我國（guó）是（shì）農業大國，秸稈能源相當豐富，它不僅是（shì）優良的（de）燃料資源，還是寶貴的粗飼料資源（yuán）。但是在農村，由於秸（jiē）稈（gǎn）所占麵積較大，很多被當即焚燒，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（hái）便於存放、儲存，牲畜（chù）采食率也高，而其排放（fàng）的汙染物低於煤。大量燃燒一次性能源，會排放大量的S02和C02等，秸稈中硫（liú）的（de）質量分（fèn）數遠（yuǎn）小於煤炭，僅為0.12%～0.18%，煤炭中硫的質量分數一般（bān）在0.8%左右。因此秸稈壓實技術具有廣闊的發展前景。但是目前的秸稈壓塊機（jī）存在著很多的不足，如產出率低、生產成本（běn）偏（piān）高等，從而限製了成型機（jī）的推廣。因此，如何提高秸稈燃料（liào）產出率、降（jiàng）低生（shēng）產成（chéng）本，就成了它能否在（zài）市場上應用的關鍵。 1、旋轉式秸稈燃料壓塊（kuài）機的工作原理（lǐ） 以農作物秸稈為原材料，設計一種高產加（jiā）工植物作物機器。這種機器可以將農作物秸稈原材料壓成圓柱體狀的成（chéng）品。它的（de）優點是將自（zì）然界植物（wù）作物的廢料加工成（chéng）燃料，消耗自然界的可（kě）再（zài）生資源，無汙染，有利於環保。為了提高秸稈燃料生產率，降低生產成本，設計了一種旋轉式秸稈燃（rán）料成型機，然後為進一步提高秸稈燃料生產率，對成型機的幾（jǐ）個重要參數（shù）進行了優化。旋轉式（shì）秸稈燃料（liào）成型機與以往的成型機有（yǒu）著很大的不同（tóng）。以往的秸稈燃料成（chéng）型機（jī）主要有兩個成（chéng）型缸：預（yù）壓缸和壓實缸，這兩個缸是固定不（bú）動的。其成型過程（chéng）一般分為兩個階段，送料預壓階段和（hé）壓實推出（chū）階段，而（ér）且這兩個階段是在相（xiàng）互垂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（jìn）行壓實然後推出。這樣增加很多的等待時間，造成時間浪費（fèi），從而使產出率偏低。 旋轉式秸稈成型機是液壓驅動活塞杆（gǎn）衝壓成型的，主要由（yóu）三個相同的壓縮棒、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而且旋轉的，故把在輸送裝置下半部位置的缸作（zuò）為推出缸（gāng）。推出（chū）缸下（xià）麵的工（gōng）作台有一個和成型缸直徑等大（dà）的孔，便於秸稈成品推（tuī）出。秸稈成型流程圖如圖l。成型原理如下（xià）：第一個周期，粉碎好的秸稈（gǎn）原料輸（shū）送到預壓缸並進行預壓（yā），預壓（yā）動作完成（chéng）之後，三個成（chéng）型缸旋轉1200，即預壓缸旋轉到壓（yā）實缸的位置，壓實缸旋轉到推出缸的位置，推出缸旋轉（zhuǎn）到預壓缸（gāng）的位置（zhì），旋轉結束，預壓缸再進料預壓，同時，壓實（shí）缸進行壓實，此（cǐ）時，推出缸是空的（de），兩個動作完成之後再旋轉1200，此（cǐ）時，預壓缸進料預壓，壓（yā）實缸進行（háng）壓實，推（tuī）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；第一個周期隻推出一次成品，在以後的每個周期，三次推出成（chéng）品。秸稈壓（yā）塊機工藝流程圖 2、秸稈成型機的參數優化（huà） 2.1數學建模在旋轉（zhuǎn）式秸稈成型機成型原理的基礎上，為（wéi）了進一步提高成產率，降低生產成本，對幾個重要沒（méi）計參數進行優化。優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量的秸稈所用的時間最小。本論文以生產一定質量的秸稈（gǎn）所用的時間為目標函數（shù），以一定的動力為約束條件進（jìn）行優化。由於成（chéng）型的三個（gè）階段同時進行，隻有三個動作都完成（chéng）之後，成型缸才能旋轉，因此成型周期取（qǔ）決（jué）於（yú）最慢的那個階段。優化目標函數即為： min(max(t1，t2，t3)）式中：tI為進料預壓（yā）階段所用的時間，s；t2為壓實階段所用的時間，s；t3為推（tuī）出（chū）階（jiē）段所用的時間（jiān），s。 旋轉式秸稈燃料成型機的總體框（kuàng）架如圖（tú）2所示。由於秸稈具有很高的壓實比，所（suǒ）以（yǐ）預壓階段壓（yā）縮位移較大，因此（cǐ）我們（men）把預壓筒分為兩部分，上半部分和輸送裝置連在一起，上半（bàn）部分的長度即為預壓位移（yí），預壓後（hòu）秸稈燃料（liào）的長度即（jí）為預壓缸下半部分的（de）長度，這樣能減少壓縮缸的長度，從而減少了（le）壓縮和推出時間。旋轉式秸稈成型機是（shì）由液壓係統（tǒng）驅動的，功（gōng）率一定，為提高成型機的產出率．將給定的功率通過（guò）參數優化分配給三個階段。因此本文考慮預壓位移（預壓筒（tǒng）上半部分的長度），壓（yā）實階（jiē）段的位移、推出階段的位移（yí）以及（jí）三個工作和非工作階（jiē）段（成型缸後退階段）所需的動力這八個（gè）量作為自變量。可以列（liè）出如下方程：秸稈壓塊機秸稈壓塊機秸稈壓塊機 由式(1)可以看出，壓實時問和推出時間都是（shì）由（yóu）進給和（hé）後退兩部分組成的，隻有壓實棒退出成型缸後，成型缸才能旋轉，而預壓時，預壓棒隻需（xū）運行到成型缸（gāng）的頂端即可，無需後退（tuì），成型缸也可（kě）以旋轉，因此預壓時間隻（zhī）包括預壓進（jìn）給時間。旋轉式秸稈成型機（jī）的生產周期為T： 2.2仿真實（shí）例 由北京林業大學對生物質燃料常溫高壓致密成型技術及成型機理研究可知，玉米秸稈的（de）壓縮比一般在7.95～8.74之間，本文取8。研究（jiū）的成品燃料棒直徑約為100 mm，長度約為80 mm。因此這三個成型缸的直徑也是100 mm。由於預壓階段（duàn）秸稈（gǎn）鬆散，壓（yā）縮位移較大（dà），而壓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。取旋轉式秸稈成型機的（de）電（diàn）機功率為36 kW，目標函數（shù）為： 傳統秸稈成型機分為兩個階段：預壓和壓實。秸稈成（chéng）品（pǐn）的推出力是依靠後一個秸稈的壓實力擠（jǐ）出的，所以相同情況下，傳統式秸稈成型機單個（gè）秸（jiē）稈成品所用（yòng）的時間是預壓時間與壓實時（shí）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（jiǎn）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（de）新設汁方案，並通過參數優（yōu）化設計實（shí）現了（le）成型（xíng）機的三個成型階段的功率合理分配（pèi）。對成型機的研究具有很好的理論和實際意義。