秸秆压块机的开发利用已经引起有关部门的高度重视。对于将作物秸秆变废为宝，为畜牧业的持续发展解决饲料来源问题，增加农民收入，开发利用秸秆饲料压块机都具有较大的现实意义。然而，现有的秸秆饲草压块机存在许多不足，尤其是市场上急需的小型机存在生产效率较低，作业成本偏高的问题，需要在技术上有所突破才能真正被推广应用。
我们针对现有小型环模式秸秆压块机生产效率偏低的缺陷进行了大胆创新设计，并取得了较大突破。
基于设计和维修方便，并且继承现有秸秆饲草压块机己成熟的部分，整机采用卧式、环模型。卧式是指主轴横置，环模圆形截面垂直于主轴。总体简图如图1。
压块机的工作原理是：经粉碎的农作物秸杆饲料通过螺旋喂料机构(9)均匀喂入压制环模的喂料腔(6)内，主电机(1)的动力经V型角带减速带动大皮带轮(2)传给主传动机构带动环模盘(5)旋转，压辊(7)为空套在压辊轴上的被动轮，环模盘上均匀安装40个32 mm×32 mm矩形腔模块(8)，当环模盘旋转时，物料通过环模块与压辊间形成的楔形空间时被强力挤入环模块的模孔中从而形成压实的块状饲料。
该机的关键技术在压制机构的设计上，在整机输入功率一定的条件下，压制机构设计的好坏至关重要。
以下是我们设计中的几项创新和一些认识。
1、模块的设计创新
模块在压块机的设计中占有举足轻重的作用。在环模盘外径不变，且生产出的料块压缩比也不变的限定条件下，模块个数越多则生产效率将越高。根据这一浅显理论，如何缩短模块孔长、增加模块数（即增加模孔数），便成为设计中的关键点。在使用和设计中，发现压辊和模块的相对间隙一般在0.1~ 0.5mm之间，间隙越小越好。因为物料在压辊和模块的挤压过程中容易切断，而不至于藕断丝连而消耗无效功率。在现有环模压块机中，模块组装成整体后成为内外均圆滑的圆环。如果外圆不变，内圆不是圆滑状而形成错落相间的构造，生产出的物料压块的压缩比会增大。因为环模内圆上缩进去的部分在物料被挤压时不易被切断而形成拥堵，增大了阻力，才导致压缩比增大。这一发现为我们提供了重要设计依据，可以缩短模块长度来减小压缩比。我们在设计中将模块做成两组，使其孔长相差5 mm,环模装配成整体时，外缘形成整圆，而内缘形成相差5 mm错齿形内圆。这样模块孔长较国内外同类机大大缩短，其长度为100 mm，而同类机为150 mm；环模孔数较国内外同类机型大大增加，其孔数为40孔，而同类机孔数仅为30，这样可明显提高生产效率。
2、对压辊数量的认识及创新
一般认为，对于小型卧式、环模转动而压辊为被动轮的压块机，在其转速和其它条件一定的情况下，压辊数量的多少决定工作效率的高低，压辊多则工作效率高，反之则低，所以多数人提倡增加压辊数量。目前多采用两压辊，一些人提出改成三辊甚至四辊，这在理论上是可行的，但实践中情况并非如此。现以两压辊为例做些剖析，其工作状况见图2。
多数机型的两辊分布呈水平1800排列。由于环模运转方向一定，两辊的工作状态是不一样的。据图2所示，压辊A的喂料在下腔，喂料充足有余；压辊B的喂料在上腔，物料有下落的可能，喂料效果A优于B。而在实际喂料过程中，由于压制室充满了物料，B辊的喂料既充足又使多余的物料有地方可挤，从而工作顺畅；而A辊的喂料易产生拥堵，严重时造成“死机”，即“闷车”现象，所以在工作中A辊要消耗一部分无用功。另外，由于两个辊的间隙调整、磨损状态不可能完全一致，加之加工精度和装配误差等因素造成两辊工作状态出现偏差，在实际工作中，两个辊相互之间干扰，这些会消耗一些无用功。因此，并非压辊越多越好。我们用1个压辊进行了反复实验，效果优于2个压辊，而且很少产生“闷车”、过热等问题。我们在设计中采用一个压辊，并将其直径加大，这样能增加压辊和环模的接触面积，可提高压块机的生产效率。
采用单个压辊，压制机构所消耗的功率要小于双压辊所消耗的功率，而压制机构的转速相对于同类机型可提高10%，这样可提高生产效率。
3、环模内圆增加深25 mm的环形槽
如图3所示，B和C是模块和模块组成环模的示意图，图上标有25 mm处即为所述环形槽；A为原有机型模块的示意图。
对环模槽进行加深后的作用机理是：物料被压辊提前攫取，在环模内先形成一个比较稳定的滞留空间，并提前形成压辊对这些物料的集中作用力。换句话说，入槽的物料被预先切断了与槽两侧物料的联系，无处可去，只有向模块的模孔运行。加深该槽的效果是增加了生产率。
4、压辊与环模的直径比
根据有关资料介绍，压辊与环模之间的直径比一般为0.4:1。力偶矩公式为M= FD。根据公式可知，力矩与压辊半径成正比，摩擦力与压辊半径成反比，因此在设计中尽量使压辊直径大些。但由于结构限制，两压辊结构直径比不可能大于0.5:1，而在单压辊结构中则有较大的设计空间。但如压辊尺寸过大又会占据物料喂入空间，在设计中选择0.6:1。
5、提高压辊与物料之间攫取力的其他措施
在结构尺寸一定的情况下，为了提高压辊对物料的攫取力，一般将压辊表面加工成沟槽状以增加摩擦力。但在工作过程中，压辊随着磨损的增加以及沟槽被物料堵塞，沟槽的作用也随之降低。为了保持长久的工作性能，应采取提高压辊表面硬度的方法。一般情况下，压辊的磨损率是环模的2．5倍。在设计中，采用合金钢表面渗碳淬火处理，即使如此，压辊的磨损还是较高的。为了长久保持压辊良好的工作状态，实践证明，改进模块以后，在压辊基本是光滑的情况下，也不会影响工作效率。
6、压辊的位置
单辊压块机的压辊在环模中应在B辊偏下的300的位置，这样既能使压辊上方的物料不会产生拥堵且能使压辊下方背角处避免物料的干扰阻力。该位置是否最佳，还有待于进行详细的计算和对比试验。
7、生产出的料块压缩比
在实际生产中发现，经压块机生产出的饲料块的压缩比小于1:8时草块易碎，大于1:20时，生产率降低，而且机器容易产生过热等不良现象。如何在作业时保持合理的压缩比，不仅与机器的设计有关，而且与物料细度有关。由于饲草粉碎的方法很多，形状也有较大的差异，很难准确地量化物料粉碎后的特性指标。根据我们的实践体会，不管是采取铡草、锤片式粉碎机粉碎、揉丝机揉草、都应以物料容重作为衡量量化指标。一般情况下，饲草容重不应大于0.045 kg/cm3，过大则造成物料堵塞，过小则造成压缩比降低而压不成块或极易破碎。
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