我國是農業大國，秸稈能源相當豐富，它不僅是（shì）優良的燃料資源，還是寶貴的粗飼料資源。但是在農村，由於秸稈所占麵（miàn）積較大，很多被當即（jí）焚（fén）燒，造成了秸稈能源的浪費。而秸稈經壓縮之後，不僅提高熱效率，還便於存放、儲存，牲畜采食率也（yě）高（gāo），而其（qí）排放（fàng）的汙染物低於煤。大（dà）量燃燒一次性能（néng）源，會排放大量的S02和C02等，秸稈中硫的質量分數遠小於煤炭，僅為0.12%～0.18%，煤炭中硫的質量分數一般在0.8%左右。因此秸稈壓實技術具有廣闊的發（fā）展前景。但是（shì）目前（qián）的秸稈壓塊機存在（zài）著很多的不足，如產出率低、生產成本偏高等，從而（ér）限（xiàn）製了成型機的推廣。因（yīn）此，如何提高秸稈燃料產出率、降低生（shēng）產成本，就成了它能（néng）否在市場（chǎng）上應用（yòng）的關（guān）鍵。 1、旋轉式秸稈燃料壓塊機的工作原理 以農作物秸稈為原材（cái）料，設計一種高產（chǎn）加工（gōng）植物作物機器。這種機器可以將農作物秸（jiē）稈原材（cái）料壓成圓（yuán）柱體狀的成品。它的優點是將自然界植物作物的廢（fèi）料加工成燃料，消耗自（zì）然界的可再生資源，無汙染，有利於環保。為了提高秸稈燃（rán）料生產率，降低生產成本，設計了一種旋轉式秸稈燃料成型機，然後為進一步提高秸稈燃料生產率，對成（chéng）型機的幾（jǐ）個重要參數進行了優化。旋轉式秸稈燃料成（chéng）型機與以往的成型機有著很（hěn）大的不同。以往的秸（jiē）稈燃料成型機主要有兩個成型缸：預壓缸和壓實缸，這兩個缸是固定不動的。其成（chéng）型過程一般（bān）分為兩（liǎng）個階段，送料（liào）預壓階段和壓實推（tuī）出階段，而且這兩個階段是（shì）在相互垂（chuí）直的兩個方向上進行的，即預壓完成之後，把預壓的燃料推到成型缸內進行壓實然後推出。這樣增加（jiā）很多的等（děng）待時（shí）間，造成時（shí）間浪費，從而使產出率偏低。 旋轉式秸稈成型機是液壓驅動活塞（sāi）杆衝壓成型的，主要由三個相同的壓縮（suō）棒、三個等大的成型缸、工作台、料鬥及輸送裝置組成。 因為三個成型缸是相同（tóng）而且旋轉的，故（gù）把在（zài）輸送裝置下半部位置的缸作（zuò）為推出缸。推出缸下麵的（de）工作台有（yǒu）一個和成型缸直徑等大的孔，便於秸稈成品推出（chū）。秸（jiē）稈成（chéng）型流程圖如圖l。成型原理如下：第一個（gè）周期（qī），粉碎好的秸稈原（yuán）料輸送（sòng）到預壓缸並進行預（yù）壓，預壓動作完成之後，三個成型（xíng）缸旋轉1200，即預壓缸旋轉到壓實缸的位置，壓實缸（gāng）旋轉到推出缸的（de）位置（zhì），推出缸旋轉到預壓（yā）缸的位置，旋轉結束，預壓缸再進（jìn）料預壓，同時，壓實缸進（jìn）行壓實（shí），此時，推出缸是空的（de），兩個動作完成（chéng）之後再（zài）旋轉1200，此時，預壓缸進料預壓，壓實缸進行壓（yā）實（shí），推出缸推出秸稈成品。再旋轉1200回到初始位置，完成第一（yī）個周期；第一（yī）個周期（qī）隻推出一次成品，在以後（hòu）的每個周期（qī），三次推出成品。秸稈（gǎn）壓塊機工藝流程圖 2、秸稈成型機的參數優化（huà） 2.1數學建（jiàn）模在旋（xuán）轉式秸稈成型（xíng）機成型原理（lǐ）的基礎上，為了進一步提（tí）高成產率，降低生產成本，對幾個重要沒計參（cān）數進行優化。優（yōu）化的目標可以是單位時間的生產率最大，也可以是生產一定質（zhì）量的秸稈所用的（de）時間最小。本論文以生產一定質量的秸稈所用的時間（jiān）為目（mù）標函數，以一（yī）定的動力為（wéi）約束條件（jiàn）進（jìn）行優化。由於成型的三個階段同時進行，隻有（yǒu）三個動作都完成之後（hòu），成型缸才能旋轉，因此成型周期（qī）取決於最慢的（de）那個階段。優化目標函數即（jí）為： min(max(t1，t2，t3)）式中：tI為進料預壓階段（duàn）所用的時間，s；t2為壓實階段所用的時間，s；t3為推出階段所用的時間，s。 旋轉式秸稈燃料成（chéng）型機的總體（tǐ）框架如圖2所（suǒ）示（shì）。由於秸稈具有很高（gāo）的壓實比，所以預壓階段壓縮位移較大，因（yīn）此（cǐ）我們把預壓筒分（fèn）為兩部分，上半（bàn）部分和輸送裝置連在一起，上半部分的長度即為預壓位移，預壓後秸稈燃料的長度即為預壓缸下半部分的長度，這樣能減少壓縮缸的長（zhǎng）度（dù），從而減少了（le）壓縮和推出（chū）時（shí）間。旋轉式秸稈（gǎn）成型機是由液壓係統驅動的，功率一定，為（wéi）提高成型機的產出率．將給定的功（gōng）率通過參數優化分配給三個階段（duàn）。因此本（běn）文考慮預壓位移（預壓筒上半部（bù）分的長度），壓實階段的位移、推出階段的位移以及三個（gè）工作和非工作階段（成型缸後退階段）所需的動力這八個量作為自變量。可以（yǐ）列出如下（xià）方程（chéng）：秸稈壓塊機秸稈壓塊（kuài）機秸稈壓塊機 由式(1)可以看出，壓實時（shí）問和推出時間都是由進給和後退兩（liǎng）部分組成的，隻有壓實棒退出成型缸（gāng）後，成型缸才能旋轉，而預壓（yā）時，預壓棒隻需運行到成型缸（gāng）的（de）頂端即可，無需後退，成型缸也可以旋轉，因此預壓時（shí）間隻包括（kuò）預壓進給時間。旋轉式秸稈成（chéng）型機的生產周期為T： 2.2仿真實例 由北京林業大學對生（shēng）物質燃料常溫高壓致密成型技（jì）術及成型機理研究可知，玉米秸稈的壓縮比（bǐ）一般在7.95～8.74之間（jiān），本（běn）文取8。研究的成（chéng）品燃料棒直徑約為100 mm，長度約為80 mm。因（yīn）此這三（sān）個成型缸的直徑也是100 mm。由於（yú）預壓階段秸稈鬆散（sàn），壓縮（suō）位移較大，而壓（yā）實階段壓縮位移較小，推出位移就是壓實位移和成型棒的長度和。取旋轉（zhuǎn）式秸稈成型機（jī）的電（diàn）機（jī）功（gōng）率為36 kW，目標函數為： 傳統秸稈（gǎn）成型（xíng）機分為（wéi）兩個階段：預壓和壓實。秸稈成品的推出力是依靠後一個秸稈的壓實力擠出的，所以相同情況下，傳統式秸稈成（chéng）型機單（dān）個秸稈成品所（suǒ）用的時間是預壓時間與壓實時間的和，即： t"=t1+t2 =18.5s 由此可見，優化設計之後的產出率大大增加。 4、結論 以減少成型等待時間來提高成型機產出率為目標，提出壓實缸旋轉的新設汁方案，並（bìng）通過（guò）參數優化設計（jì）實現了成型機的三個成型階段的功率合理分配。對成型機的研究具有（yǒu）很好的理論和實際意義。