我（wǒ）國是農業大（dà）國，秸稈能源（yuán）相當豐富，它不僅是優良的燃料（liào）資源，還是寶貴的粗飼（sì）料資源。但是在農村，由於秸稈所占麵積（jī）較大，很多被當（dāng）即（jí）焚燒，造成了秸稈能（néng）源的浪費。而秸稈經壓縮（suō）之後，不僅提高熱效（xiào）率，還便於存放、儲存，牲畜采食率也高，而其排放的汙染物低於煤。大量燃燒一次性能源，會排放大量的S02和C02等，秸稈中硫的質量分數遠小於煤炭，僅為0.12%～0.18%，煤炭中硫的質量分數一般在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（kuài）機存在著很多的不足，如產出率低、生產成本偏高等，從而限製了成型機的推（tuī）廣。因此，如何提高秸稈燃料產出（chū）率、降低生產成本，就成了它能否在市（shì）場（chǎng）上應用的關鍵。 1、旋（xuán）轉式秸稈（gǎn）燃料（liào）壓（yā）塊機的工作原理 以農作物秸稈為原材料，設計一種高產加工植物作物機器。這種機器可以將農作物秸稈原材（cái）料壓成圓柱體狀的成品。它的優點是將自然界植物作物的廢料加工成燃料（liào），消耗自然界的可再生資（zī）源，無汙染，有利（lì）於環保。為（wéi）了提高秸（jiē）稈燃料生產率（lǜ），降低生產成本，設計了一種旋轉式秸（jiē）稈（gǎn）燃料（liào）成型機，然後為進一步提高（gāo）秸稈燃料生產率，對成型機的幾（jǐ）個（gè）重要參數進行了優化。旋轉式秸稈燃料成型機與以往的成型機有著很大的不同。以（yǐ）往的秸稈燃料成型機主要有兩（liǎng）個成型缸：預壓缸和壓實缸，這兩個缸是固定不動的。其成型過（guò）程一（yī）般分為兩個階段，送料預（yù）壓階段（duàn）和壓實（shí）推出階段，而且這（zhè）兩個階段是在（zài）相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行壓實然後（hòu）推出。這樣增（zēng）加很多的等待時間，造成時間浪費，從而使產出率偏低。 旋轉式（shì）秸稈成型機是液壓驅動活塞杆衝壓成型的（de），主要由三個相同的壓縮棒、三個（gè）等大的成型缸、工（gōng）作（zuò）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（zhuāng）置下半（bàn）部位置的缸作為推出缸。推出缸下麵的工作台有一個（gè）和成型缸直徑等大的（de）孔（kǒng），便於秸稈成品推出。秸稈成型流程圖如圖l。成型原理如下：第一個周期，粉碎好的秸稈（gǎn）原料輸送到預壓缸並進行預壓，預壓（yā）動作（zuò）完成之後，三個成型缸旋轉1200，即預壓缸（gāng）旋轉（zhuǎn）到壓（yā）實缸（gāng）的位置，壓實缸旋轉到推出缸（gāng）的位置（zhì），推出缸旋轉到預壓缸（gāng）的位（wèi）置，旋轉結束，預壓缸再進料預壓（yā），同時，壓實缸進行壓實，此時，推出缸（gāng）是空的，兩（liǎng）個動作完（wán）成之後再旋轉1200，此時，預壓缸進（jìn）料預壓，壓實缸進行壓實，推出缸推出秸稈成（chéng）品。再旋轉1200回到初始（shǐ）位置（zhì），完成第（dì）一個周期；第一個周期隻推出一次成品，在以後的每個（gè）周（zhōu）期，三次推出成品。秸稈壓塊機工藝流程（chéng）圖 2、秸稈（gǎn）成型機的參數優化 2.1數學（xué）建模在旋轉式秸稈成型（xíng）機成型原理的基礎上，為了進一步（bù）提高成產率，降低生產成本，對幾個（gè）重要沒計參數（shù）進（jìn）行優化。優（yōu）化的目標可以是單位時間的生產率最大，也可以是（shì）生產（chǎn）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所用的時（shí）間為目（mù）標函數，以一（yī）定的動力（lì）為約束條（tiáo）件進行優化。由於成型的三個階段同時進行，隻有三個動作（zuò）都完成之後，成（chéng）型缸才能旋轉，因此成型周期取決於最（zuì）慢的那個階段（duàn）。優化目（mù）標函數（shù）即為： min(max(t1，t2，t3)）式（shì）中：tI為進料預壓階段所用的時（shí）間，s；t2為壓實階段所用的時間，s；t3為推出階段所用的時間，s。 旋轉式秸稈燃料成型機（jī）的總（zǒng）體框架如圖2所示。由於秸稈（gǎn）具有很（hěn）高的壓實比，所以預壓階段壓縮位移較（jiào）大，因此我們把預壓筒分為兩部分（fèn），上半部分和輸送裝置連在一起（qǐ），上半部分的長度即為預壓位移，預壓後秸稈燃（rán）料的長（zhǎng）度（dù）即為預壓（yā）缸下半部分的長度，這（zhè）樣能減少壓縮缸的長度，從而（ér）減少了壓縮和推（tuī）出時間。旋轉式秸稈成型機是由液（yè）壓係統驅動（dòng）的，功率一（yī）定（dìng），為提高成型機的產出率．將給定的功率通過參數優化（huà）分（fèn）配給三（sān）個階段。因此本文（wén）考慮預壓位移（預壓筒上半部分的長度），壓實階段的位移、推出階段的（de）位移以及三個工作和非工作階段（成型缸後退階段）所需的動力這八個量作為（wéi）自變量。可以列出如下方程：秸稈（gǎn）壓塊機秸稈壓塊機秸稈（gǎn）壓塊機 由式(1)可以看（kàn）出，壓實時（shí）問和推（tuī）出時間都是由（yóu）進給和後退兩部（bù）分組成（chéng）的，隻有（yǒu）壓實棒退出成型（xíng）缸後，成型缸才能旋轉，而預壓時，預壓棒隻需（xū）運行到（dào）成型（xíng）缸的頂端（duān）即可，無需後退，成型（xíng）缸（gāng）也可以旋轉，因此預壓時間隻（zhī）包括（kuò）預（yù）壓進（jìn）給時間。旋轉式秸稈成型機的生產周期（qī）為T： 2.2仿真（zhēn）實例 由北京林業大（dà）學對生物質燃料常溫高壓（yā）致密成型技（jì）術及成型機理研究可知，玉米秸稈的壓縮比一般在7.95～8.74之（zhī）間，本文取8。研究的成品燃（rán）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。由於預壓階段秸稈鬆散，壓縮位移較（jiào）大，而壓實階段壓縮（suō）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電機（jī）功率（lǜ）為36 kW，目標函（hán）數為： 傳統秸稈成（chéng）型機分為兩個階段：預壓和壓實。秸稈（gǎn）成品的推出力是依靠後一個秸稈的壓實力擠出的，所以相同情況下，傳統式秸稈成型機單個秸稈成品所用的時間是預壓時間（jiān）與（yǔ）壓實時間的和（hé），即： t"=t1+t2 =18.5s 由此可見，優化設計（jì）之（zhī）後的產出率大大增加。 4、結論 以減少成型等待時間來（lái）提高成（chéng）型機產出率為目標，提出壓實缸旋（xuán）轉（zhuǎn）的新設汁方案，並通（tōng）過參數優化設計實現了成型機的三個成型階段的功率合理分配。對成型機的研究具有（yǒu）很好的理論和實際意義。