我国饲料颗粒机技术与结构特点分析

1、新疆农业大学机械交通学院 柴新君 2、新疆农牧业机械管理局 马俊贵

引言

资源匮乏和环境恶化是当今世界人类面临的重大问题，各种污染对地球环境的损害日益严重，人类只有尽快摆脱对矿物燃料的依赖，合理开发利用再生能源，才能净化自己的生存环境，而大力发展再生能源，变废为宝，是国务院提出的重大课题，同时也是科技发展的必然趋势。

近年来，农作物秸秆成为农村污染的新源头。每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。

新疆地处我国西北地带，面积166万平方公里，约占全国面积的六分之一，主要经济作物为棉花、甜菜。大面积的秸秆如何解决成为新疆地区紧要解决的问题。饲料颗粒机的研发成功，有效解决了传统秸秆焚烧所造成的环境污染、土壤板结、耕地质量下降等问题[1]。

1 饲料颗粒机的工作原理

传统的饲料颗粒机主要分为两大类：环模颗粒机和平模颗粒机。其中环模颗粒机的工作原理：压模是一个多孔圆柱筒，靠传动而回转，筒内有2～4个带沟纹的自由转动或从动自转滚轮（压辊）。原料进入钢模，被转动的滚轮压入工作区，嵌入模孔内，并从钢模外壁挤出，被切刀切成圆柱形颗粒。平模颗粒机工作原理：其主要部件是一块平圆形的钢模和一组（2～4个）带沟纹的自由转动的滚轮。原料自上而下落入滚轮间隙，被旋转滚轮压入模孔，从模孔下方挤出长圆柱状物，由切刀切断成颗粒状[2][3]。

2 环模与平模的区别

喂料方式：环模颗粒机采用机械强迫式入料，高速旋转利用离心力把物料送入制粒室，通过刮刀将挤压的物料切割成不同长度的颗粒，其最大的缺点是压辊与环模高速旋转磨损严重，喂料不均匀；平模颗粒机是靠物料自身的重量垂直进入压入室，优点是压辊与平模是垂直运动，避免了高速旋转的磨损，喂料均匀。

压力：在同等直径下的模具内，环模压轮直径的大小受到模具的限制，所以压力大小被限制；平模压轮直径不受模具的限制，可以加大安装轴承的空间，选取大号轴承增加压轮的承受能力，这不仅提高了压轮的压制力，而且还延长了使用寿命[4]。

3 环模颗粒饲料机核心部件

3.1 环模

环模是颗粒饲料机的主要部件之一。其材料选取多为高铬合金钢，硬度为HRC45，抗拉强度≥980MPA，环模进行热处理后表面硬度可达60，环模多为圆筒多孔部件，其孔的形状多为直孔。在实际生产加工中多采用模孔为5°～10°的楔形孔，这样比圆形孔更容易脱模，更便于旋转滚刀的切削。

3.2 压辊

颗粒机多采用单辊结构，压辊主要由偏心轴、压辊壳、滚动轴承等组成，如图1所示。

图1 压辊与环模工作原理图

压辊随着电动机旋转轴逆时针旋转，将物料压入环模中挤压，与滚刀相对运动，将环模中的物料切割。

3.3 环模与压辊尺寸分析

颗粒饲料机中环模与压辊是整套设备的关键部件，如何选取环模与压辊尺寸成为制粒成败的关键因素。因而选择最佳的模辊径比λ=rR是设计颗粒饲料机的关键问题，解决这一问题不仅有助于进一步了解制粒过程中的一些基本规律，还为以后颗粒饲料机的设计与参数优化提供理论依据[5][6][7]。

4 未来与展望

4.1 新农村建设的需要

目前的农作物秸秆，大多堆放在农家的房前屋后，这不仅不卫生，而且也是极大的安全隐患。在新农村的建设过程中，这一现状必须得到改变，因为街道式的新农村，不可能再有堆放秸秆的地方。将秸秆压块或打捆，方便了秸秆的存放，也让秸秆得到增值利用。

4.2 节能与环保的需要

随着农村经济的发展，农民生活水平的提高，煤炭、液化气、天然气进入农村家庭。秸秆在一些农村地区失去了作为燃料的用途，很多地区的农户将秸秆直接露天焚烧处理，造成了多起火灾，严重污染环境，危及公共安全设施。例如：燃烧的浓烟影响飞机的正常航线，同时对能源也是极大的浪费。

4.3 畜牧业发展的需要

一方面畜禽的“饮食结构”没有随着社会和科技的进步得到根本改善，制约着畜牧业的发展步伐；另一方面为了保护环境，很多牧民采用圈养方式，在冬季植被覆盖率低，畜禽类食物缺乏，秸秆制作的颗粒饲料能够极大地满足需求。

4.4 新的致富产业

秸秆的开发利用，是国家政策重点支持的产业，可享受多项优惠政策支持。办秸秆生物打捆厂、秸秆压块厂，可享受国家农机购置补贴，企业可以免除税费，增加农民收入，提高就业率[8]。

[1]龚振江.充分发挥饲料机械在生产中的作用[J].江西饲料,1998,4:16-18.

[2]曹康,金征宇,徐百志等.现代饲料加工技术[M].上海:上海科学技术文献出版社,2003:326-480.

[3]张成,葛竹兴,孙玲等.浅谈饲料厂生产设备的科学管理[J].湖南饲料,2004(4):33-34

[4]顾尧臣.粮食加工设备工作原理、设计和应用[M],武汉:湖北科学技术出版,1998.

[5]聂玉忠,江海萍.颗粒饲料及其加工初探 [J].江西饲料,1997,2:18-19.

[6]黄其春.影响颗粒饲料品质的因素 [J].龙岩师专学报,2002(03)

[7]熊先安,宗力,刘梅英.影响颗粒饲料颗粒质量的因素分析[J].饲料研究,1999(07)

[8]蔡荣广.浅析目前农机推广工作中的困难及对策[J].江苏农机与农艺,1994(03)