我國飼料顆粒機技術與結構特點分析

1、新疆農業大學機械交通學院 柴新君 2、新疆農牧業機械管理局 馬俊貴

引言

資源匱乏和環境惡化是當今世界人類面臨的重大問題，各種污染對地球環境的損害日益嚴重，人類只有盡快擺脫對礦物燃料的依賴，合理開發利用再生能源，才能凈化自己的生存環境，而大力發展再生能源，變廢為寶，是國務院提出的重大課題，同時也是科技發展的必然趨勢。

近年來，農作物秸稈成為農村污染的新源頭。每年夏收和秋冬之際，總有大量的小麥、玉米等秸稈在田間焚燒，產生了大量濃重的煙霧，不僅成為農村環境保護的瓶頸問題，甚至成為殃及城市環境的罪魁禍首。

新疆地處我國西北地帶，面積166萬平方公里，約占全國面積的六分之一，主要經濟作物為棉花、甜菜。大面積的秸稈如何解決成為新疆地區緊要解決的問題。飼料顆粒機的研發成功，有效解決了傳統秸稈焚燒所造成的環境污染、土壤板結、耕地質量下降等問題[1]。

1 飼料顆粒機的工作原理

傳統的飼料顆粒機主要分為兩大類：環模顆粒機和平模顆粒機。其中環模顆粒機的工作原理：壓模是一個多孔圓柱筒，靠傳動而回轉，筒內有2～4個帶溝紋的自由轉動或從動自轉滾輪（壓輥）。原料進入鋼模，被轉動的滾輪壓入工作區，嵌入模孔內，并從鋼模外壁擠出，被切刀切成圓柱形顆粒。平模顆粒機工作原理：其主要部件是一塊平圓形的鋼模和一組（2～4個）帶溝紋的自由轉動的滾輪。原料自上而下落入滾輪間隙，被旋轉滾輪壓入模孔，從模孔下方擠出長圓柱狀物，由切刀切斷成顆粒狀[2][3]。

2 環模與平模的區別

喂料方式：環模顆粒機采用機械強迫式入料，高速旋轉利用離心力把物料送入制粒室，通過刮刀將擠壓的物料切割成不同長度的顆粒，其最大的缺點是壓輥與環模高速旋轉磨損嚴重，喂料不均勻；平模顆粒機是靠物料自身的重量垂直進入壓入室，優點是壓輥與平模是垂直運動，避免了高速旋轉的磨損，喂料均勻。

壓力：在同等直徑下的模具內，環模壓輪直徑的大小受到模具的限制，所以壓力大小被限制；平模壓輪直徑不受模具的限制，可以加大安裝軸承的空間，選取大號軸承增加壓輪的承受能力，這不僅提高了壓輪的壓制力，而且還延長了使用壽命[4]。

3 環模顆粒飼料機核心部件

3.1 環模

環模是顆粒飼料機的主要部件之一。其材料選取多為高鉻合金鋼，硬度為HRC45，抗拉強度≥980MPA，環模進行熱處理后表面硬度可達60，環模多為圓筒多孔部件，其孔的形狀多為直孔。在實際生產加工中多采用模孔為5°～10°的楔形孔，這樣比圓形孔更容易脫模，更便于旋轉滾刀的切削。

3.2 壓輥

顆粒機多采用單輥結構，壓輥主要由偏心軸、壓輥殼、滾動軸承等組成，如圖1所示。

圖1 壓輥與環模工作原理圖

壓輥隨著電動機旋轉軸逆時針旋轉，將物料壓入環模中擠壓，與滾刀相對運動，將環模中的物料切割。

3.3 環模與壓輥尺寸分析

顆粒飼料機中環模與壓輥是整套設備的關鍵部件，如何選取環模與壓輥尺寸成為制粒成敗的關鍵因素。因而選擇最佳的模輥徑比λ=rR是設計顆粒飼料機的關鍵問題，解決這一問題不僅有助于進一步了解制粒過程中的一些基本規律，還為以后顆粒飼料機的設計與參數優化提供理論依據[5][6][7]。

4 未來與展望

4.1 新農村建設的需要

目前的農作物秸稈，大多堆放在農家的房前屋后，這不僅不衛生，而且也是極大的安全隱患。在新農村的建設過程中，這一現狀必須得到改變，因為街道式的新農村，不可能再有堆放秸稈的地方。將秸稈壓塊或打捆，方便了秸稈的存放，也讓秸稈得到增值利用。

4.2 節能與環保的需要

隨著農村經濟的發展，農民生活水平的提高，煤炭、液化氣、天然氣進入農村家庭。秸稈在一些農村地區失去了作為燃料的用途，很多地區的農戶將秸稈直接露天焚燒處理，造成了多起火災，嚴重污染環境，危及公共安全設施。例如：燃燒的濃煙影響飛機的正常航線，同時對能源也是極大的浪費。

4.3 畜牧業發展的需要

一方面畜禽的“飲食結構”沒有隨著社會和科技的進步得到根本改善，制約著畜牧業的發展步伐；另一方面為了保護環境，很多牧民采用圈養方式，在冬季植被覆蓋率低，畜禽類食物缺乏，秸稈制作的顆粒飼料能夠極大地滿足需求。

4.4 新的致富產業

秸稈的開發利用，是國家政策重點支持的產業，可享受多項優惠政策支持。辦秸稈生物打捆廠、秸稈壓塊廠，可享受國家農機購置補貼，企業可以免除稅費，增加農民收入，提高就業率[8]。

[1]龔振江.充分發揮飼料機械在生產中的作用[J].江西飼料,1998,4:16-18.

[2]曹康,金征宇,徐百志等.現代飼料加工技術[M].上海:上海科學技術文獻出版社,2003:326-480.

[3]張成,葛竹興,孫玲等.淺談飼料廠生產設備的科學管理[J].湖南飼料,2004(4):33-34

[4]顧堯臣.糧食加工設備工作原理、設計和應用[M],武漢:湖北科學技術出版,1998.

[5]聶玉忠,江海萍.顆粒飼料及其加工初探 [J].江西飼料,1997,2:18-19.

[6]黃其春.影響顆粒飼料品質的因素 [J].龍巖師專學報,2002(03)

[7]熊先安,宗力,劉梅英.影響顆粒飼料顆粒質量的因素分析[J].飼料研究,1999(07)

[8]蔡榮廣.淺析目前農機推廣工作中的困難及對策[J].江蘇農機與農藝,1994(03)