0、引言
在饲料加工行业中，颗粒机压制机已得到了广泛应用，形成了一定的规模。但颗粒饲料对于大型牲畜（牛、马等）并不适用，同时大量作物秸秆被毁之一炬，既浪费资源又造成污染。因此，利用秸秆、稻草等青粗料为原料来压制成适合大牲畜的块状饲料的压块设备便有了新的发展．这也是综合利用和开发农业废弃物的主要途径之一。目前压块机大都是由输送机构和压缩室组成的，其结构特点是输送机构与
颗粒机或者
秸秆压块机压缩室的传动机构分开，俗称“两根轴”，即螺旋输送机构靠一根轴带动，压缩室压模转动要靠一根轴带动。所以使得机构复杂，体积庞大，能耗较大。因此，为简化机构、提高效率，试采用“一根轴”，即一根轴同时带动输送机构和压缩室，输送机构和压缩室串联连结。所以对压缩室的结构要进行探讨性的设计研究。
1、压块原理与压块过程分析
环模压块机主要用于秸秆段的散状物料成形，由螺旋输送机构和环模压缩室组成。原料被预先加工成段状（3c m左右），通过输送机构连续均匀的喂入环模压缩室的模腔。由于环模和压辊的相对运动，将物料逐渐压入环模的成形孔，随着物料进入成形孔与孔壁间的磨擦作用而分层成形。
在环模压块机中，饲料的挤压是由压辊和环模进行的（见图1）。在挤压过程中，按散料所处位置可分3个区：供料区、压紧区和挤压区。在供料区，饲料除受离心力外，基本上不受外力作用，处于自然状态。在压紧区，饲料在压辊和环模的楔形夹持下受到压力而产生一定的变形和联结。在挤压区，挤压力急剧增大．散料间联结力增强．当挤压力增大到能克服模孔对物料的摩擦力时，饲料被压进模孔中，产生弹性和塑性的组合变形，形成密度为1g/cm3左右的块状饲料．长度根据需要自行切断。
2、压缩室结构设计
考虑到原料为稻草和秸秆，为避免在工作期间发生缠草和堵塞现象．决定改变传统的压块机由压模转动而压辊不动的情况，采取环模固定。压辊由传动轴驱动旋转的工作方式。环模固定在机体上，2个压辊由前接板和后接板固定连结，后接板与传动轴连结由电机带动旋转．压辊在公转的同时由于物料的摩擦而自转，由于“一根轴”的设计思想．所以传动轴由一台电机带动。因此在传统压块机中螺旋输送机构中的齿轮减速器可以由变频器代替。这样还可以获得较大的调速范围。为保证成品的成形率和产量．压辊与压模间的间隙实验证明在0.2～0.5mm之间最适宜．调试或磨损后调整间隙可由偏心轴来调整。转动手柄来转动偏心轴即可改变压辊与环模间的距离，由于在工作中压辊转动．为防止压辊轴向窜动将采用直动圆螺母将压辊定位。前后接板之间采用螺栓连结，因此2个压辊就由前后接板限定在环模腔中。由于工作条件恶劣，轴承密封将采用迷宫式密封（如图2）。
3、分析说明
3.1环模
压缩室是压块机工作的重要环节．其性能好坏直接影响压块机性能。在以往设计中，压模采取合金钢整体锻造加工．因此一件压模加工周期会很长，并且磨损严重时只能整体报废，所以使得成本很高。因此，在考虑环模结构时可以考虑设计成组合模(图3)，这样便于更换，降低成本。组合模体经螺栓与机体紧固在一起。但要考虑组合模强度，特别是两个主要工作模块的硬度是否匹配．同时连结螺栓的强度是否足够大。其材料选择可考虑低碳镍铬结构钢或合金渗碳钢种，如含Cr、Mo、Mn、Ti等。
3.2压辊
压辊是压辊总成中的一个主要零件．外圆周表面要加工成齿槽形状．增加与物料的摩擦，便于攫入散料。为提高压辊使用寿命，增强压辊表面耐磨性，压辊材料可以选择高碳高锰钢，如65Mn。
由于环模生产工艺较复杂，要求高，价格昂贵，所以为保护环模．压辊硬度不能高于环模．一般要求环模表面硬度比压辊硬度高出HRC3～5。
3.3模孔的开孔率
压模表面开孔率直接影响压块机的产量和压模强度。开孔率大，压块机产量高但环模强度低：反之，环模强度提高但产量低。所以要选用恰当的开孔率以便更好的协调产量与使用寿命。
一般开孔率q可参考
q=πd
2/4(a+d)i，其中：
d为模孔直径(mm)：
a为相邻两孔在内侧的孔壁厚度(mm)；
1为相邻两孔的中心距(mm)。
3.4长径比
模孔的长径比为模孔直径与模孔有效长度之比。模孔的长径比关系到成品的质量，长径比越大，成品密度越大，表面硬度相应提高，但能耗大，产量小；反之则情况相反。当物料被挤进模孔后，物料要发生弹塑性变形，在模孔内分层挤压成型，所以饲料块内存在应力，因此．物料在成形孔内必须有一定的滞留时间以保证块饲料的成形率。一般其取值范围在1:5～1:13之间。但对于秸秆、稻草这种粗纤维料，为保证顺利出料及成形率，长径比取得较小，一般为1:5～1:8。
4、结束语
饲料块经喂养牛、马，发现秸秆饲料利用率由30%提高到90%；同时经过高温、高压后提高了饲料的营养成分，使消化率从30%提高到60%。因此，粗饲料压块技术是饲料加工中独具特点的一种方法，有很强的社会应用性。且其原料为农业废弃物作物秸秆，变废为宝，为农业产业的开发提供比较合理的加工项目。把松散的物料通过挤压加工成密度较大的固体物块，是在一定工艺条件下完成的．而这些条件取决于环模压缩室的结构、挤压方式和操作条件。因此，环模压块机压缩室的结构设计及完善对这种技术的应用与推广有着重要的作用。
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