾系统、上料机构,出料口进行相应的设计,设计出了适合此压块机的既能切段又能揉搓粉碎的立式揉搓机,采取了边上料边喷雾的加湿消毒模式,提出了进料口自动称重、进料,出料口U型动态调整的设计方案,构成了秸秆从揉搓、进料、喷雾、压块、加热、出料连续作业的操作模式。 通过对大豆、稻草、玉米等秸秆作为试验材料,研究秸秆原料特性和压缩特性,成型块的松弛特性与粘结成型机理,而后进行性能试验,得出结论：生物质含水率大约在13%～25%的范围内时成型密度可以满足作为块状饲料的中密度要求,成型后不容易膨松,且形状相对保持稳定；含水率过小成型效果差,耗能高,需要加热软化,而且装袋过程中容易膨松散开,不利于储存和运输；水分过大则压缩过程中水分容易析出,块型不易保持稳定,很快膨松,需系带,不易长时间储存；木质素含量不同的生物质成型时,U型出料口应有不同的锥度,调节锥度,可调节出料口的摩擦阻力,也可对不同种类的生物质进行加压成型；在保证基本成型、保型和换向所需时间的前提下,成型周期大约为56s；如果秸秆原料水分较低,可通过出料口加热装置加热软化,不仅可节省动力,且能满足成型的要求,有效地降低了成型块单位产品的能耗,延长了易损件的使用寿命。 【关键词】：秸秆饲料 压块机 配套设备 试验 设计
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：S817.12
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-8
• 0 引言8-9
• 1 秸秆特性分析9-11
• 1.1 秸秆的生物特性9
• 1.2 秸秆的物理机械特性9-10
• 1.3 秸秆的压缩特性10-11
• 1.4 秸秆的营养特性11
• 2 秸秆饲料压块机的设计11-15
• 2.1 总体设计概述12-14
• 2.1.1 主要设计参数12
• 2.1.2 压块机工作基本原理及结构分析12-14
• 2.2 压缩成型部件设计14-15
• 3 液压传动系统的设计计算15-27
• 3.1 工作负荷的确定16-17
• 3.2 一级预压(水平)液压缸的设计计算17-20
• 3.3 二级(垂直)液压缸的设计计算20-21
• 3.4 三级预压液压缸的设计计算(推压部分)21-24
• 3.5 液压泵的选择及配套电机24-25
• 3.6 管道尺寸计算25-26
• 3.7 液压阀的选用26-27
• 3.8 液压系统设计结果27
• 4 秸秆饲料压块机相关配套部件的设计27-45
• 4.1 揉搓机设计27-34
• 4.1.1 设计目的及方案28
• 4.1.2 揉搓机整体结构分析28-29
• 4.1.3 揉搓机整体结构设计29-34
• 4.2 喷雾装置设计34-37
• 4.2.2 喷头的特点35
• 4.2.3 喷头的类型35-36
• 4.2.4 喷头的选择机理36-37
• 4.3 进料口机构的设计37-40
• 4.3.1 进料装置结构组成37
• 4.3.2 对四连杆机构的分析37-40
• 4.4 出料口设计40-45
• 4.4.1 加热系统设计40-42
• 4.4.2 装袋辅助机构的设计42
• 4.4.3 装袋机构的设计42-45
• 5 秸秆压块机运行试验与分析45-50
• 5.1 压块机的工作过程分析45-48
• 5.1.1 秸秆的压缩过程45-46
• 5.1.2 轴向压应力的分布规律46-47
• 5.1.3 主压缩力的力学表达47-48
• 5.2 材料与方法48
• 5.2.1 试验原料与设备48
• 5.2.2 试验方法与原理48
• 5.3 试验结果与分析48-50
• 6 结论50-52
• 参考文献52-54
• 英文摘要54-55

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