多級輥壓秸稈成型裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多級輥壓秸桿成型裝置，屬于農業機械秸桿收集壓捆技術領域。特別涉及一種連續多級輥壓，在高壓下實現秸桿高密度、無捆繩的成型設備。
【背景技術】
[0002]據統計，世界上年產農作物秸桿29億多噸，而我國每年的秸桿量為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。我國生物質秸桿資源分布分散和結構疏松等特點，在運輸、儲存和生產加工過程中存在運輸體積大、儲存密度低及貯藏費用高等問題，大大限制了秸桿大規模資源化利用的經濟性和可操作性。
[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程中普遍存在成捆密度低、捆扎成本高、捆扎穩定性差、收集設備復雜等共性問題，研宄、開發高密度、高穩定性無捆繩的壓縮成型技術及壓縮系統成為目前研宄重點；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，壓縮成型設備在國內外種類有很多，國內外研制的秸桿顆粒機或者秸桿壓塊機等壓縮成型設備主要有螺旋壓縮成型機、活塞壓縮成型機和模壓成型機等，其大多成型能耗及單位產品成本過大，專利CN102205662BZL實現了秸桿高密度、無捆繩壓縮成型，但是不能實現連續生產，規模較小系統效率偏低，并且設備配套性能較差，推廣困難。
[0004]鑒于鋼鐵軋制成型原理，按軋制時軋件與軋輥的相對運動關系不同可分為縱軋、橫軋和斜軋；為了得到高密度、高穩定性無捆繩的壓縮秸桿，采用縱向多級輥壓的方式使秸桿實現高密度無捆繩壓縮成型技術具備開發和應用價值。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是，提供一種多級輥壓秸桿成型裝置，在連續多級輥壓，高壓力下實現秸桿高密度、無捆繩的壓縮成型設備。
[0006]為了達到本發明的目的所采取的技術方案如下:
[0007]多級輥壓秸桿成型裝置包括:一級喂入輥1、二級喂入輥2、橫向起筋輥3、縱向起筋輥4、成型輥5、保壓輥6、送料機構7、切斷刀8、機體9組成，其中，機體9上設置有進料口91、出料口 92，送料機構7由送料桿71、主動曲柄72、從動曲柄73、曲軸74組成，送料機構7設置在機體9下部、一級喂入輥I之前，通過曲軸74以方位角f與機體9固連，切斷刀8設置在出料口 92處、位于機體9上部，由切斷刀8相對機體9往復移動實現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，沿著物料流動方向、兩個一組關于T-T平面對稱依次設置有一級喂入輥1、二級喂入輥2、橫向起筋輥3、縱向起筋輥3、成型輥5五級壓縮輥，相鄰各級壓縮輥之間四個一組對稱設置有保壓輥6 ;其中，一級喂入輥1、二級喂入輥2輥身帶有交錯排布的釘齒，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，所述的一級喂入輥1、二級喂入輥2、橫向起筋輥3、縱向起筋輥4、成型輥5五級壓縮輥均為主動輥，保壓輥6為從動輥，所有各輥軸線平行、以同一表面圓周線速度V在機體9上同向轉動；dl、rl、ω I分別為一級喂入棍I的中心距、半徑、角速度，d2、r2、ω 2分別為二級喂入輥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、角速度和對稱安裝中心距應滿足下列設計條件: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 5，一級喂入棍I對棍間距hi = dl-2*rl、二級喂入棍2對棍間距h2 = d2_2*r2、橫向起筋棍3對棍間距h3 = d3_2*r3、縱向起筋棍4對棍間距h4 = d4_2*r4、成型棍5對棍間距h5 =d5-2*r5，各組壓縮輥間料厚hl>h2>h3>h4>h5，各保壓輥6對輥間距等于前一級壓縮輥對輥間距，設定秸桿喂入厚度為h0時，各級壓縮比分別為:一級壓縮比hO/hl，二級壓縮比hl/h2,三級壓縮比h2/h3，四級壓縮比h3/h4，五級壓縮比h4/h5，實現整機壓縮比h0/h5。
[0009]進一步地，所述的送料機構7中，送料桿71中部與主動曲柄72 —端轉動聯接、末端與從動曲柄73 —端轉動聯接，曲軸74分別與主動曲柄72和從動曲柄73的另一端轉動聯接，曲軸74以方位角f與機體9固連，由送料桿71的聯接段、主動曲柄72、從動曲柄73、曲軸74形成平行四邊形機構；由輥長確定的多個送料桿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，共用同一個曲軸74，主動曲柄72繞軸線AA轉動，由送料桿71穿過機體9上所設置的送料槽，實現物料的強制輸送。
[0010]上述的多級輥壓秸桿成型裝置工作過程中，預破碎成一定長度的秸桿由進料口 91喂入，送料機構7將匯聚在進料口 91內的秸桿強制輸送到一級喂入輥1，由一級喂入輥I和二級喂入輥2實施強制喂入并完成兩級預壓縮，再由橫向起筋輥3、縱向起筋輥4進行兩級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壓痕，最后由成型輥5將秸桿條壓縮成型，各級保壓輥6延長了壓縮時間、抑制秸桿回彈，在達到預設長度后由切斷刀8完成壓縮秸桿條的切斷，實現秸桿連續輥壓、高密度成型高壓壓縮作業。
[0011]上述的多級輥壓秸桿成型裝置中，成型秸桿條的寬度是由輥長確定，是裝置設計性能參數；成型秸桿條的厚度是由成型輥5對輥間距確定，工作過程中可以適量調整；成型秸桿塊的長度是由長度計數器設定，工作過程中可以根據需要改變，當達到預設長度后、切斷刀快速往復運動一次完成切斷和復位，形成定寬度、厚度可調、長度任意設定的高密度秸桿立方體。
[0012]上述的多級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，由一個表面帶有縱橫交錯起筋輥代替，并取消橫向起筋輥3、縱向起筋輥4之間的保壓輥6，同樣可以實現高密度無捆繩壓縮成型，以便簡化結構、降低功耗，適應較容易壓縮的秸桿成型。
[0013]上述的多級輥壓秸桿成型裝置中，所述的相鄰各壓縮輥之間四個一組對稱設置的保壓輥6可減少為兩個一組對稱設置或增加為六個一組對稱設置，同樣可以實現高密度無捆繩壓縮成型；相鄰各壓縮輥之間兩個一組對稱設置保壓輥6，以便簡化整個裝置的結構、降低功耗，適應回彈特性小的秸桿壓縮成型；相鄰各壓縮輥之間六個一組對稱設置保壓輥6，以便延長保壓時間，適應回彈特性大的秸桿壓縮成型。
[0014]本發明的有益效果在于，所提出的一種多級輥壓秸桿成型裝置，秸桿在高壓力的連續多級輥壓下產生塑性變形、纖維貼合，進而被壓實、定型，最后再由切斷刀切斷成一定的長度，實現了秸桿高密度、無捆繩的壓縮成型，成型的高密度秸桿立方體可用于大棚保溫材料、農用建筑材料或燃料。
【附圖說明】
[0015]圖1為多級輥壓秸桿成型裝置主視原理圖；
[0016]圖2為多級輥壓秸桿成型裝置仰視原理圖；
[0017]圖3為多級輥壓秸桿成型裝置各級壓縮輥剖視圖；
[0018]圖中，1:一級喂入輥；2:二級喂入輥；3:橫向起筋輥；4:縱向起筋輥；5:成型輥；
6:保壓輥；7:送料機構-Jl:送料桿；72:主動曲柄；73:從動曲柄；74:曲軸；8:切斷刀；9:機體；91:進料口 ；92:出料口。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0020]圖1所示的多級輥壓秸桿成型裝置主視原理圖，多級輥壓秸桿成型裝置包括:一級喂入輥1、二級喂入輥2、橫向起筋輥3、縱向起筋輥4、成型輥5、保壓輥6、送料機構7、切斷刀8、機體9組成，其中，機體9上設置有進料口 91、出料口 92，送料機構7由送料桿71、主動曲柄72、從動曲柄73、曲軸74組成，送料機構7設置在機體9下部、一級喂入輥I之前，通過曲軸74以方位角f與機體9固連，送料機構7的連續轉動實現物料的強制輸送，切斷刀8設置在出料口 92處、位于機體9上部，由切斷刀8相對機體9往復移動實現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，沿著物料流動方向、兩個一組關于T-T平面對稱依次設置有一級喂入輥1、二級喂入輥2、橫向起筋輥3、縱向起筋輥
3、成型輥5五級壓縮輥，相鄰各級壓縮輥之間四個一組對稱設置有保壓輥6 ;其中，一級喂入輥1、二級喂入輥2輥身帶有交錯排布的釘齒，實施強制喂入并完成兩級預壓縮，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輥身帶有環形凸起筋，凸起筋沿縱向起筋輥4軸線等距排列，進行兩級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的作用是延長了壓縮時間、抑制秸桿回彈，驅動力矩來源于機體9的發動機動力。
[0021]圖2所示的多級輥壓秸桿成型裝置仰視原理圖，送料機構7中，送料桿71中部與主動曲柄72 —端轉動聯接、末端與從動曲柄73 —端轉動聯接，曲軸74分別與主動曲柄72和從動曲柄73的另一端轉動聯