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1、,山西农机新技术服务中心秸秆揉丝机技术研究报告,目录页,CONTENTS PAGE,项目背景,解决的关键或共性和创新点,主要研究内容与试验,产品定位比较,推广前景以及社会、经济效益分析,研究方案与技术路线,结论,一，项目背景,Part,项目背景,我国是农业大国，每年可产生秸秆7亿多吨。中国是世界上秸秆资源最为丰富的国家之一2003年，我国秸秆资源产量达7.9亿吨,并每年以0.12亿吨的速度稳步增长。我国农村主要有水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆，其中玉米秸秆占36.7%，稻草秸秆占27.5%，小麦秸秆15.5%粮食作物秸秆占了总量的90.5%。,综合利用比例,秸秆焚烧的危害,烧秸焚烧占了利用的最大
2、比重，但是焚烧却带来了很多危害。 危害一：污染空气环境，危害人体健康。 危害二：引发火灾，威胁群众的生命财产安全。 危害三：引发交通事故，影响道路交通和航空安全。 危害四：破坏土壤结构，造成农田质量下降。 危害五：焚烧秸秆所形成的滚滚烟雾、片片焦土，对一个城市的环境形象是最大的破坏。,秸秆综合利用,秸秆通过收割，归类，集中后进行回收，在进行粉碎柔丝处理加工，成为饲料，工业用料，生物用料等产品。其中粉碎柔丝环节为整个环节的重要因素。由于传统的粉碎技术高耗能，低产出，受众面小导致粉碎环节成为制约秸秆综合利用产业规模化发展的重要因数。由于传统粉碎不能适应市场需求，所以急需新型技术研发和制造来推动秸秆
3、利用的发展。,项目介绍,传统揉丝机,新型揉丝机,实施依据,根据中华人民共和国可再生能源法、国务院办公厅关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见（国办发2008105号）、可再生能源发展专项资金管理暂行办法(财建2006237号)，中央财政安排补助资金支持秸秆能源化利用,推动我国农村秸秆能源化利用，促进我国可再生能源的发展。,研究方案与技术路线,Part,二、研究方案与技术路线,研究方案,明确研究对象,主要研究内容,制定研究方案,根据调研结果，项目定位于研制一种适用秸秆规模化利用的揉丝技术与设备；通过在传统饲料用秸秆揉丝机的基础上进行工艺创新，结构创新、使其能够满足日益发展的秸秆规模化市场的应用需求
4、；同时开展满足秸秆综合利用专用揉丝机工艺的相关部件的研究与设计；开展了部件标准化的设计。,秸秆揉丝进料装置的研究；秸秆揉丝机粉碎室结构研究；秸秆揉丝机高效出料装置研究。,根据研究内容及目标，成立了项目实施小组；通过研究秸秆揉丝的工艺重点研究，突出工艺的创新性；依据秸秆揉丝各个工艺环节的性能需求开展相关技术与设备的研究。同时注重各部件、各环节性能试验与数据积累，为今后项目的标准化建设积累数据与经验。,本项目在实施过程中，一方面充分借鉴和吸收国内外已有的研究成果，收集相关技术资料，并进行分析处理；另一方面注重现有的秸秆粉碎机结构研究。在研究过程中，采用定性与定量相结合，理论分析、数值计算、部件试验
5、、整机性能试验、生产考核等方法手段，使项目设计优化。,技术路线,实验研究,三 研究内容,Part,认知的影响因素分析（基于因子）,效度分析,秸秆柔丝机锤片研究,延长锤片寿命，可以再锤片的边角部位堆焊碳化钨合金等高硬材料，焊层厚13mm。其使用寿命比65Mn 整体淬火锤片的使用寿命提高了78倍，但成本也会高出2 倍。保证锤片的耐磨性，热处理后淬火区硬度应达到HRC5057.达到良好的减震效果，同时减少对销轴的磨损。,1、传统揉丝机进锤片研究传统锤片在加工过程中，锤片的机械性能、硬度、耐磨性能、结构尺寸等直接影响原料的加工水平。锤片磨损严重时会产生破碎，打坏主设备机体，不仅降低生产加工效率，而且严
6、重影响产品质量。锤片是易损部件。2、秸秆柔丝机锤片研究,锤片结构图,认知的影响因素分析（基于因子）,效度分析,秸秆柔丝机锤片研究,实验目的：为了确定揉丝机的最佳性能，项目组对揉丝机的锤片参数进行了试验研究。锤片作为揉丝机最重要也是最易磨损的工作部件，对揉丝机有着至关重要的影响，锤片末端线速度、锤片形状和厚度、排列方式等都对揉丝机的生产性能有着密切关系。,3、秸秆揉丝机锤片实验,实验方法：锤片式揉丝机的指标有揉丝粒度、生产效率和功耗等，而影响揉丝性能指标的因素包括:被揉丝物料的结构及物理性质、锤片的线速度、筛片孔径、锤片末端与筛面间的间隙、物料喂入量及空气流量等。本试验主要研究锤片参数对揉丝机工
7、作性能的影响。,实验过程：,认知的影响因素分析（基于因子）,效度分析,秸秆柔丝机锤片研究,实验结果：分析结果可以看出，锤片类型及锤片末端线速度对生产率及揉丝功率影响显著，锤片排列方式对揉丝性能的影响相对较小，但是锤片厚度对揉丝结果的影响最不显著。在确定其他最优组合后，通过大量的实际生产，最终确定当锤片厚度为8mm时，揉丝机的生产率较高且吨料电耗相对较低且耐磨性好。,4、结论,本项目设计的揉丝机在保留揉丝机原有特点的基础上进行创新设计，本试验着重对揉丝机的锤片参数进行试验研究，根据对试验数据的分析和总结，试验达到预期的效果。,认知的影响因素分析（基于因子）,效度分析,玉米秸秆抖动进料系统研究,双
8、板计量进料装置，采用科学力学转换，使双板动力F1和F2输出动能，经过动力转换减小进料摩擦力，和物料缠绕等问题，使得机器进料系统正常运转。,1、传统揉丝机进料系统研究传统揉丝机进料系统由进料口垂直进入，由于重力摩擦等因素，进料口容易造成物料堆积，缠绕等现象，影响物料进入机器，从而影响机器工作效率。2、抖动进料系统研究,认知的影响因素分析（基于因子）,效度分析,3、抖动进料系统试验实验目的：进料仓两侧各加了一个抖动进料板，使用链条带动凸轮使抖动板进行抖动进料，提高了进料速度，避免了机器空转带来的功率损耗，满足了秸秆大规模利用的需求。为了考察抖动进料板对粉碎机性能的影响，从而确定出最佳的摆动角度及电
9、动机转速。,玉米秸秆抖动进料系统研究,实验方法：通过称量一段时间内物料通过的总量m及所用时间t，然后计算后者与前者的百分比即为单位时间内物料的通过量。,实验过程： 揉丝机抖动进料装置的性能指标主要是单位时间内物料的通过量，试验采用玉米秸秆作为揉碎物料，设计了电机转速（A）及摆动角度（B）两因素三水平（其因素水平表见表1）的正交试验，两因素三水平的正交试验共有9次，通过正交试验求出各因素的较优水平组合。,认知的影响因素分析（基于因子）,效度分析,玉米秸秆抖动进料系统研究,实验结果：,4.结论：揉丝机采用振动板输料装置，实现了秸秆原料的不缠绕、无堵塞进料，省略了秸秆揉丝机进料切碎装置，提高了进料速
10、度，避免了机器空转带来的功率损耗，满足了秸秆大规模利用的需求。,认知的影响因素分析（基于因子）,效度分析,辅助吸风系统研究,1.传统风机研究,传统的小型秸秆揉丝机 出料口由转子旋转产生的负压从筛片吹出，经常出现出料不畅或堵塞的现象。,2.辅助吸风系统研究,吸风、搅轮双作用出料系统 采用辅助吸风系统，强化了筛板两端风压压力差的形成，突出了筛板风压对粉碎机环流层的扰动，提高了筛板粉碎物料的通过率，结合大尺寸螺旋搅轮的强制出料作用，降低了整机功耗，提高了整机效率。,认知的影响因素分析（基于因子）,效度分析,3.辅助吸风系统实验,实验目的：为了考察风机风量对揉丝机揉丝性能的影响，从而确定出合适的风机转
11、速，本试验通过变频器改变风机转速，从而控制出风量进行揉丝试验，最终通过秸秆的揉丝效率及合格率确定风机的转速。,实验方法：利用玉米秸秆等原料，分别测定风机不同转速下揉丝机的出料口风速、物流抛出距离及电机的通过电流，通过试验结果得出风机转速与抛出距离及风速的关系，从而确定出合适的转速。电机电流通过电表直接读出，风速由风速计直接测出，物料抛出距离由卷尺直接测量。,吸风系统研究,认知的影响因素分析（基于因子）,效度分析,实验过程： （1）通过变频器设定好风机转速后，用风速计测定出料口风速及物料抛出距离。 （2）保持风机转速不变的条件下从进料口加入玉米秸秆，记录揉丝过程中电机电流。 （3）改变风机转速，
12、重复进行以上试验并记录试验数据。,实验结果：,4.结论经过精心合理设计的揉丝机吸风系统, 能改善揉丝室内的工作条件, 有助于揉丝后的物料有效地通过筛孔, 不但使锤片揉丝机的产量提高, 而且在改善产品粒度的均一性, 提高揉丝质量降低成本, 降低电耗, 节约开支等方面, 都具有很大意义。,吸风系统研究,解决创新,四，解决的关键或共性和创新点,Part,认知的影响因素各指标评分,本机介绍,9RS-3,机器进料作业,转轴,震动版,采用双板计量进料装置 采用双轴间歇仿刮板结构，利用双板的运动角度不同，作用力不同，降低秸秆的缠绕搭桥现象；利用双板的相对运动实现了秸秆原料的计量、定量进料，省略了传统秸秆粉碎
13、机进料切碎装置，稳定、提高了进料速度；设计是在进料仓两侧各加了一个抖动进料板L1,L2，使用轴带动凸轮使抖动板进行抖动进料。抖动板角度可以通过定位销进行角度调整,进料口两侧拦动板L1、L2调整成角度1和2, 21由于两个抖动板通过链条带动的力相同，当抖动板向下工作时L1上产生向下动力a1配合重力条件下物料进入揉丝室。同时L2在向下工作时抖动板由于高于L1，抖动板的下缘对L1上的物料在力b1的作用下拨入揉丝室，完成匀速计量进料。,采用振动板输料装置,双向可逆式转子可调式揉丝室设计,揉丝机转子 向一个方向旋转物料 锤片单向磨损 需停机更换 锤片的更换浪费了大量的生产时间,揉丝机转子 向一个方向旋转
14、物料 双向可调式粉碎室 采用杠杆联动原理，设计了可转动筛板结构，实现了秸秆粉碎室的双向粉碎功能， 避免了单片的单向磨损，降低了单片的更换周期，延长了整机的使用寿命；,辅助吸风出料系统的设计,设计创新,秸秆揉丝机采用辅助吸风系统的目的是使揉丝机工作时造成筛下较大的负压，促使揉丝室内合格细粉能迅速通过筛孔，防止筛孔堵塞，减少物料的过度揉丝，提高揉丝机的产量。同时，当空气进入揉丝室通过筛片时，能有效地冷却揉丝室，带走揉丝室产生的热量和水分。通过试验证明，良好的辅助吸风系统可使揉丝机产量提高20%以上，并且避免筛孔堵塞和后续工序的结露现象。当然，也应避免吸风系统过大的吸风量造成无谓的动力消耗和由此而产
15、生的负作用，因而合理配置揉丝机辅助吸风系统具有重要的意义。,实验研究,产品定位比较,Part,认知的影响因素分析（基于因子）,效度分析,产品的比较和定位,结论：本机型在生产率、和能耗等参数方面与其它机型有一定的差距外，但在喂料方式、秸秆丝化率、锤片寿命、输送距离等方面具有明显的优势。本项目利用秸秆抖动进料板进料工艺，提高了秸秆的进料速率，使用双向揉丝室和锤片式+齿板+筛板的揉丝方式，延长了锤片使用寿命，降低了躁音污染，提高了秸秆丝化率。,9RS-60,9RS-50,实验研究,前进分析与效益,Part,认知的影响因素各指标评分,推广前景,秸秆揉丝机对于改善秸秆加工质量、提高牲畜喂饲效果的作用非常明显。秸秆全株的采食率从原来的50提高到 95以上。其加工出来的丝状秸秆饲料，也可与秸秆燃料压块机等机具配合起来使用，实现秸秆的饲料和燃料的双重用途，为秸秆的商业化运营奠定一个良好的基础。以上的秸秆加工和处理方法，即解决了秸秆焚烧时所造成的环境污染和资源浪费问题，又为秸秆综合利用提供了一个有效的途径。,提升公众认知度的政策建议,提升我国的秸秆能源化利用率,1,推广应用条件、措施和前景分析,社会效益,提高农民的经济收入,改善农民的生活质量,促进、可再生能源的利用,促进、循环经济发展,提升公众认知度的政策建议,
