秸稈揉搓機是近年來各地在作物秸稈利用上創(chuàng)造的一種新型秸稈加工機械,它可以變廢為寶,直接將目前大量的玉米秸稈加工成絲狀物、作為牲的飼草。這種技術為秸稈的利用開辟了一條新的途徑,對于保護生態(tài)環(huán)境、減輕秸稈焚燒污染、發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)闖出了一條新路子。2002年陜西省農(nóng)業(yè)機械鑒定站對該類機械進行了檢驗,根據(jù)檢驗結果和技術參數(shù)進行分析,對影響該類機具性能的幾個相關問題又作了技術探討,并為該類機具的優(yōu)化設計、改進提出了可行的方案。
2002年陜西省農(nóng)機鑒定站根據(jù)有關生產(chǎn)廠的申請,對其研制生產(chǎn)的6種不同秸稈揉搓機進行了產(chǎn)品質量檢驗,試驗樣機是近年來各企業(yè)研制的新機具,全部為臥式,主要工作部件采用錘片和搓板結構,徑向喂入,無喂入、切碎機構。
試驗樣機存在的問題
1、空轉功率較高:該種機具主要工作部件為飼料粉碎機用的錘片,和固定與滾筒內壁之搓板。經(jīng)測定,空轉功率消耗一般在2.5-3,85kW之間,且隨配套動力加大而增加。
2、無喂入裝置:6種機具全部沒有喂入裝置,由操作者人工喂料。因此,喂入量和喂入速度無法控制,直接影響到機具小時生產(chǎn)率的不穩(wěn)定和變化差異極大,機器工作運轉經(jīng)常處于不規(guī)則狀態(tài),超負荷作業(yè)、空轉交替進行。
3、設計轉速不合理:該類機具的轉速偏高,一般在2000-4000轉/分鐘之間。有的設計人員為了求得合理的線速度,沒有考慮到安全等要求,單純提高工作轉速,致使設計轉速帶有很大的盲目性和試探性。
4、動力不匹配:由于該類機具沒有喂入機構,其配套動力和生產(chǎn)率無法匹配,動力配套可塑性很大,小牛拉大車,大牛帶小車的現(xiàn)象在該類機具表現(xiàn)突出。
5、噸料耗電高:噸料耗電量是衡量該類機具性能的一個重要經(jīng)濟指標。經(jīng)試驗測定和計算,該類機具的噸料耗電量一般在3 -7.6kW.h/t之間,因配套動力、結構、轉速、工作狀態(tài)等不同而變化較大。
6、無效設計多:在該機設計中有的企業(yè)為了搞成系列機型,以滾筒直徑為系列產(chǎn)品主參數(shù),加大滾筒直徑和轉子轉速,盲目增加工作部件,造成工藝、工裝復雜、多樣,不利于批量生產(chǎn)。在實際測定中,滾筒不同直徑的機具,配套同一動力,其性能指標變化不大,達不到利用增大滾筒直徑和工和部件數(shù)量的設計預定指標,成為無效設計。
7、沒有統(tǒng)一標準:由于該類機具是近年研制的新產(chǎn)品,還沒有統(tǒng)一標準,其結構原理的設計、部件的選用還沒有相關理論的指標,對其影響該機性能的結構參數(shù),還須進行試驗摸索、考核,各種樣機的結構模式還須進一步探討和改進。
試驗結果分析及優(yōu)化設計方案
在試驗結果分析中,我們根據(jù)該類機具的結構、功能、主要技術參數(shù)和主要性能的相互關系入手,以該類機具的主要性能:加工物合格率、生產(chǎn)率、噸料耗電三項指標來衡量各機具的結構和主要技術參數(shù)的合理性。
1、作業(yè)質量與轉子轉速、轉子直徑、錘片數(shù)量、搓板包角、錘片外端與搓板間隙的關系:作業(yè)質量(即加工物合格率)的高低,關鍵在于物料在工作室內受到打擊、揉搓作用的次數(shù)和時間。而決定次數(shù)的主要是轉子轉速和錘片數(shù)量、搓板包角、錘片外端與搓板間隙是物料在工作室內停留時間的重要因素。轉子轉數(shù)和轉子直徑配合,主要為取得合理的線速度,以增加或減少對物料的打擊力度。
2、生產(chǎn)率與轉子轉速、配套動力、轉子直徑、搓板包角的關系:生產(chǎn)率的高低和不同轉速、不同配套動力、不同轉子直徑關系不大。由此看來,該類機具通過增加轉子直徑來提高生產(chǎn)率是沒有必要的。
噸料耗電與配套動力、生產(chǎn)率的關系:噸料耗電是該類機具的一個重要經(jīng)濟指標,噸料耗電越小,機具經(jīng)濟性越好。一般來說,配套動力小,生產(chǎn)率高的機具,噸料耗電就相對低。
通過該類機具的檢驗和結果分析,提出其優(yōu)化設計方案,其結構和主要技術參數(shù)如下:采用臥式結構,主要工作部件有錘片、搓板;增加喂入機構和安全保護裝置;轉子直徑400 ~500mm;轉子轉速2500~3000r/min:轉子轉動方向為順時針:搓板包角擬設計170。左右;錘片外端與搓板間隙約5~8mm;錘片數(shù)量4組20個;配套動力4~5kW比較適合。