0、引言
目前，隨著我國畜牧業的快速發展，飼草料短缺已成為農牧區一個突出的問題。因此，各種牧草、農作物秸稈、經濟作物的副產品和灌木枝葉等經加工調制成塊狀粗飼料后，縮小了體積，增加了密度，提高了動物的適口性和消化吸收率，明顯改善了動物的飼喂效果。粗飼料壓塊加工技術是解決當前我國農牧區粗飼料不足問題的重要途徑之一。
秸稈壓塊機是該生產技術的核心機械，混配后的牧草原料被連續不斷地推入壓縮室內，再通過偏心壓輥的擠壓推向壓模孔。在原料前進過程中，由于壓輥的推力、壓模的阻力、牧草間相互摩擦及變形阻力等的共同作用，使秸稈原料發生一系列理化反應，如密度增大、溫度升高、有機成分發生變化、由生食變成熟食等。經過高溫高壓的作用，原料不僅縮小體積、增大密度、殺滅有害霉菌、便于長期貯存運輸，而且原料中的淀粉和糖類物質也發生了酶化反應，使飼料帶有濃郁的糊香氣味，增加了牲畜的適口性，提高了采食率。以9KS304顆粒壓塊機為試驗裝置，對其生產率與功率進行正交試驗研究，在含水率不同的情況下改變環模與壓輥之間的間隙、變換不同的環模轉速，并對生產率與功率兩個指標的試驗數據進行統計、分析，找出它們隨著含水率、轉速和間隙變化的規律，確定最優方案，為壓塊機工藝參數優化提供理論依據。
1、試驗裝置（儀器）和試驗物料。
1.1試驗裝置
以9KS304顆粒
秸稈壓塊機為試驗裝置，它由進料斗、環模、壓棍、主軸、傳動裝置和機座等部件組成。工作時，物料通過喂入機構連續、均勻地送人環模與壓輥間的溝槽內，通過環模與壓棍的相對運動，將物料逐漸壓入環模的模孔內。在強烈的擠壓下，物料克服孔壁的摩擦阻力，不斷從環模式孔中呈條狀擠出。擠出時，條狀的物料被安裝在模外的切刀切成長度適宜的草塊。
1.2試驗物料
玉米秸稈是目前較為理想的飼料資源，牛、羊吃到胃里的消化率及降解率高于其他作物秸稈，而且玉米秸稈含單糖高、發酵快。風干的玉米秸稈中各種營養物質含量為：粗蛋白質3.9%，粗脂肪0.9%，粗纖維37. 7%，無氮浸出物48.0%，粗灰分9.5%。
2、試驗方法
2.1試驗因素及試驗水平的選取
由于玉米秸稈在不同含水率、不同間隙（壓輥與環模間隙，以下簡稱間隙）、不同轉速（環模的轉速，以下簡稱轉速）下，壓塊的生產率和功率都要受到影響，所以把試驗因素確定為含水率、間隙、轉速。其中，含水率是根據實踐經驗選取4個水平，具體如表1所示，壓塊機環模與壓輥之間的間隙大小影響壓塊機的生產率和功率。當間隙小于0. 2mm時，功率消耗的太大，同時生產率降低；當間隙大于0.8 mm時，物料難以成形。因此，選0.2～0. 8mm之間的4個水平。壓塊機在73 r/min以下時速度較慢且生產率較低，所以選定73 r/min為一個水平；164r/min是壓塊機的最高轉速；再選定兩個中等轉速的水平。因此，轉速也選擇四水平。
2.2試驗指標
對喂人前物料和成品進行檢測，從以下指標對壓塊前后的玉米秸稈進行分析：生產率=成品的質量( kg)/所用時間(h)。成品的質量越高，壓塊時間越短，生產率就越高。電機的輸出功率由變頻裝置直接讀出。
環模的轉速由變頻裝置調整。環模與壓輥之間的間隙應保持很小，一般為0.1~0. 8mm，有時也增大到1mm。調節壓輥一般采用裝在壓輥與其回轉軸之間的偏心結構。調節此偏心結構，可得到大小不同的壓粒間隙。壓力間隙過大，會影響壓塊機的生產率，甚至壓塊不成型；間隙過小，會加速壓輥與壓模之間的磨損，減少使用壽命。當有兩個以上的壓輪時，各間隙應相等。
本試驗以9KS304顆粒飼料機為試驗裝置，經過改裝后進行壓塊試驗。原料為玉米秸稈，用揉碎機揉碎成2—5cm的草段，調成40%一60%的4種含水率草料。未壓塊前取樣測取初始密度，壓塊后隨機取樣測得不同轉速、間隙及物料的含水率下的生產率，試驗程序如圖1所示。
3、試驗數據
試驗時，按照正交表L16安排試驗，結果分析如表2所示。
當含水率、間隙選為較優方案中的48. 55%和0. 80mm時，轉速、間隙、含水率與生產率、消耗電功率之間的關系如圖2-圖7所示。
4、分析與討論
1)因素顯著性檢驗結果顯示：間隙、轉速和含水率的改變對生產率有著顯著的影響。間隙的改變對生產率和功率的影響最大，其次是轉速；含水率對生產率和功率影響最小。
2)隨著轉速的提高，破碎程度會增大，生產率減小，功率會增大。由此可知，轉速不是越高越好。
3)由方差分析的直觀圖得出，試驗的最佳水平組合為含水率在49%左右、轉速在164r/min、間隙在0. 8mm時，壓塊機的生產率和消耗的功率較優。這一水平組合經試驗得出生產率為331.3kg/h，功率為13. 89kW。每公斤消耗功率為0.042kW/kg，濕密度為0. 83g/cm2，干密度為0.44g/cm3。雖然其他幾組試驗消耗功率低于0. 042kW/kg，但生產率偏低。
4)為了直觀起見，因素的水平作為橫坐標，指標作為縱坐標，得出因素與指標的趨勢圖。間隙一定時，轉速、含水率與生產率、功率的關系曲線如圖4、圖7所示；轉速一定時，間隙與生產率（功率）的關系曲線如圖3、圖6所示；含水率一定時，轉速、間隙與生產率（功率）的關系曲線如圖2、圖5所示。
5、結論
1)利用9KS304顆粒壓塊機對玉米秸稈進行壓塊試驗的研究結果表明：試驗因素對生產率和功率的影響由大到小依次為間隙、轉速、含水率。
2)玉米秸稈在含水率為49%、轉速為164r/min、間隙為0.8 mm時，生產率達到了最大值，且電機輸出功率較低，干、濕密度都較高。經檢測，以玉米秸稈為代表的牧草在不同條件下壓塊，其生產率和功率都不同。在含水率為49%，轉速為164r/min，間隙為0．8mm時，生產率和功率是較優的。
3)隨著含水率的增加，破碎程度會增大，成品質量會減小，生產率降低，功率隨之增大。
6、展望
在本次試驗中，關于壓縮過程中的動態性能以及改變環模、壓輥直徑和不同農業物料條件下對生產率、功率的影響問題，由于時間經費有限，沒有進行分析，有待于以后深入探討，富通新能源生產銷售
秸稈顆粒機、秸稈壓塊機等生物質成型燃料機械設備。
