螺旋式颗粒肥料成型机器

3.3.4
成型模上有许多模孔,物料就是在这被挤出的。模孔的设计十分重要,它的主要参数包括:模孔大小和分布密度。为了确保被挤出的物料能够及时挤出,成型孔的孔隙率越大越好。又由于成型筒要求承受螺旋挤压产生的强大压力,所以孔隙率也不能太大。通常孔隙率选择原则有：成型筒的刚度好时。选大些；成型筒刚度差时，选小些。成型孔大时，孔隙率取较大值；成型孔小时，孔隙率取较小值。对于孔隙率的选择目前还没有统—的标准,多数采用试验法确定。
（5）平模挤压成型。由饲料成型设备改进而成，以吉林华光研究所为代表。设备采用常温成型，产品颗粒状，设备生产能力50～300千克／时，平模工作寿命约400小时，售价5万～15万元／套。在国内有少量应用。
我国一些科研单位针对成型设备存在的各种问题做了大量研究试验，对设备的关键部件进行了改进，还对各类成型机进行比较分析，综合其优点进行了设备改造。但生产率低的问题需进一步研究解决，并加快了颗粒肥料的研发步伐，总结出了螺旋式颗粒肥料成型机对颗粒成型的产量大，运行平稳。所以本课题设计螺旋式颗粒肥料成型机。
主要参数的计算
实体叶片螺旋的直径D，由下式计算：
=150mm
式中 ——物料综合特性系数；
按上式计算的D值应按资料圆整为标准螺旋直径。按上式可以得出螺旋的直径D=160mm.
螺旋的转速n不应超过极限转速
=64.85( )
式中： ——物料特性系数
t——螺距（m）；
按上式得出螺旋的转速为n=60（ ）
圆整后的D、n值和相应的t值，还必须按下式进行充满系数的验算：
（2）具有抗破碎性和抗结块性 大颗粒肥料堆贮一段时间后，由于颗粒内部的重结晶作用，具有一定的硬度，比较坚实，远距离运输冲撞也不易破碎。同时由于造粒后的重结晶作用，肥料中水分含量越来越少，而养分含量却越来越高，且不会发生结块现象，不仅便于人工施用，而且为机械化施肥创造了条件。
螺旋式颗粒肥料肥料成型机是把粉末状的物料通过机器的加工成型成圆柱状颗粒。成型的过程电机启动通过三角带带动减速器转动减速器通过联轴器带动螺杆转动,物料由进料斗喂入,在螺杆的旋转作用下使得物料受到挤压，挤压的物料通过成型模的小孔成型,经集料装置接收挤出得颗粒肥料排出机外,物料在强大的挤压作用下被挤出小孔。从而得到大颗粒肥料。来提高土壤的肥力问题。本科题就是为了生产大颗粒肥料而设计螺旋式颗粒肥料成型机。
（2）螺旋挤压式成型机。中国林业科学研究院林产化学工业研究所率先开始研制螺旋挤压式成型机，主要由加热装置、螺旋挤压装置和控制装置组成。但这些设备存在着一些诸如成型筒及螺旋轴磨损严重、寿命较短、电耗大等缺点。2005年又研制开发的螺旋式颗粒肥料成型机，该机产量可达到500千克／时，是目前国内产量最大的颗粒肥料成型设备。使用该设备可以大大减少人工成本，提高经济效益。
mm
150
9
螺旋轴转速
r/min
60
10
电动机转速
r/min
740
3.3
3.3.1
实体叶片式螺旋机的输送量由下式计算：
=2.4（ ）
式中：Q——螺旋外径（m）；
t——螺距（m）；
n——螺旋转速 ；
——倾斜输送系数；
——输送物料的单位容积质量 ；
——充满系数。
带式叶片输送机的输送量与带宽有关；浆式叶片输送器的输送量与叶片的数量、尺寸、形状、位置和转角等有关；本设计的螺旋叶片式实体叶片，然后由实际验证试验校正确定。
国外大颗粒肥料的发展大体分为三个阶段。20世纪30年代至50年代为研究、示范、交叉引进阶段，研究的着眼点以大颗粒肥料代替原始的小颗粒肥料。20世纪70年代至90年代为第二阶段，各国普遍对大颗粒肥料的认识。对大颗粒肥料产生了兴趣，开展大颗粒肥料研究，到90年代，欧洲、美洲和亚洲的一些国家在农业领域大量地应用大颗粒肥料。20世纪90年代后期至今为第三阶段，大颗粒肥料的肥效让各国认同，都研究和使用螺旋式颗粒肥料成型机制造大颗粒肥料并使用大颗粒肥料。
孔直径的选择：一般来讲,成型孔直径越大,越有利于物料的挤出，相反,成型孔直径越小,越不利于物料的挤出，过小时，就不能保证物料的挤出。选择成型孔时,首先要考虑所加工物料的粒径大小,加工物料的单个粒径大时,成型孔直径选择也要相应大些,以利于物料的的挤出。但也不能过大,否则,可能会造成较大的料损;加工物料的粒径小时,孔直径选择也要相应小些,但也不能太小,因为成型孔太小时,容易造成堵塞,不能保证物料的顺利挤出。目前,成型孔直径的选择方法主要有定性选择法和经验选择法,—般要经过两到三次试验确定。本设计主要加工农业肥料。初取成型孔10mm最佳。
3.2
本设计在布局上采用折叠式,即螺杆、减速器在一个水平面上,将电机置于另一个水平面上这样布置,一是较大幅度减少了整机长度,提高了设备刚度,节省了原材料,降低了成本；二是电机与减速器之间采用三角带传动,起到了缓冲作用, 可避免因原料带入异物造成螺杆堵转、引起瞬间负荷过大时,烧坏电机或损坏减速器等故障的发生；三是由于电机位置较低极大地降低了机械振动与噪声如图1
（3）压辊式颗粒成型机。颗粒成型技术主要从瑞典引进。但是在颗粒成型加工过程中能量消耗较大。
（4）环模挤压成型。主要有两种，一种采用内环模压辊挤压成型，一种采用双环模对辊挤压成型，这两种都是由饲料成型设备改进而来。前者以北京盛昌绿能科技有限公司改进美国技术为代表，是目前欧美国家的主流技术，设备采用常温成型，产品为颗粒状及方块状，设备生产能力1～4吨，环模工作寿命约600小时，根据配置其售价30万～60万元／套。在北京市大兴区礼贤镇建有年产2万吨的示范工厂。
Q——输送量
3.3.3
螺旋式颗粒肥料成型机的螺杆按不同的分类方法有多种型式。如按螺杆螺纹直径分类有等径与变径之分;按螺杆螺距分类有等距与变距之分;按螺杆螺纹型式分有连续与断续之分等。各种类型螺杆的优缺点比较从略。针对本设计加工对象综合考虑,确定采用等径、断续、变螺距螺杆。螺杆上的螺旋共分四段，第一段为喂料螺旋,主要作用是输送物料;第二段是预压螺旋主要作用是对物料进行初步挤压；初步使物料压紧，并有物料挤出，第三段、第四段，是压力增加螺旋,主要作用是不断增加对物料的进一步挤压,使物料被强制挤出。特别是第四段具有恒压作用,使得物料的均匀挤出，基本均匀一致,以利于加工的稳定性。
（1）在土壤中养分分解和移动较好地解决了作物生长期长，而氮肥肥效短的矛盾。普通碳铵习惯用撒施的方法，在旱地肥料散落在地表，几吹日晒，很容易变成氨气而挥发损失掉；在水田因易被氧化成硝态氮而随水下渗，一部分淋失掉，另一部分发生脱氮损失。大颗粒肥料深施入地后，减少了淋失、氨挥发和反硝化损失，延长了肥效期，提高了化肥利用率。
1电动机2皮带3机架4减速器5连轴器
6螺旋轴7入料口8成型模9收集装置
图2 组成结构及工作原理图
3.2.2
序号
项目
单位
参数
1
外形尺寸：长 宽 高
1115 502 1302
2
重量
结构重量
200
使用重量
240
3
生产率
1
4
配套
6
传动比
20
7
螺旋输送量
t/h
2.4
8
螺旋输送机螺旋直径
OKL-150型螺旋式颗粒肥料成型机
1.
1.1
根据作物营养学说，植物吸收养分的主要途径为扩散、质流和截获。其中扩散是植物吸收养分的最主要途径。因此在作物根系附近创造一个高营养环境特别重要。大颗粒肥料在土壤中可以形成一个大的养分含量较高的区域，不断扩散供作物吸收利用，而这个区域周围的土壤，则不致因养分浓度过高而影响土壤微生物的活动。其优点如下：
1.3
本课题的主要研究内容有：
(1)螺旋式颗粒肥料成型机的成型原理。
(2)螺旋式颗粒肥料成型机的组成机构。
(3)螺旋式颗粒肥料成型机的传动系统。
(4)螺旋式颗粒肥料成型机的工作效率。
2.
2.1
螺旋式颗粒肥料成型机的设计依据是：植物吸收养分的主要途径为扩散、质流和截获。其中扩散是植物吸收养分的最主要途径。因此在作物根系附近创造一个高营养环境特别重要。大颗粒肥料在土壤中可以形成一个大的养分含量较高的区域，不断扩散供作物吸收利用，而这个区域周围的土壤，则不致因养分浓度过高而影响土壤微生物的活动。螺旋式颗粒肥料肥料成型机是把粉末状的物料通过机器的加工成型成圆柱状颗粒。成型的过程电机启动通过三角带带动减速器转动减速器通过联轴器带动螺杆转动,物料由进料斗喂入,在螺杆的旋转作用下使得物料受到挤压，挤压的物料通过成型模的小孔成型,经集料装置接收挤出得颗粒肥料排出机外,物料在强大的挤压作用下被挤出小孔。从而得到大颗粒肥料。来提高土壤的肥力问题。本科题就是为了生产大颗粒肥料而设计螺旋式颗粒肥料成型机。
1电动机2皮带3机架4减速器5连轴器
6螺旋轴7入料口8成型模9收集装置
图1总体设计图
3.2.1
螺旋式颗粒颗粒肥料成型机由机架、螺杆、成型模、减速器、电机等组成。电机启动通过三角带带动减速器转动减速器通过联轴器带动螺杆转动,物料由进料斗喂入,在螺杆的旋转作用下使得物料受到挤压，挤压的物料通过成型模的小孔成型,经集料装置接收挤出得颗粒肥料排出机外,物料在强大的挤压作用下被挤出小孔。组成结构如图2
总之，国外螺旋式颗粒肥料的技术发展有如下特点：生产技术大部分已经成熟，并达到规模化和商品化；设备制造比较规范，但能耗高，价格高。
（2）国内研发现状。我国从20世纪80年代起开始致力于螺旋式颗粒肥料技术的研究，主要引进韩国、日本、中国台湾等成套设备。随后，荷兰、比利时等国家的技术和设备也相继引入我国。我国也在研究大颗粒肥料的技术，也设计出了螺旋式颗粒肥料成型机。标志着我国的螺旋式颗粒肥料生产设备达到国际水平。在全国范围内，还处于研究示范试点阶段，设备的技术原理比较先进，成本低廉，适合我国国情；规模化和市场化较差；管理不规范，支持政策缺乏，推广速度缓慢。
2.2
本次设计的螺旋式颗粒肥料成型机是用于中小型企业的生产，生产颗粒肥料的直径10mm。生产的颗粒可保存也可直接施入农田，所以植物都可以使用。是未来肥料的首选。