張 帥

（ 山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展中心， 山西 太原 030031）

我國(guó)飼料行業(yè)發(fā)展起始于20 世紀(jì)70 年代， 至今已有40 多年， 全國(guó)飼料年產(chǎn)量也早已邁入2 億t的大關(guān)， 接下來飼料產(chǎn)量將會(huì)保持基本穩(wěn)定、 小幅增長(zhǎng)的趨勢(shì)。 隨著飼料行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈， 行業(yè)集中度的不斷提高， “ 十三五” 規(guī)劃加快推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、 實(shí)現(xiàn)發(fā)展動(dòng)能轉(zhuǎn)換的提出， 產(chǎn)業(yè)內(nèi)部聯(lián)合或廠家合并、 全產(chǎn)業(yè)鏈和全球化發(fā)展將成為飼料企業(yè)做大變強(qiáng)、 持續(xù)發(fā)展的決定性因素。

我國(guó)飼料行業(yè)規(guī)?；l(fā)展趨勢(shì)明顯， 集中度逐步提高。 全國(guó)飼料企業(yè)總數(shù)不斷下降， 2017 年總量6 469 家， 相比2011 年下降58%， 而大中型飼料企業(yè)的生產(chǎn)貢獻(xiàn)則越來越高， 2017 年全國(guó)年產(chǎn)10 萬(wàn)t以上的飼料企業(yè)（ 單廠） 達(dá)到548 家， 比2011 年增長(zhǎng)52%， 占全國(guó)飼料總產(chǎn)量的比例達(dá)到46%， 比2011 年增長(zhǎng)12%[1]。 未來， 大型企業(yè)憑借規(guī)模、 資本、 技術(shù)等多維優(yōu)勢(shì)， 通過兼并、 新增產(chǎn)能及產(chǎn)業(yè)鏈延伸發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)， 綜合產(chǎn)品和服務(wù)能力不斷增強(qiáng)， 市場(chǎng)份額將持續(xù)增加。

為了適應(yīng)飼料行業(yè)的發(fā)展， 研制能進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)、 質(zhì)量穩(wěn)定、 工作可靠、 技術(shù)先進(jìn)的顆粒飼料加工成套技術(shù)與設(shè)備， 已成為飼料工業(yè)發(fā)展的必須。

1 總體方案設(shè)計(jì)及工作原理

1.1 總體方案設(shè)計(jì)

根據(jù)顆粒飼料加工技術(shù)規(guī)范要求， 9KLH-250 型顆粒飼料壓制機(jī)主要包括喂料器、 主軸、 主體支撐、調(diào)質(zhì)器、 250 kW 大電機(jī)、 環(huán)模系、 機(jī)門系、 壓輥系、 引流刮刀、 切斷刀、 潤(rùn)滑系等部件。

9KLH-250 型顆粒飼料壓制機(jī)總設(shè)計(jì)圖見圖1。

1.2 工作原理

主要工作部件由電氣控制系統(tǒng)、 顆粒機(jī)主機(jī)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、 喂料器[2]、 調(diào)質(zhì)器等組成。 工作時(shí)， 含水率低于18%的配合飼料， 從混合成品倉(cāng)進(jìn)入喂料器，在攪龍作用下（ 通過變頻調(diào)速系統(tǒng)無級(jí)調(diào)整喂料器電機(jī)轉(zhuǎn)速） ， 使待制粒的物料均勻流入調(diào)質(zhì)器中； 蒸汽與物料進(jìn)行充分混合同時(shí)進(jìn)行調(diào)質(zhì)； 調(diào)質(zhì)后的物料溫度在65～90 ℃， 濕度在14%～18%， 最終流入制粒室中完成制粒。

9KLH-250 型顆粒飼料壓制機(jī)樣品圖見圖2。

圖2 9KLH-250 型顆粒飼料壓制機(jī)樣品圖

1.3 主要技術(shù)參數(shù)

研制設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 研制設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

2 主要工作部件設(shè)計(jì)

2.1 喂料器

喂料器采用先進(jìn)的變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)喂料電機(jī)進(jìn)行調(diào)速， 喂料器電機(jī)也配有過載保護(hù)裝置。 喂料器由喂料攪龍、 皮帶傳動(dòng)裝置、 變頻調(diào)速電機(jī)等組成。通過變頻調(diào)速器調(diào)整喂料電機(jī)轉(zhuǎn)速， 控制喂料攪龍轉(zhuǎn)速在0～140 r/min 范圍內(nèi)， 進(jìn)而得到合適的物料流速， 使物料均勻地進(jìn)入調(diào)質(zhì)器。

2.2 調(diào)質(zhì)器

調(diào)質(zhì)器主要包括不銹鋼材質(zhì)的主軸、 殼體、 槳葉、 蒸汽入口及減速電機(jī)等部件。 其主要功效是使混合料與蒸汽等添加質(zhì)盡量的混合， 將混合料調(diào)質(zhì)到設(shè)定的溫度、 濕度， 以滿足制粒工藝要求。

蒸汽系統(tǒng)必須要保證蒸汽品質(zhì)。 9KLH-250 型顆粒飼料壓制機(jī)制粒工藝需要保證蒸汽的壓力達(dá)到0.2～0.4 MPa， 該蒸汽壓力需要配置2 t 以上的蒸汽鍋爐； 進(jìn)入調(diào)質(zhì)器的蒸汽要保持干燥， 冷凝水應(yīng)由蒸汽系統(tǒng)排水管路排出， 不得留在調(diào)質(zhì)器內(nèi)。

2.3 主機(jī)系統(tǒng)

主機(jī)包括喂料器、 主軸、 主體支撐、 調(diào)質(zhì)器、250 kW 大電機(jī)、 環(huán)模系、 機(jī)門系、 壓輥系、 引流刮刀、 切斷刀、 潤(rùn)滑系等部件。 處于工作狀態(tài)時(shí)， 含水率低于18%的混合飼料， 由調(diào)質(zhì)器攪龍均勻地經(jīng)機(jī)門系導(dǎo)料口進(jìn)入顆粒工作室， 在引流刮刀的引導(dǎo)下進(jìn)入核心設(shè)備環(huán)模與壓輥間的壓縮區(qū)， 飛速運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)模、 壓輥吸取混合料并不斷地壓縮到環(huán)?？變?nèi)，混合料在環(huán)?？變?nèi)經(jīng)擠壓成條顆粒狀， 經(jīng)切斷刀的切割， 形成長(zhǎng)度相同的圓柱形顆粒， 制粒過程完成。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成單電機(jī)窄V 帶皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)， 具有最適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)比和較大的驅(qū)動(dòng)力矩， 這個(gè)結(jié)構(gòu)還有噪聲低、 產(chǎn)量高、 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、 操作維修方便等優(yōu)點(diǎn)。

2.4 核心設(shè)備環(huán)模

核心設(shè)備環(huán)模材料選用高鉻合金鋼， 經(jīng)過鍛制、機(jī)加工、 真空熱處理工藝后， 環(huán)模上的小孔光潔度高、 尺寸精度達(dá)標(biāo)、 使用年限長(zhǎng)； 環(huán)模厚度、 孔徑可根據(jù)用戶實(shí)際選定， 配有Φ3～Φ20 多種孔徑和不同厚度的環(huán)模， 可根據(jù)用戶不同的要求調(diào)整， 使用戶獲得最大的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效益。

新環(huán)模安裝完畢即將投入使用時(shí)， 不能一開始就調(diào)整到最大生產(chǎn)能力狀態(tài)， 須有一段磨合期； 若新的環(huán)模投入使用一段時(shí)間后各項(xiàng)操作指標(biāo)仍達(dá)不到要求， 就應(yīng)檢查或更換環(huán)模規(guī)格， 調(diào)整產(chǎn)品配方。

2.5 關(guān)鍵設(shè)備壓輥

9KLH-250 型顆粒飼料壓制機(jī)壓輥配有2 只壓輥， 每個(gè)壓輥均可單獨(dú)調(diào)整到靠近或遠(yuǎn)離環(huán)模， 這樣對(duì)于每一種配方， 都可以通過調(diào)整壓輥， 達(dá)到最佳的制粒效果。 壓輥總成由壓輥偏心軸、 壓輥皮、滾動(dòng)軸承、 定位環(huán)、 密封板、 油封、 圓螺母、 止退墊、 脹環(huán)等組成。 調(diào)整時(shí)， 整個(gè)壓輥可以在主軸盤上的壓輥支撐軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 2 個(gè)壓輥可以通過前板的壓輥壓板上的大六方螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)； 松開前板上的，用內(nèi)六角扳手松開內(nèi)六角緊定螺栓， 用專用工具大六方螺栓扳手調(diào)整壓輥與環(huán)模間間隙至規(guī)定的間隙；調(diào)整合適后， 用內(nèi)六角扳手鎖緊壓輥前板上的內(nèi)六角螺栓。

2.6 環(huán)模的調(diào)節(jié)方式[3]

對(duì)新環(huán)?；蛲Ｓ孟喈?dāng)長(zhǎng)時(shí)間的環(huán)模， 建議按照下述程序進(jìn)行重新調(diào)節(jié)。

將壓輥調(diào)至離環(huán)模最小距離而不碰到環(huán)模為止；起動(dòng)主電機(jī)； 將油料送到顆粒機(jī)直到孔內(nèi)充滿的物料完全被擠壓出為止； 啟動(dòng)顆粒機(jī)上調(diào)質(zhì)器和喂料電機(jī)， 喂入少量物料； 顆粒機(jī)可以開始生產(chǎn)顆粒物料， 根據(jù)電流表上所指示的主傳動(dòng)電機(jī)負(fù)荷， 確定后續(xù)需增加的喂料量； 當(dāng)?shù)谝慌w粒料生產(chǎn)出來后，逐步增加糖蜜、 蒸汽、 水和其他添加劑， 同時(shí)通過電流表觀察主傳動(dòng)電機(jī)負(fù)荷； 若環(huán)模出現(xiàn)要堵塞的跡象， 可快速?gòu)拈T側(cè)送入油料， 使其保持運(yùn)行； 若環(huán)模出現(xiàn)堵塞， 應(yīng)拆下環(huán)模， 用小孔沖或鉆將環(huán)模清理干凈后再使用。

2.7 電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)

電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的首要任務(wù)是使設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定工作， 避免環(huán)模堵塞等非正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成制粒機(jī)停止工作。 調(diào)試時(shí)應(yīng)達(dá)到在出現(xiàn)制粒機(jī)過負(fù)荷或觀察到皮帶打滑過量情況時(shí)， 能立即切斷喂料器、調(diào)質(zhì)器的物料和蒸汽的供給， 同時(shí)能立即將環(huán)模上多余的熟料排到設(shè)備外部； 當(dāng)電流下降到額定值后，再以原先設(shè)定的數(shù)值給顆粒機(jī)供給物料和蒸汽。

3 安裝與調(diào)試

根據(jù)顆粒飼料加工工藝， 嚴(yán)格按設(shè)計(jì)安裝成套加工設(shè)備中各單機(jī)， 包括原料輸送、 粉碎、 配料混合、 制粒和電子打包等各部分； 調(diào)試前應(yīng)閱讀并理解各單機(jī)使用說明書中的調(diào)試方法， 并進(jìn)行單機(jī)空載調(diào)試， 并設(shè)計(jì)調(diào)試方案。 調(diào)試時(shí)應(yīng)按生產(chǎn)加工工藝、 控制工藝流程[4]， 完成對(duì)單機(jī)和成套設(shè)備的空載、 重載試車調(diào)試； 最后進(jìn)行技術(shù)性能試驗(yàn)和生產(chǎn)考核。

4 試驗(yàn)

試驗(yàn)嚴(yán)格按國(guó)家有關(guān)飼料加工工藝標(biāo)準(zhǔn)、 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)圖紙要求， 對(duì)9KLH-250 型顆粒飼料壓制機(jī)的性能、 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證。 試驗(yàn)場(chǎng)地選在太原威科飼料科技有限公司， 試驗(yàn)主料是玉米（ 配以輔料） 。 成套設(shè)備在試驗(yàn)前完成電器及自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)試及與各單機(jī)、 機(jī)組的點(diǎn)動(dòng)、 聯(lián)動(dòng)、 空載調(diào)試、 設(shè)備的調(diào)整與保養(yǎng)， 具備重載試車的條件后進(jìn)行試驗(yàn)。 試驗(yàn)儀器有電子秤、 秒表、 取樣器、 噪聲測(cè)定儀、 粉塵測(cè)定儀、 三相電度表、 水分測(cè)定儀、化學(xué)分析儀器及電工工具、 檢測(cè)儀表等。 試驗(yàn)主要測(cè)定生產(chǎn)率、 度電生產(chǎn)率； 噪聲、 粉塵等指標(biāo)。

9KLH-250 型顆粒飼料壓制機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 9KLH-250 型顆粒飼料壓制機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果

由表2 可以看出， 9KLH-250 型顆粒飼料壓制機(jī)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)， 研制的設(shè)備可用于年產(chǎn)10 萬(wàn)t 飼料企業(yè)生產(chǎn)線。

5 結(jié)語(yǔ)

9KLH-250 型顆粒飼料壓制機(jī)設(shè)計(jì)理論成熟、 設(shè)計(jì)合理、 技術(shù)可靠； 與國(guó)外進(jìn)口機(jī)型相比具有成本低、 投資少、 見效快等特點(diǎn)， 具有較強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。該顆粒機(jī)設(shè)計(jì)合理、 工藝先進(jìn)， 具有自動(dòng)化程度高、性能先進(jìn)、 可靠等特點(diǎn)， 采用軟啟動(dòng)裝置啟動(dòng)電機(jī)，改良了電機(jī)啟動(dòng)條件， 自動(dòng)潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)保證了設(shè)備的良好狀態(tài)， 避免了人工潤(rùn)滑出現(xiàn)的人為故障；凡與物料接觸部件均為不銹鋼材質(zhì)， 延長(zhǎng)了設(shè)備的使用年限； 過載全自動(dòng)保護(hù)、 皮帶打滑監(jiān)視系統(tǒng)、蒸汽電磁閥控制等設(shè)計(jì)， 使設(shè)備操作簡(jiǎn)單方便。