9KLH-250 型顆粒飼料壓制機的研制

張 帥

（ 山西省農業機械發展中心， 山西 太原 030031）

我國飼料行業發展起始于20 世紀70 年代， 至今已有40 多年， 全國飼料年產量也早已邁入2 億t的大關， 接下來飼料產量將會保持基本穩定、 小幅增長的趨勢。 隨著飼料行業競爭越來越激烈， 行業集中度的不斷提高， “ 十三五” 規劃加快推進供給側結構性改革、 實現發展動能轉換的提出， 產業內部聯合或廠家合并、 全產業鏈和全球化發展將成為飼料企業做大變強、 持續發展的決定性因素。

我國飼料行業規?；l展趨勢明顯， 集中度逐步提高。 全國飼料企業總數不斷下降， 2017 年總量6 469 家， 相比2011 年下降58%， 而大中型飼料企業的生產貢獻則越來越高， 2017 年全國年產10 萬t以上的飼料企業（ 單廠） 達到548 家， 比2011 年增長52%， 占全國飼料總產量的比例達到46%， 比2011 年增長12%[1]。 未來， 大型企業憑借規模、 資本、 技術等多維優勢， 通過兼并、 新增產能及產業鏈延伸發揮協同效應， 綜合產品和服務能力不斷增強， 市場份額將持續增加。

為了適應飼料行業的發展， 研制能進行大規模工業生產、 質量穩定、 工作可靠、 技術先進的顆粒飼料加工成套技術與設備， 已成為飼料工業發展的必須。

1 總體方案設計及工作原理

1.1 總體方案設計

根據顆粒飼料加工技術規范要求， 9KLH-250 型顆粒飼料壓制機主要包括喂料器、 主軸、 主體支撐、調質器、 250 kW 大電機、 環模系、 機門系、 壓輥系、 引流刮刀、 切斷刀、 潤滑系等部件。

9KLH-250 型顆粒飼料壓制機總設計圖見圖1。

1.2 工作原理

主要工作部件由電氣控制系統、 顆粒機主機、潤滑系統、 喂料器[2]、 調質器等組成。 工作時， 含水率低于18%的配合飼料， 從混合成品倉進入喂料器，在攪龍作用下（ 通過變頻調速系統無級調整喂料器電機轉速） ， 使待制粒的物料均勻流入調質器中； 蒸汽與物料進行充分混合同時進行調質； 調質后的物料溫度在65～90 ℃， 濕度在14%～18%， 最終流入制粒室中完成制粒。

9KLH-250 型顆粒飼料壓制機樣品圖見圖2。

圖2 9KLH-250 型顆粒飼料壓制機樣品圖

1.3 主要技術參數

研制設備主要技術參數見表1。

表1 研制設備主要技術參數

2 主要工作部件設計

2.1 喂料器

喂料器采用先進的變頻調速系統對喂料電機進行調速， 喂料器電機也配有過載保護裝置。 喂料器由喂料攪龍、 皮帶傳動裝置、 變頻調速電機等組成。通過變頻調速器調整喂料電機轉速， 控制喂料攪龍轉速在0～140 r/min 范圍內， 進而得到合適的物料流速， 使物料均勻地進入調質器。

2.2 調質器

調質器主要包括不銹鋼材質的主軸、 殼體、 槳葉、 蒸汽入口及減速電機等部件。 其主要功效是使混合料與蒸汽等添加質盡量的混合， 將混合料調質到設定的溫度、 濕度， 以滿足制粒工藝要求。

蒸汽系統必須要保證蒸汽品質。 9KLH-250 型顆粒飼料壓制機制粒工藝需要保證蒸汽的壓力達到0.2～0.4 MPa， 該蒸汽壓力需要配置2 t 以上的蒸汽鍋爐； 進入調質器的蒸汽要保持干燥， 冷凝水應由蒸汽系統排水管路排出， 不得留在調質器內。

2.3 主機系統

主機包括喂料器、 主軸、 主體支撐、 調質器、250 kW 大電機、 環模系、 機門系、 壓輥系、 引流刮刀、 切斷刀、 潤滑系等部件。 處于工作狀態時， 含水率低于18%的混合飼料， 由調質器攪龍均勻地經機門系導料口進入顆粒工作室， 在引流刮刀的引導下進入核心設備環模與壓輥間的壓縮區， 飛速運轉的環模、 壓輥吸取混合料并不斷地壓縮到環?？變?，混合料在環?？變冉洈D壓成條顆粒狀， 經切斷刀的切割， 形成長度相同的圓柱形顆粒， 制粒過程完成。傳動系統設計成單電機窄V 帶皮帶傳動系統， 具有最適當的傳動比和較大的驅動力矩， 這個結構還有噪聲低、 產量高、 運轉平穩、 操作維修方便等優點。

2.4 核心設備環模

核心設備環模材料選用高鉻合金鋼， 經過鍛制、機加工、 真空熱處理工藝后， 環模上的小孔光潔度高、 尺寸精度達標、 使用年限長； 環模厚度、 孔徑可根據用戶實際選定， 配有Φ3～Φ20 多種孔徑和不同厚度的環模， 可根據用戶不同的要求調整， 使用戶獲得最大的經濟和技術效益。

新環模安裝完畢即將投入使用時， 不能一開始就調整到最大生產能力狀態， 須有一段磨合期； 若新的環模投入使用一段時間后各項操作指標仍達不到要求， 就應檢查或更換環模規格， 調整產品配方。

2.5 關鍵設備壓輥

9KLH-250 型顆粒飼料壓制機壓輥配有2 只壓輥， 每個壓輥均可單獨調整到靠近或遠離環模， 這樣對于每一種配方， 都可以通過調整壓輥， 達到最佳的制粒效果。 壓輥總成由壓輥偏心軸、 壓輥皮、滾動軸承、 定位環、 密封板、 油封、 圓螺母、 止退墊、 脹環等組成。 調整時， 整個壓輥可以在主軸盤上的壓輥支撐軸旋轉運動， 2 個壓輥可以通過前板的壓輥壓板上的大六方螺栓進行調節； 松開前板上的，用內六角扳手松開內六角緊定螺栓， 用專用工具大六方螺栓扳手調整壓輥與環模間間隙至規定的間隙；調整合適后， 用內六角扳手鎖緊壓輥前板上的內六角螺栓。

2.6 環模的調節方式[3]

對新環模或停用相當長時間的環模， 建議按照下述程序進行重新調節。

將壓輥調至離環模最小距離而不碰到環模為止；起動主電機； 將油料送到顆粒機直到孔內充滿的物料完全被擠壓出為止； 啟動顆粒機上調質器和喂料電機， 喂入少量物料； 顆粒機可以開始生產顆粒物料， 根據電流表上所指示的主傳動電機負荷， 確定后續需增加的喂料量； 當第一批顆粒料生產出來后，逐步增加糖蜜、 蒸汽、 水和其他添加劑， 同時通過電流表觀察主傳動電機負荷； 若環模出現要堵塞的跡象， 可快速從門側送入油料， 使其保持運行； 若環模出現堵塞， 應拆下環模， 用小孔沖或鉆將環模清理干凈后再使用。

2.7 電氣自動控制系統

電氣自動控制系統的首要任務是使設備長時間保持穩定工作， 避免環模堵塞等非正常運轉造成制粒機停止工作。 調試時應達到在出現制粒機過負荷或觀察到皮帶打滑過量情況時， 能立即切斷喂料器、調質器的物料和蒸汽的供給， 同時能立即將環模上多余的熟料排到設備外部； 當電流下降到額定值后，再以原先設定的數值給顆粒機供給物料和蒸汽。

3 安裝與調試

根據顆粒飼料加工工藝， 嚴格按設計安裝成套加工設備中各單機， 包括原料輸送、 粉碎、 配料混合、 制粒和電子打包等各部分； 調試前應閱讀并理解各單機使用說明書中的調試方法， 并進行單機空載調試， 并設計調試方案。 調試時應按生產加工工藝、 控制工藝流程[4]， 完成對單機和成套設備的空載、 重載試車調試； 最后進行技術性能試驗和生產考核。

4 試驗

試驗嚴格按國家有關飼料加工工藝標準、 環保標準及設計圖紙要求， 對9KLH-250 型顆粒飼料壓制機的性能、 各項技術指標進行驗證。 試驗場地選在太原威科飼料科技有限公司， 試驗主料是玉米（ 配以輔料） 。 成套設備在試驗前完成電器及自動控制系統調試及與各單機、 機組的點動、 聯動、 空載調試、 設備的調整與保養， 具備重載試車的條件后進行試驗。 試驗儀器有電子秤、 秒表、 取樣器、 噪聲測定儀、 粉塵測定儀、 三相電度表、 水分測定儀、化學分析儀器及電工工具、 檢測儀表等。 試驗主要測定生產率、 度電生產率； 噪聲、 粉塵等指標。

9KLH-250 型顆粒飼料壓制機的試驗結果見表2。

表2 9KLH-250 型顆粒飼料壓制機的試驗結果

由表2 可以看出， 9KLH-250 型顆粒飼料壓制機的經濟技術指標優于國家相關技術標準， 研制的設備可用于年產10 萬t 飼料企業生產線。

5 結語

9KLH-250 型顆粒飼料壓制機設計理論成熟、 設計合理、 技術可靠； 與國外進口機型相比具有成本低、 投資少、 見效快等特點， 具有較強市場競爭力。該顆粒機設計合理、 工藝先進， 具有自動化程度高、性能先進、 可靠等特點， 采用軟啟動裝置啟動電機，改良了電機啟動條件， 自動潤滑結構的設計保證了設備的良好狀態， 避免了人工潤滑出現的人為故障；凡與物料接觸部件均為不銹鋼材質， 延長了設備的使用年限； 過載全自動保護、 皮帶打滑監視系統、蒸汽電磁閥控制等設計， 使設備操作簡單方便。