沼渣育苗營養塊成型機的研究

丁 偉

（吉林省農業機械研究院，吉林 長春 130000)

沼渣育苗營養塊成型機的研究

丁 偉

（吉林省農業機械研究院，吉林 長春 130000)

沼渣富含植物生長所需要的氮、磷、鉀等元素，并且含有有機質，可做基肥和追肥，可以大大減少化肥、農藥的施用量，又能有效地提高農作物的產量和品質。用沼渣制作的育苗營養塊具有良好的透氣性，是植物育苗階段的良好基質與載體。沼渣育苗營養快在成型的過程中需要進行壓制，壓力為20MP，并且在壓制過程中需要流程比較多操作量大，很難實現全自動，為解決以上問題，本文設計研究了一種沼渣育苗營養塊成型機。

沼渣；育苗；成型機

1 沼渣育苗營養塊

沼渣育苗營養塊的富含植物成長初期所需的各種營養元素，主要成分為有機質，是各類植物在育苗階段的首選，沼渣育苗營養塊是將發酵后的沼渣在20MP的夾緊壓力下壓制成型的圓餅狀結構，直徑為45mm，其中間帶有種植孔，便于施放種子，直徑為10mm錐孔，營養塊高度一般在40mm左右。育苗時將營養塊充分吸水，將種植植物的種子均勻撒在種植孔內，然后將營養塊并排安放在種植箱里，完成植物初期的種植過程[1]。

2 成型機的結構設計

2.1 成型機的整體結構設計

成型機的動力系統選用液壓傳動，液壓傳動平穩，便于控制，并且能夠提供較大的工作壓力。

成型機的主體結構為三梁四柱液壓機，由4根鍍鋅導柱連接上橫梁中間橫梁和下橫梁，并且加裝有送料機構、滑板，所有直線動作由液壓油缸完成包含主油缸、進料油缸和頂出油缸，動力裝置為液壓站。具體結構如圖1。

圖1 成型機的整體結構設計

2.2 送料機構結構設計

送料機構是成型機送料部分主體。它通過螺栓連接在液壓成型機的底座上，機構包括支架、送料油缸、擋板、送料框、料斗具體結構如圖2。

圖2 送料機構結構圖

2.3 機構連續動作順序分析

機構初始工作狀態：中間橫梁帶動上砧回到上行位置，頂出油缸帶動下砧退回，送料油缸帶動送料框退回。

工作狀態：

步驟1：送料油缸頂出，將已裝滿物料的送料框推出，物料裝入模板中。

步驟2：送料框在送料油缸的帶動下退回，然后再做一次往返運動，完成刮料動作，使料填滿，完成1次填料過程。

步驟3：主油缸下移，帶動中間橫梁下移，完成壓塊過程。

步驟4：主油缸退回，帶動中間橫梁上移回位，此時頂出油缸帶動下砧上移，將成型的營養塊推出模板。

步驟5：送料框在送料油缸的帶動下將成型營養塊推送到滑料板，同時完成下次填料，依上面次序循環，不斷完成一個又一個成型過程。

2.4 主要部件參數設計

電機總功率計算：

總功率N=P×Q/（60η） KW ，

其中壓力P為25MP 流量Q為21 L/min，η油泵總效率為0.8，總功率為11KW。

根據沼渣營養塊的成型參數設計成型機的相關技術參數，整理如下圖表。

表1 成型機的相關技術參數

3 液壓系統部分結構設計

3.1 液壓油缸活塞直徑計算

式中F為公稱力，η為工作效率，D為液壓油缸活塞直徑，d為活塞桿直徑。在壓力大于20MP的情況下取值為2。

3.1.1 主油缸活塞直徑計算

主油缸的公稱力F=1000KN 工作效率η為0.9，帶入公式計算得出主油缸的活塞直徑D為200mm，油缸活塞桿直徑為100mm。

3.1.2 送料油缸活塞直徑計算

送料缸的公稱力F=50KN 工作效率η為0.9，帶入公式計算得出送料油缸的活塞直徑D為50mm，油缸活塞桿直徑為25mm。

3.1.3 頂出油缸活塞直徑計算

頂出油缸的公稱力F=500KN 工作效率η為0.9，帶入公式計算得出頂出油缸的活塞直徑D為120mm，油缸活塞桿直徑為60mm。

3.2 液壓泵流量和排量計算與確定

液壓泵選用斜軸式柱塞泵，這種液壓泵可以提供較大的工作壓力，效率高，運行穩定。

3.2.1 液壓泵額定流量計算公式

式中t作用時間s，ηv液壓系統容積效率0.8～0.85。

成型機的作用時間t為10s ，ΔV為12.8L。

得出液壓泵額定流量Q為1.6L/s。

3.2.2 液壓泵排量計算公式

式中nBl——液壓泵額定轉速。

馬達轉速nBl為1200r/min，計算得出液壓泵的排量q為80ml/r。

3.3 油管內徑參數計算

3.3.1 高壓油管內徑計算

高壓油管內徑：

式中Q ——油泵的額定流量，V1為高壓油管流量，V1≥≥3.6m/s 。

計算得出高壓油管內徑大于等于30mm。

3.3.2 低壓油管內徑計算公式

式中：V2為低壓油管中油的流量，V2≥≥1m/s 。

計算得出低壓油管內徑大于等于45mm。

3.4 油箱容積計算

求得液壓油箱容積大于等于300L。

4 常見原因和排除方法

表2 常見原因和排除方法

[1]文凌軍.沼氣常見問題與解決辦法[J]. 農民致富之友，2016(3)：172.

S216.4

A

10.11974/nyyjs.20161232014