多級(jí)輥壓秸稈成型裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多級(jí)輥壓秸桿成型裝置，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械秸桿收集壓捆技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及一種連續(xù)多級(jí)輥壓，在高壓下實(shí)現(xiàn)秸桿高密度、無(wú)捆繩的成型設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上年產(chǎn)農(nóng)作物秸桿29億多噸，而我國(guó)每年的秸桿量為7億噸左右，除一部分秸桿用于能源化、飼料化、肥料化外，仍有1/3秸桿尚未得到利用。這些未被利用的秸桿部分采用焚燒處理，大量的秸桿資源被浪費(fèi)。我國(guó)生物質(zhì)秸桿資源分布分散和結(jié)構(gòu)疏松等特點(diǎn)，在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和生產(chǎn)加工過(guò)程中存在運(yùn)輸體積大、儲(chǔ)存密度低及貯藏費(fèi)用高等問(wèn)題，大大限制了秸桿大規(guī)模資源化利用的經(jīng)濟(jì)性和可操作性。
[0003]秸桿等資源的收集利用主要有壓縮打捆和壓縮成型兩種方式。壓縮打捆方法秸桿收集過(guò)程中普遍存在成捆密度低、捆扎成本高、捆扎穩(wěn)定性差、收集設(shè)備復(fù)雜等共性問(wèn)題，研宄、開(kāi)發(fā)高密度、高穩(wěn)定性無(wú)捆繩的壓縮成型技術(shù)及壓縮系統(tǒng)成為目前研宄重點(diǎn)；壓縮成型方法是直接將切碎后的秸桿壓縮成塊狀或顆粒狀，壓縮成型設(shè)備在國(guó)內(nèi)外種類有很多，國(guó)內(nèi)外研制的秸桿顆粒機(jī)或者秸桿壓塊機(jī)等壓縮成型設(shè)備主要有螺旋壓縮成型機(jī)、活塞壓縮成型機(jī)和模壓成型機(jī)等，其大多成型能耗及單位產(chǎn)品成本過(guò)大，專利CN102205662BZL實(shí)現(xiàn)了秸桿高密度、無(wú)捆繩壓縮成型，但是不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，規(guī)模較小系統(tǒng)效率偏低，并且設(shè)備配套性能較差，推廣困難。
[0004]鑒于鋼鐵軋制成型原理，按軋制時(shí)軋件與軋輥的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不同可分為縱軋、橫軋和斜軋；為了得到高密度、高穩(wěn)定性無(wú)捆繩的壓縮秸桿，采用縱向多級(jí)輥壓的方式使秸桿實(shí)現(xiàn)高密度無(wú)捆繩壓縮成型技術(shù)具備開(kāi)發(fā)和應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是，提供一種多級(jí)輥壓秸桿成型裝置，在連續(xù)多級(jí)輥壓，高壓力下實(shí)現(xiàn)秸桿高密度、無(wú)捆繩的壓縮成型設(shè)備。
[0006]為了達(dá)到本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案如下:
[0007]多級(jí)輥壓秸桿成型裝置包括:一級(jí)喂入輥1、二級(jí)喂入輥2、橫向起筋輥3、縱向起筋輥4、成型輥5、保壓輥6、送料機(jī)構(gòu)7、切斷刀8、機(jī)體9組成，其中，機(jī)體9上設(shè)置有進(jìn)料口91、出料口 92，送料機(jī)構(gòu)7由送料桿71、主動(dòng)曲柄72、從動(dòng)曲柄73、曲軸74組成，送料機(jī)構(gòu)7設(shè)置在機(jī)體9下部、一級(jí)喂入輥I之前，通過(guò)曲軸74以方位角f與機(jī)體9固連，切斷刀8設(shè)置在出料口 92處、位于機(jī)體9上部，由切斷刀8相對(duì)機(jī)體9往復(fù)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)高密度秸桿條的切斷成塊；T-T為出料口 92處壓縮秸桿條厚度的中間平面，沿著物料流動(dòng)方向、兩個(gè)一組關(guān)于T-T平面對(duì)稱依次設(shè)置有一級(jí)喂入輥1、二級(jí)喂入輥2、橫向起筋輥3、縱向起筋輥3、成型輥5五級(jí)壓縮輥，相鄰各級(jí)壓縮輥之間四個(gè)一組對(duì)稱設(shè)置有保壓輥6 ;其中，一級(jí)喂入輥1、二級(jí)喂入輥2輥身帶有交錯(cuò)排布的釘齒，橫向起筋輥3輥身帶有平行軸線方向的凸起筋，凸起筋沿橫向起筋棍3圓周方位均布排列，縱向起筋棍4棍身帶有環(huán)形凸起筋，凸起筋沿縱向起筋輥4軸線等距排列，成型輥5、保壓輥6均為光輥。
[0008]其中，所述的一級(jí)喂入輥1、二級(jí)喂入輥2、橫向起筋輥3、縱向起筋輥4、成型輥5五級(jí)壓縮輥均為主動(dòng)輥，保壓輥6為從動(dòng)輥，所有各輥軸線平行、以同一表面圓周線速度V在機(jī)體9上同向轉(zhuǎn)動(dòng)；dl、rl、ω I分別為一級(jí)喂入棍I的中心距、半徑、角速度，d2、r2、ω 2分別為二級(jí)喂入輥2的中心距、半徑、角速度，d3、r3、ω3分別為橫向起筋輥3的中心距、半徑、角速度，d4、r4、ω4分別為縱向起筋輥4的中心距、半徑、角速度，d5、r5、ω5分別為成型輥5的中心距、半徑、角速度；所有各輥的半徑、角速度和對(duì)稱安裝中心距應(yīng)滿足下列設(shè)計(jì)條件:各棍的表面圓周線速度V = rl* ω I = r2* ω 2 = r3* ω 3 = r4* ω 4 = r5* ω 5，一級(jí)喂入棍I對(duì)棍間距hi = dl-2*rl、二級(jí)喂入棍2對(duì)棍間距h2 = d2_2*r2、橫向起筋棍3對(duì)棍間距h3 = d3_2*r3、縱向起筋棍4對(duì)棍間距h4 = d4_2*r4、成型棍5對(duì)棍間距h5 =d5-2*r5，各組壓縮輥間料厚hl>h2>h3>h4>h5，各保壓輥6對(duì)輥間距等于前一級(jí)壓縮輥對(duì)輥間距，設(shè)定秸桿喂入厚度為h0時(shí)，各級(jí)壓縮比分別為:一級(jí)壓縮比hO/hl，二級(jí)壓縮比hl/h2,三級(jí)壓縮比h2/h3，四級(jí)壓縮比h3/h4，五級(jí)壓縮比h4/h5，實(shí)現(xiàn)整機(jī)壓縮比h0/h5。
[0009]進(jìn)一步地，所述的送料機(jī)構(gòu)7中，送料桿71中部與主動(dòng)曲柄72 —端轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接、末端與從動(dòng)曲柄73 —端轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，曲軸74分別與主動(dòng)曲柄72和從動(dòng)曲柄73的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，曲軸74以方位角f與機(jī)體9固連，由送料桿71的聯(lián)接段、主動(dòng)曲柄72、從動(dòng)曲柄73、曲軸74形成平行四邊形機(jī)構(gòu)；由輥長(zhǎng)確定的多個(gè)送料桿71沿曲軸74的軸線AA等距布置成一組送料桿、多組送料桿繞曲軸74的軸線AA均布，共用同一個(gè)曲軸74，主動(dòng)曲柄72繞軸線AA轉(zhuǎn)動(dòng)，由送料桿71穿過(guò)機(jī)體9上所設(shè)置的送料槽，實(shí)現(xiàn)物料的強(qiáng)制輸送。
[0010]上述的多級(jí)輥壓秸桿成型裝置工作過(guò)程中，預(yù)破碎成一定長(zhǎng)度的秸桿由進(jìn)料口 91喂入，送料機(jī)構(gòu)7將匯聚在進(jìn)料口 91內(nèi)的秸桿強(qiáng)制輸送到一級(jí)喂入輥1，由一級(jí)喂入輥I和二級(jí)喂入輥2實(shí)施強(qiáng)制喂入并完成兩級(jí)預(yù)壓縮，再由橫向起筋輥3、縱向起筋輥4進(jìn)行兩級(jí)高壓壓縮及起筋部分的超高壓壓縮，在壓縮秸桿表面形成縱橫交錯(cuò)壓痕，最后由成型輥5將秸桿條壓縮成型，各級(jí)保壓輥6延長(zhǎng)了壓縮時(shí)間、抑制秸桿回彈，在達(dá)到預(yù)設(shè)長(zhǎng)度后由切斷刀8完成壓縮秸桿條的切斷，實(shí)現(xiàn)秸桿連續(xù)輥壓、高密度成型高壓壓縮作業(yè)。
[0011]上述的多級(jí)輥壓秸桿成型裝置中，成型秸桿條的寬度是由輥長(zhǎng)確定，是裝置設(shè)計(jì)性能參數(shù)；成型秸桿條的厚度是由成型輥5對(duì)輥間距確定，工作過(guò)程中可以適量調(diào)整；成型秸桿塊的長(zhǎng)度是由長(zhǎng)度計(jì)數(shù)器設(shè)定，工作過(guò)程中可以根據(jù)需要改變，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)長(zhǎng)度后、切斷刀快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次完成切斷和復(fù)位，形成定寬度、厚度可調(diào)、長(zhǎng)度任意設(shè)定的高密度秸桿立方體。
[0012]上述的多級(jí)輥壓秸桿成型裝置中，所述的橫向起筋輥3、縱向起筋輥4可以合二為一，由一個(gè)表面帶有縱橫交錯(cuò)起筋輥代替，并取消橫向起筋輥3、縱向起筋輥4之間的保壓輥6，同樣可以實(shí)現(xiàn)高密度無(wú)捆繩壓縮成型，以便簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低功耗，適應(yīng)較容易壓縮的秸桿成型。
[0013]上述的多級(jí)輥壓秸桿成型裝置中，所述的相鄰各壓縮輥之間四個(gè)一組對(duì)稱設(shè)置的保壓輥6可減少為兩個(gè)一組對(duì)稱設(shè)置或增加為六個(gè)一組對(duì)稱設(shè)置，同樣可以實(shí)現(xiàn)高密度無(wú)捆繩壓縮成型；相鄰各壓縮輥之間兩個(gè)一組對(duì)稱設(shè)置保壓輥6，以便簡(jiǎn)化整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)、降低功耗，適應(yīng)回彈特性小的秸桿壓縮成型；相鄰各壓縮輥之間六個(gè)一組對(duì)稱設(shè)置保壓輥6，以便延長(zhǎng)保壓時(shí)間，適應(yīng)回彈特性大的秸桿壓縮成型。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于，所提出的一種多級(jí)輥壓秸桿成型裝置，秸桿在高壓力的連續(xù)多級(jí)輥壓下產(chǎn)生塑性變形、纖維貼合，進(jìn)而被壓實(shí)、定型，最后再由切斷刀切斷成一定的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)了秸桿高密度、無(wú)捆繩的壓縮成型，成型的高密度秸桿立方體可用于大棚保溫材料、農(nóng)用建筑材料或燃料。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為多級(jí)輥壓秸桿成型裝置主視原理圖；
[0016]圖2為多級(jí)輥壓秸桿成型裝置仰視原理圖；
[0017]圖3為多級(jí)輥壓秸桿成型裝置各級(jí)壓縮輥剖視圖；
[0018]圖中，1:一級(jí)喂入輥；2:二級(jí)喂入輥；3:橫向起筋輥；4:縱向起筋輥；5:成型輥；
6:保壓輥；7:送料機(jī)構(gòu)-Jl:送料桿；72:主動(dòng)曲柄；73:從動(dòng)曲柄；74:曲軸；8:切斷刀；9:機(jī)體；91:進(jìn)料口 ；92:出料口。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020]圖1所示的多級(jí)輥壓秸桿成型裝置主視原理圖，多級(jí)輥壓秸桿成型裝置包括:一級(jí)喂入輥1、二級(jí)喂入輥2、橫向起筋輥3、縱向起筋輥4、成型輥5、保壓輥6、送料機(jī)構(gòu)7、切斷刀8、機(jī)體9組成，其中，機(jī)體9上設(shè)置有進(jìn)料口 91、出料口 92，送料機(jī)構(gòu)7由送料桿71、主動(dòng)曲柄72、從動(dòng)曲柄73、曲軸74組成，送料機(jī)構(gòu)7設(shè)置在機(jī)體9下部、一級(jí)喂入輥I之前，通過(guò)曲軸74以方位角f與機(jī)體9固連，送料機(jī)構(gòu)7的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)物料的強(qiáng)制輸送，切斷刀8設(shè)置在出料口 92處、位于機(jī)體9上部，由切斷刀8相對(duì)機(jī)體9往復(fù)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)高密度秸桿條的切斷成塊；T-T為出料口 92處壓縮秸桿條厚度的中間平面，沿著物料流動(dòng)方向、兩個(gè)一組關(guān)于T-T平面對(duì)稱依次設(shè)置有一級(jí)喂入輥1、二級(jí)喂入輥2、橫向起筋輥3、縱向起筋輥
3、成型輥5五級(jí)壓縮輥，相鄰各級(jí)壓縮輥之間四個(gè)一組對(duì)稱設(shè)置有保壓輥6 ;其中，一級(jí)喂入輥1、二級(jí)喂入輥2輥身帶有交錯(cuò)排布的釘齒，實(shí)施強(qiáng)制喂入并完成兩級(jí)預(yù)壓縮，橫向起筋棍3棍身帶有平行軸線方向的凸起筋，凸起筋沿橫向起筋棍3圓周方位均布排列，縱向起筋輥4輥身帶有環(huán)形凸起筋，凸起筋沿縱向起筋輥4軸線等距排列，進(jìn)行兩級(jí)高壓壓縮及起筋部分的超高壓壓縮，成型輥5、保壓輥6均為光輥，保壓輥6的作用是延長(zhǎng)了壓縮時(shí)間、抑制秸桿回彈，驅(qū)動(dòng)力矩來(lái)源于機(jī)體9的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。
[0021]圖2所示的多級(jí)輥壓秸桿成型裝置仰視原理圖，送料機(jī)構(gòu)7中，送料桿71中部與主動(dòng)曲柄72 —端轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接、末端與從動(dòng)曲柄73 —端轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，曲軸74分別與主動(dòng)曲柄72和從動(dòng)曲柄73的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)