玉米秸秆捡拾制粒机的成型装置设计与试验

玉米秸秆作为富含纤维素、半纤维素、木质素及有机质养分的再生生物质,主要在中国的东北区和华北区富集。基于固定环模制粒机的能源化与饲料化利用的处理工序复杂,人力成本高,利润率低,研发玉米秸秆田间全程化制粒机意义重大。捡拾制粒机田间依次完成玉米秸秆的捡拾-粉碎-输送-除尘-制粒5道工序,成型装置的轻简化设计是减少工作故障、延长使用寿命、保证制粒品质的关键。为此提出一种组合嵌入式的设计方案,设计由成型座和保压筒组成的分体式模具,优化环模成型装置;探究玉米秸秆的物性参数(含水率、粉碎粒径)与成型装置的结构参数(主轴转速、模具长径比)对制粒性能的影响,并优化捡拾制粒的工艺参数组合。L9(34)正交试验结果表明:物料含水率对颗粒成型率的影响极显著,模具长径比对颗粒成型率的影响显著;成型装置在主轴转速120r·min^(-1)、模具长径比4.5、秸秆二级粉碎的工艺下,含水率21.5%的玉米秸秆的制粒生产率为(1.73±0.2)t·h^(-1)、成型率为(95.5±0.1)%,组合嵌入式成型装置装配到捡拾制粒机上,能够连续稳定生产合格的玉米秸秆颗粒。