CN115569609A - 一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机，包括机架、动力与传动装置、颗粒排出装置和辊压装置，机架为以纵向竖直中心面为对称面的左右对称结构，动力与传动装置、颗粒排出装置和辊压装置均置于机架上，进入辊压装置的生物质物料通过辊压运动加工为成型的颗粒，在动力与传动装置的带动下颗粒排出装置将已经辊压好的颗粒排出，完成对生物质物料的辊压过程。本发明中，通过压辊弹簧、主轴弹簧的伸长缩短来提供减震，并且通过臂I、臂II夹角的变化以及主轴套筒的滑动实现机器减震、防卡死的功能，实现香蕉秸秆物料的综合利用；不仅能够辊压出均匀坚实的生物质颗粒，而且能够防止堵塞引起的机器卡死，还能够减少辊压过程中的冲击与噪声。

Description

一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，尤其涉及一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机。
背景技术
香蕉秸秆是香蕉产区的最主要废弃作物，而我国是世界比较大的香蕉生产地区之一，我国香蕉种植的面积在400万亩左右，香蕉秸秆的年产量也高达2000万吨以上。一直以来，由于每年香蕉收获后大量香蕉秸秆分布零散、体积大、收集及运输成本较高和缺乏相应的机械化处理等各种原因，致使香蕉收获后除少部分用作肥料或作为废弃物燃料烧掉外，大部分被砍掉后废弃在蕉田间，任其自然腐烂，造成的资源浪费和环境污染。若能利用机械将秸秆切碎并作收集处理，将粉碎的秸秆作为生物质能源加以利用，不但能够实现将香蕉秸秆作为资源，废物利用，还有利于增强热带农业总体生产能力，减少对环境的污染，为增加农民的收入做贡献。目前，国内生物质固体成型技术已经取得了很大的进步，成型的技术形式有螺旋挤压、活塞冲压、模辊碾压式等多种形式，但这部分技术目前主要应用于其他作物，例如木质物、小麦秸秆、玉米秸秆原料，而以香蕉秸秆为主要原料的生物质成型机械的研究仍不够成熟与完善，并且已经研制的香蕉秸秆固体成型机械仍然存在很大的不足，在实际应用中存在各种各样的问题。
论文″星轮式内外锥辊固体燃料平模成型机研制与试验″设计的行星轮式内外锥辊固体燃料平模成型机，虽然有行星轮系体积小、质量轻以及高传动效率，可提高机器运行的稳定性等特点，但其未能解决生物质固体平模成型机在运行过程中，由于压辊与平模无缓冲挤压所产生的强烈震动、巨大噪声，以及由于机器由于工况差而产生的卡死现象。
综上所述，如何解决香蕉秸秆生物质固体成型机震动噪声大、易卡死、效率低等问题，已经成为亟需解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机，包括机架1、动力与传动装置2、颗粒排出装置3和辊压装置4，其特征在于，机架1为以纵向竖直中心面为对称面的左右对称结构，动力与传动装置2、颗粒排出装置3和辊压装置4均置于机架1上，进入辊压装置4的生物质物料通过辊压运动加工为成型的颗粒，在动力与传动装置2的带动下颗粒排出装置3将已经辊压好的颗粒排出，完成对生物质物料的辊压过程。
优选的，辊压装置4包括主轴弹簧401、主轴滑套402、臂I 403、压辊销轴404、臂II405、主轴406、辊压平模407、粉料刮扫器408、压辊409、压辊弹簧410和半圆花键411，其中，
主轴弹簧401位于主轴406的最上端，
主轴滑套402位于主轴弹簧401轴线的正下方并与主轴弹簧401相接触，主轴滑套402通过半圆花键411与主轴406形成滑动连接；
臂I 403和臂II 405的一端通过压辊弹簧410形成弹性的连接，臂I 403和臂II405的另一端通过销轴连接在一起构成转动副″V″型臂，″V″型臂设置有两个并对称连接在主轴滑套402的左右两侧；
臂II 405与压辊409之间通过压辊销轴404形成转动连接；
粉料刮扫器408位于主轴滑套402的正下方并通过半圆花键411与主轴406形成过盈配合；
辊压平模407位于所述粉料刮扫器408的正下方；
压辊409与辊压平模407在主轴弹簧401和压辊弹簧410的挤压下紧密压合。
优选的，粉料刮扫器408包括粉料刮扫翼凸台412和粉料刮扫翼413，所述辊压平模407与粉料刮扫翼413的下端边缘之间的距离为2.5-3.5mm。
优选的，粉料刮扫翼413与粉料刮扫翼凸台412所在平面成60°角。
优选的，所述粉料刮扫翼413的末端与压辊409前端内沿的距离为2-3mm。
优选的，所述臂I 403和臂II 405两者之间变化的角度为41.5°～46.5°。
优选的，所述主轴弹簧401与压辊弹簧410均采用经过喷丸与淬火和回火处理的60CrMnA材料，并且伸长范围均为2mm-3mm。
优选的，机架1包括机架顶盖101、上部成型筒102、中部框架103、下部底座和进料斗108，其中，
辊压装置4与颗粒排出装置3均位于上部成型筒102中，动力与传动装置2置于中部框架103中和下部底座上；
进料斗108通过焊接与上部成型筒102形成固定连接，物料由进料斗108进入辊压装置4；
下部底座包括支撑平板104与支撑底脚105，支撑底脚105固定连接于支撑平板104上，支撑平板104上设有螺栓孔；
中部框架103包括支撑架106和后部护板107，后部护板107焊接在支撑架106上；
所述上部成型筒102与中部框架103固定连接。
优选的，动力与传动装置2包括电机201、轴保护架202、轴I 203、主动小锥齿轮204、从动大锥齿轮205和轴II 206，其中，
电机201安装在下部底座上；
轴保护架202位于联轴器的上方并固定于下部底座上；
轴I 203和主动小锥齿轮I 204连接，轴II 206与从动大锥齿轮205连接，主动小锥齿轮I 204和从动大锥齿轮II 205相啮合。
优选的，颗粒排出装置3包括颗粒排出扇301、颗粒排出仓302和出料斗303，其中，颗粒排出扇301位于颗粒排出仓302中并通过平键周向固定在主轴406上；出料斗303焊接在颗粒排出仓302底部的外壁。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1)本发明中，通过辊压装置中的压辊弹簧、主轴弹簧的伸长缩短来提供减震，并且通过臂I、臂II夹角的变化以及主轴套筒的滑动实现机器减震、防卡死的功能，实现香蕉秸秆物料的综合利用；通过本发明不仅能够辊压出均匀坚实的生物质颗粒，而且能够防止由于香蕉秸秆生物质物料堵塞引起的机器卡死，还能够减少辊压过程中的冲击与噪声，适用于香蕉主产区的以香蕉茎秆生物质为主的综合利用同时还能够增加香蕉种植户的经济收入；
2)本发明中，采用香蕉秸秆生物质固体物料倒入、物料辊压、颗粒排出三道工序处理香蕉秸秆生物质固体物料，不仅能提高辊压效率，而且能有效的避免机器在辊压过程中的卡死现象，减少整个机体的震动与噪声，增长机器的使用寿命；
3)本发明实现了香蕉秸秆生物质固体物料的综合利用，防止了环境污染，有效利用了资源，而且机器结构紧凑节省空间，香蕉秸秆生物质固体物料利用成本低、效果好，对促进我国香蕉主产区香蕉秸秆的有效利用有很大的推动作用，对促进蕉农收入的增收作用巨大。
附图说明
图1为本发明的整体立体结构图；
图2为本发明中动力与传动机构的立体结构示意图；
图3为本发明中颗粒排出机构的立体结构示意图；
图4为本发明中辊压装置的立体结构示意图；
图4A为本发明中半圆花键的立体结构示意图；
图4B为本发明中粉料刮扫器的立体结构示意图。
图中附图标记为：
1-机架，2-动力与传动装置，3-颗粒排出装置，4-辊压装置；
101-机架顶盖，102-上部成型筒，103-中部框架，104-支撑平板，105-支撑底脚，106-支撑架，107-后部护板，108-进料斗；
201-电机，202-轴保护架，203-轴I，204-主动小锥齿轮、205-从动大锥齿轮，206-轴II；
301-颗粒排出扇，302-颗粒排出仓，303-出料斗；
401-主轴弹簧，402-主轴滑套，403-臂I，404-压辊销轴，405-臂II，406-主轴，407-辊压平模，408-粉料刮扫器，409-压辊，410-压辊弹簧，411-半圆花键，412-粉料刮扫翼凸台，413-粉料刮扫翼。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个宽泛实施例中，一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机，包括机架1、动力与传动装置2、颗粒排出装置3和辊压装置4，其特征在于，机架1为以纵向竖直中心面为对称面的左右对称结构，动力与传动装置2、颗粒排出装置3和辊压装置4均置于机架1上，进入辊压装置4的生物质物料通过辊压运动加工为成型的颗粒，在动力与传动装置2的带动下颗粒排出装置3将已经辊压好的颗粒排出，完成对生物质物料的辊压过程。
优选的，辊压装置4包括主轴弹簧401、主轴滑套402、臂I 403、压辊销轴404、臂II405、主轴406、辊压平模407、粉料刮扫器408、压辊409、压辊弹簧410和半圆花键411，其中，
主轴弹簧401位于主轴406的最上端，
主轴滑套402位于主轴弹簧401轴线的正下方并与主轴弹簧401相接触，主轴滑套402通过半圆花键411与主轴406形成滑动连接；
臂I 403和臂II 405的一端通过压辊弹簧410形成弹性的连接，臂I 403和臂II405的另一端通过销轴连接在一起构成转动副″V″型臂，″V″型臂设置有两个并对称连接在主轴滑套402的左右两侧；
臂II 405与压辊409之间通过压辊销轴404形成转动连接；
粉料刮扫器408位于主轴滑套402的正下方并通过半圆花键411与主轴406形成过盈配合；
辊压平模407位于所述粉料刮扫器408的正下方；
压辊409与辊压平模407在主轴弹簧401和压辊弹簧410的挤压下紧密压合。
优选的，粉料刮扫器408包括粉料刮扫翼凸台412和粉料刮扫翼413，所述辊压平模407与粉料刮扫翼413的下端边缘之间的距离为2.5-3.5mm。
优选的，粉料刮扫翼413与粉料刮扫翼凸台412所在平面成60°角。
优选的，所述粉料刮扫翼413的末端与压辊409前端内沿的距离为2-3mm。
优选的，所述臂I 403和臂II 405两者之间变化的角度为41.5°～46.5°。
优选的，所述主轴弹簧401与压辊弹簧410均采用经过喷丸与淬火和回火处理的60CrMnA材料，并且伸长范围均为2mm-3mm。
优选的，机架1包括机架顶盖101、上部成型筒102、中部框架103、下部底座和进料斗108，其中，
辊压装置4与颗粒排出装置3均位于上部成型筒102中，动力与传动装置2置于中部框架103中和下部底座上；
进料斗108通过焊接与上部成型筒102形成固定连接，物料由进料斗108进入辊压装置4；
下部底座包括支撑平板104与支撑底脚105，支撑底脚105固定连接于支撑平板104上，支撑平板104上设有螺栓孔；
中部框架103包括支撑架106和后部护板107，后部护板107焊接在支撑架106上；
所述上部成型筒102与中部框架103固定连接。
优选的，动力与传动装置2包括电机201、轴保护架202、轴I 203、主动小锥齿轮204、从动大锥齿轮205和轴II 206，其中，
电机201安装在下部底座上；
轴保护架202位于联轴器的上方并固定于下部底座上；
轴I 203和主动小锥齿轮I 204连接，轴II 206与从动大锥齿轮205连接，主动小锥齿轮I 204和从动大锥齿轮II 205相啮合。
优选的，颗粒排出装置3包括颗粒排出扇301、颗粒排出仓302和出料斗303，其中，颗粒排出扇301位于颗粒排出仓302中并通过平键周向固定在主轴406上；出料斗303焊接在颗粒排出仓302底部的外壁。
下面结合附图，列举本发明的优选实施例，对本发明作进一步的详细说明。
图1为减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机的立体结构图，整机由动力与传动装置2、颗粒排出装置3、辊压装置4和机架1构成。机架1包括机架顶盖101、上部成型筒102、中部框架103、下部底座和进料斗108，其中，辊压装置4与颗粒排出装置3均位于上部成型筒102中，动力与传动装置2置于中部框架103中和下部底座上；进料斗108通过焊接与上部成型筒102形成固定连接，物料由进料斗108进入辊压装置4；下部底座包括支撑平板104与支撑底脚105，支撑底脚105固定于支撑平板104的底部外壁，支撑平板104上设有螺栓孔；中部框架103包括支撑架106和后部护板107，后部护板107焊接在支撑架106上；所述上部成型筒102与中部框架103固定连接。物料由进料斗108进入辊压装置4，通过辊压运动将生物质固体物料加工成形状规则质地坚实的颗粒，在动力与传动装置2的带动下，经过颗粒排出装置3将已经辊压成型的颗粒排出机体外，完成对香蕉秸秆生物质固体粉物料的辊压过程。
图2为动力与传动装置2，是由电机201、轴保护架202、轴I 203、主动小锥齿轮204、从动大锥齿轮205、轴II 206组成。电机201安装在下部底座上，轴保护架202位于联轴器的上方，并且固定于机架1的下部底座上。轴I 203和主动小锥齿轮204连接，轴II 206与从动大锥齿轮205连接，主动小锥齿轮204和从动大锥齿轮205相啮合。
图3为颗粒排出装置机构立体结构示意图。颗粒排出装置3，是由颗粒排出扇301、颗粒排出仓302，及出料斗303组成。颗粒排出扇301通过平键周向固定在主轴406上，并且位于颗粒排出仓302中。出料斗303焊接在机架1上。
图4为辊压装置4的立体结构示意图。辊压装置4中，由主轴406从上到下依次连接各个部件组成。主轴406上端面部分结构为限制主轴弹簧401轴向移动的限制螺母，与限制螺母相连接套在主轴406上的为主轴弹簧401，在主轴弹簧401轴线上正下方相连接的为主轴滑套402，主轴滑套402通过半圆花键411与主轴406形成滑动连接。主轴滑套402连接左右两侧对称两个″V″型臂，臂I 403和臂II 405的一端通过转动销轴连接在一起构成转动副。臂II 405通过压辊销轴404和压辊409形成转动连接。臂I 403和臂II 405的另一端通过压辊弹簧410形成弹性的连接。粉料刮扫器408位于主轴滑套402的正下方，并通过半圆键411与主轴406形成过盈配合。在粉料刮扫器408的正下方为辊压平模407。压辊409与辊压平模407通过主轴弹簧401和压辊弹簧410的弹性力压在一起。
图4A为半圆花键411的立体结构示意图。半圆花键411与主轴滑套402上的半圆形槽构成滑动连接。
图4B为粉料刮扫器408的立体结构示意图：粉料刮扫翼413焊接在粉料刮扫翼凸台412上。
本发明适用于香蕉主产区的香蕉秸秆生物质的综合利用。。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机，包括机架(1)、动力与传动装置(2)、颗粒排出装置(3)和辊压装置(4)，其特征在于，机架(1)为以纵向竖直中心面为对称面的左右对称结构，动力与传动装置(2)、颗粒排出装置(3)和辊压装置(4)均置于机架(1)上，进入辊压装置(4)的生物质物料通过辊压运动加工为成型的颗粒，在动力与传动装置(2)的带动下颗粒排出装置(3)将已经辊压好的颗粒排出，完成对生物质物料的辊压过程。
2.根据权利要求1所述的一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机，其特征在于，辊压装置(4)包括主轴弹簧(401)、主轴滑套(402)、臂I(403)、压辊销轴(404)、臂II(405)、主轴(406)、辊压平模(407)、粉料刮扫器(408)、压辊(409)、压辊弹簧(410)和半圆花键(411)，其中，
主轴弹簧(401)位于主轴(406)的最上端，
主轴滑套(402)位于主轴弹簧(401)轴线的正下方并与主轴弹簧(401)相接触，主轴滑套(402)通过半圆花键(411)与主轴(406)形成滑动连接；
臂I(403)和臂II(405)的一端通过压辊弹簧(410)形成弹性的连接，臂I(403)和臂II(405)的另一端通过销轴连接在一起构成转动副″V″型臂，″V″型臂设置有两个并对称连接在主轴滑套(402)的左右两侧；
臂II(405)与压辊(409)之间通过压辊销轴(404)形成转动连接；
粉料刮扫器(408)位于主轴滑套(402)的正下方并通过半圆花键(411)与主轴(406)形成过盈配合；
辊压平模(407)位于所述粉料刮扫器(408)的正下方；
压辊(409)与辊压平模(407)在主轴弹簧(401)和压辊弹簧(410)的挤压下紧密压合。
3.根据权利要求2所述的一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机，其特征在于，粉料刮扫器(408)包括粉料刮扫翼凸台(412)和粉料刮扫翼(413)，所述辊压平模(407)与粉料刮扫翼(413)的下端边缘之间的距离为2.5-3.5mm。
4.根据权利要求3所述的一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机，其特征在于，粉料刮扫翼(413)与粉料刮扫翼凸台(412)所在平面成60°角。
5.根据权利要求4所述的一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机，其特征在于，所述粉料刮扫翼(413)的末端与压辊(409)前端内沿的距离为2～3mm。
6.根据权利要求2所述的一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机，其特征在于，所述臂I(403)和臂II(405)两者之间变化的角度为41.5°～46.5°。
7.根据权利要求5所述的一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机，其特征在于，所述主轴弹簧(401)与压辊弹簧(410)均采用经过喷丸与淬火和回火处理的60CrMnA材料，并且伸长范围均为2mm～3mm。
8.根据权利要求2所述的一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机，其特征在于，机架(1)包括机架顶盖(101)、上部成型筒(102)、中部框架(103)、下部底座和进料斗(108)，其中，
辊压装置(4)与颗粒排出装置(3)均位于上部成型筒(102)中，动力与传动装置(2)置于中部框架(103)中和下部底座上；
进料斗(108)通过焊接与上部成型筒(102)形成固定连接，物料由进料斗(108)进入辊压装置(4)；
下部底座包括支撑平板(104)与支撑底脚(105)，支撑底脚(105)固定连接于支撑平板(104)上，支撑平板(104)上设有螺栓孔；
中部框架(103)包括支撑架(106)和后部护板(107)，后部护板(107)焊接在支撑架(106)上；
所述上部成型筒(102)与中部框架(103)固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机，其特征在于，动力与传动装置(2)包括电机(201)、轴保护架(202)、轴I(203)、主动小锥齿轮(204)、从动大锥齿轮(205)和轴II(206)，其中，
电机(201)安装在下部底座上；
轴保护架(202)位于联轴器的上方并固定于下部底座上；
轴I(203)和主动小锥齿轮I(204)连接，轴II(206)与从动大锥齿轮(205)连接，主动小锥齿轮I(204)和从动大锥齿轮II(205)相啮合。
10.根据权利要求2所述的一种减震防卡死香蕉秸秆生物质固体成型机，其特征在于，颗粒排出装置(3)包括颗粒排出扇(301)、颗粒排出仓(302)和出料斗(303)，其中，颗粒排出扇(301)位于颗粒排出仓(302)中并通过平键周向固定在主轴(406)上；出料斗(303)焊接在颗粒排出仓(302)底部的外壁。
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