小型秸稈壓塊機(jī)設(shè)計
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大 連 大 學(xué) 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計 )開題報告 論 文 題 目: 小型秸稈壓塊機(jī)設(shè)計 學(xué) 院: 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 、班 級: 機(jī)日 131 班 學(xué) 生 姓 名: 于帥彪 指導(dǎo)教師(職稱): 鄭雙陽 2016 年 12 月 29 日 填 1 畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報 告要求 開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié),又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文 (設(shè)計)的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化,特制定本要求。 一、選題依據(jù) 1.論文(設(shè)計)題目及研究領(lǐng)域; 2.論文(設(shè)計)工作的理論意義和應(yīng)用價值; 3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢。 二、論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問題; 2.擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計思路); 3.本論文(設(shè)計)預(yù)期取得的成果。 三、論文(設(shè)計)工作安排 1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)); 2.論文(設(shè)計)進(jìn)度計劃 。 四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述 學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料,并在此基礎(chǔ)上通 過分析、研究、綜合,形成文獻(xiàn)綜述。必要時應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相 關(guān)的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面,要求思路清晰,文理通順, 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。 五、其他要求 1.開題報告應(yīng)在畢業(yè)論文(設(shè)計)工作開始后的前四周內(nèi)完成; 2.開題報告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會審查通過; 3.開題報告不合格或沒有做開題報告的學(xué)生,須重做或補(bǔ)做合格后,方能繼續(xù)論 文(設(shè)計)工作,否則不允 許參加答辯; 4.開題報告通過后,原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師; 5.開題報告的內(nèi)容,要求打印并裝訂成冊(部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張 上,但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。 2 一、選題依據(jù) 1、 研究領(lǐng)域 本題目涉及機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等多方面的知識。 2、 論文(設(shè)計)工作的理論意義和應(yīng)用價值 秸稈壓塊是指秸稈或牧草經(jīng)閘側(cè)后進(jìn)行高密度壓縮成塊狀。秸稈是一種放錯地方 的資源,在人類的日常生活中,會產(chǎn)生許許多多的剩余物,特別在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生大 量的秸稈資源,秸稈資源是可再生的生物質(zhì)能源,包含著大量的營養(yǎng) 物質(zhì),但由于人 們對此資源缺乏認(rèn)識,利用方式單一、落后,有效利用率低,導(dǎo)致這種資源松散的分 布在大面積范圍內(nèi),給收集應(yīng)用帶來巨大困難。但隨著近來農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié),人 們對于秸稈的有效利用的需求不斷增長,利用工業(yè)化手段將這種資源“變廢為寶”顯 得尤為重要,小型秸稈壓塊機(jī)就應(yīng)運(yùn)而生,不僅可以解決畜業(yè)動物的飼養(yǎng)問題,也可 以提高資源的綜合利用率。因此設(shè)計一臺小型秸稈壓塊機(jī)就可通過機(jī)械化作業(yè)完成秸 稈的粉碎、壓塊過程,提高了生產(chǎn)效率。而且由于國內(nèi)秸稈壓塊設(shè)備的市場需求逐漸 變大,且進(jìn)口壓塊機(jī)價格比較昂貴、操作及維修想多復(fù)雜,不 適用于一般中小型農(nóng)場。 針對這種現(xiàn)狀,有必要開發(fā)成本低廉、易于操作和維修、可調(diào)式壓頭的小型秸稈壓塊 機(jī)械。因此本研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義及必要性,選題的內(nèi)容符合機(jī)制專業(yè)的培養(yǎng)要 求,設(shè)計方向明確,難易度適中。設(shè)計工作在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上展開,具備理論基礎(chǔ) 和技術(shù)可行性。學(xué)生已掌握設(shè)計所需的相關(guān)知識,在軟硬件方面及查獻(xiàn)等方面有切實(shí) 保障。同時,指導(dǎo)教師具備相關(guān)設(shè)計背景,學(xué)生有充裕的時間開展工作。 3、 目前研究的概況和發(fā)展趨勢 秸稈壓塊是五十年代中期出現(xiàn)的一種新工藝,秸稈壓塊設(shè)備在歐美等發(fā)達(dá)國家已 研究生產(chǎn)多年,并出口到世界各地, 目前我國的秸稈壓塊機(jī)存在自動化程度低、價格 昂貴、操作及維修復(fù)雜等弊端。針對這種現(xiàn)狀,有必要開發(fā)自動化程度高、成本低廉、 易于操作和維修的小型壓塊機(jī)械。根據(jù)物料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在設(shè)計過程中,采用環(huán)模式 可移動式秸稈壓塊機(jī),利用 Top-down 的設(shè)計方法,完成總機(jī)設(shè)計。本設(shè)計共包含四 大部分:切碎裝置、自動上下料機(jī)構(gòu)、壓頭(曲柄連桿機(jī)構(gòu))、行走及駐停機(jī)構(gòu)。結(jié) 構(gòu)設(shè)計完成后,利用有限元分析軟件對關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核。 1954 年美國約翰迪公司研制出世界上第一臺移動性秸稈壓塊機(jī),隨后又生產(chǎn)了 400 型、 425 型、 429 型秸稈飼 料壓塊機(jī),后來在美國廣泛使用的是環(huán)模式壓塊機(jī)。日 本時代研制的工廠化加工草塊的成套裝備,可實(shí)現(xiàn)計量、烘干分離、除塵壓塊及草料 的運(yùn)輸、草塊的冷卻及包裝,也可加工稻麥秸稈等,成品含水率在 10%到 13%。隨后 前蘇聯(lián),英國,丹麥以及其他國家都先后的生產(chǎn)了符合自己國家生產(chǎn)實(shí)際的秸稈壓塊 機(jī),這種新興技術(shù)被廣泛應(yīng)用開來,大大提高了秸稈資源的可利用率。 秸稈壓塊機(jī)的主要類型有環(huán)模式、柱塞式、圓錐螺旋推進(jìn)式以及纏繞式壓塊機(jī)。 設(shè)備的作業(yè)型式主要有兩種:一種是田間流動式作業(yè),一種是工廠化作業(yè)。其發(fā)展趨 勢為:提高生產(chǎn)率,降低成本,節(jié) 省能源,實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動化控制等。我國是從 90 年 代各研究所和生產(chǎn)廠家才開始研究壓塊設(shè)備,現(xiàn)在國內(nèi)使用的主要類型是環(huán)模式壓塊 機(jī)。雖然隨著我國改革開放的偉大進(jìn)程,綜合國力的顯著增強(qiáng),科學(xué)技術(shù)的不斷迅猛 發(fā)展,現(xiàn)在的設(shè)備與以往不可同日而語,有許多企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)都研發(fā)出比較有科技 3 含量的設(shè)備并應(yīng)用于實(shí)踐,但生產(chǎn)穩(wěn)定的設(shè)備并不多,主要原因是技術(shù)并沒有完全成 熟,生產(chǎn)成本過高,功耗大,并且價格高昂,這給秸稈壓塊機(jī)的普及帶來巨大不利。 4 二、論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問題 (1).壓塊機(jī)傳動裝置的傳動方式; (2).設(shè)計參 數(shù)的合適選擇; (3).環(huán)模結(jié)構(gòu)分析。 2.擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計思路) (1).壓塊機(jī)原理及結(jié)構(gòu)確認(rèn); (2).壓塊機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計; (3).秸稈切碎裝置設(shè)計; (4).上下料機(jī)構(gòu)設(shè)計; (5).壓塊機(jī)壓頭機(jī)構(gòu)設(shè)計; (6).壓塊機(jī)行走及駐停機(jī)構(gòu)設(shè)計。 3.本論文(設(shè)計)預(yù)期取得的成果 結(jié)合具體的設(shè)計要求,通過學(xué)習(xí)及查閱相關(guān)方面的資料,全面的了解和掌握壓塊 機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu),完成壓塊機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)功能部件的設(shè)計,對關(guān)鍵部件 的強(qiáng)度進(jìn)行有限元分析。最終完成論文、壓塊機(jī)的 3D 模型、 2D 工程圖(裝配圖、零 件圖)、關(guān)鍵件有限元分析報告、外文文獻(xiàn)翻譯 。 5 三、論文(設(shè)計)工作安排 1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)); 首先采用文獻(xiàn)研究法,通過閱讀有關(guān)論文、圖書及相關(guān)資料,針對具體的設(shè)計 要求,著重從理論及結(jié)構(gòu)上對國內(nèi)外現(xiàn)有秸稈壓塊機(jī)進(jìn)行全面的了解;第二,采用 Top-down 設(shè)計方法,進(jìn)行整機(jī)功能劃分;第三,利用 3D 設(shè)計方法,逐一進(jìn)行各機(jī)構(gòu)、 部件的設(shè)計,確定零件尺寸及進(jìn)行干涉檢查;第四,有限元分析法,利用有限元分 析模塊對關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)度分析 。 2.論文(設(shè)計)進(jìn)度計劃 第 1 周 :查閱相關(guān)文獻(xiàn),收集資料,了解設(shè)計內(nèi)容; 第 2 周:翻譯外文文獻(xiàn),完成相關(guān)工作; 第 3 周:分析歸納文獻(xiàn),撰寫文獻(xiàn)綜述,確定研究方法,撰寫開題報告; 第 4 周:整理開題報告、文獻(xiàn)綜述,開題報告答辯; 第 5 周:小型秸稈壓塊機(jī)總體方案設(shè)計; 第 6 周:開展切碎裝置設(shè)計的工作 ; 第 7 周:整理已開展的工作,中期檢查; 第 8 周:進(jìn)行上下料機(jī)構(gòu)設(shè)計; 第 9 周:開展壓頭設(shè)計(曲柄滑塊機(jī)構(gòu))的工作; 第 10 周:行走及駐停機(jī)構(gòu)設(shè)計; 第 11 周:進(jìn)行關(guān)鍵部件的有限元分析,校核其強(qiáng)度; 第 12 周:系統(tǒng)整合,進(jìn)行總裝配; 第 13 周:生成、 完善 2D 和 3D 圖紙; 第 14 周:修改完善設(shè)計說明書; 第 15 周:完善畢業(yè)設(shè)計各項內(nèi)容 , 做好答辯 PPT,提交論文,準(zhǔn)備答辯。 6 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) 1周開勤 機(jī)械零件手冊 (第四版 )M.北京 :高等教育出版社 ,2014. 2孫恒,陳作模 機(jī)械原理 (第七版 )M.北京:高等教育出版社, 2006. 3濮良貴 , 紀(jì)明剛 . 機(jī)械設(shè)計 (第九版 )M北京:高等教育出版社, 2013. 4美 伯爾著 , 汪一麟等譯機(jī)械分析與機(jī)械設(shè)計 M. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 2012. 5 章日晉等編 機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 M.北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社, 2014. 6王守忠 , 陳愛榮 車床自動壓印裝置的研制 J. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 , 2012(02): 158-159. 7趙潤福 , 魏炯 秸稈壓塊機(jī)的分類及選用 J. 農(nóng)業(yè)機(jī)械化 ,2014( 04): 57-59. 8岳苓 鏈板、刮板復(fù)合型壓花器 J. 制造技術(shù)與壓花機(jī), 2009( 05): 140-141. 9古今學(xué) . 我國產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展現(xiàn)狀 J. 國土資源高等教育研究, 2005( 10): 60-62. 10曾家駒 , 王懋榮 , 廖德剛 . 機(jī)械制造技術(shù) (現(xiàn)代技術(shù)部分 )M . 北京 : 機(jī)械工 業(yè)出版社 , 2014. 11 G. J. Goroyias , M. D. Hale. The mechanical and physical properties of strand boards treated with preservatives at different stages of manufactureJ. Wood Sci Tech, 2004(38): 93-107. 12劉欣 . 玉 米秸稈飼料壓塊機(jī)的設(shè)計研究 J. 農(nóng)業(yè)科技與裝備 .2012(07): 32-33. 13付敏,郭婉麗,梁棟 . 生物質(zhì)壓塊成型設(shè)備研究現(xiàn)狀 J. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報 .2015 ( 17): 137-141. 附:文獻(xiàn)綜述 7 文獻(xiàn)綜述 隨著化石能源的日益枯竭,其替代品新能源和可再生能源的開發(fā)及利用成為各國 研究的重點(diǎn),而對中國這樣人均能源資源占有量很低,且分布極不均勻的發(fā)展中國家 來說則顯得尤為重要。目前,作為能源的生物質(zhì)主要指農(nóng)業(yè)、林業(yè)及其他廢棄物,如 各種農(nóng)作物秸稈、油料作物及木材加工廢棄物、城市工業(yè)有機(jī)廢棄物以及動物糞便等。 據(jù)統(tǒng)計,我國現(xiàn)在每年的秸稈產(chǎn)量約為 7 億 噸 ,扣除一部分用作飼料和其它原料,作 為能源利用的達(dá) 3.76 億噸。 植物秸稈原料質(zhì)地松散、體積大、熱值低、不便運(yùn)輸和貯存,采用秸稈壓塊機(jī)使 秸稈致密成型,便可成為高品位燃料。秸稈成型燃 料具有密度高、便于運(yùn)輸和儲存、 形狀和性質(zhì)均一、燃燒性能好、熱值高、適應(yīng)性強(qiáng)、燃料操作控制方便等優(yōu)點(diǎn),可用 于鍋爐和煤氣發(fā)生爐,也可用于工業(yè)、家庭和農(nóng)業(yè)、園林的暖房取暖。我國作為農(nóng)業(yè) 大國,植物秸稈資源豐富,因此,秸稈能源將會成為一種發(fā)展前景非??捎^的替代能 源。目前,秸稈壓塊機(jī)主要分為螺旋擠壓式成型機(jī)、活塞沖壓式成型機(jī)和環(huán)模式成型 機(jī) 3 種機(jī)型。 根據(jù)物料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在設(shè)計過程中,采用環(huán)模式可移動式秸稈壓塊機(jī),利用 Top-down 的設(shè)計方法,完成總機(jī)設(shè)計。本設(shè)計共包含四大部分:切碎裝置、自動上下 料機(jī)構(gòu)、壓頭(曲柄連桿 機(jī)構(gòu))、行走及駐停機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后,利用有限元分 析軟件對關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核。秸稈壓塊機(jī)主要由電機(jī)、進(jìn)料機(jī)構(gòu)、進(jìn)料斗、皮 帶輪、皮帶、保護(hù)罩、環(huán)模壓縮室和底座組成,環(huán)模式秸稈壓塊機(jī)工作時的擠壓方式 屬于開式壓縮,利用環(huán)模、壓輪和物料 3 者間的摩擦擠壓作用使短段散狀物料成型。 壓塊機(jī)的傳動方式采用皮帶傳動,皮帶傳動具有過載保護(hù)和緩沖吸振的能力。環(huán)模是 壓塊機(jī)最重要的構(gòu)件之一,其性能好壞直接影響壓塊機(jī)性能。由于環(huán)模、壓輪和物料 3 者之間擠壓摩擦,尤其是物料在環(huán)??變?nèi)受到的高壓摩擦和物料本身受力變形, 消 耗的能量以熱能 的方式放出,使環(huán)模和物料溫度升高,導(dǎo)致環(huán)模的磨損加快,使用壽 命縮短。 一、我國秸稈壓塊機(jī)設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀 我國從 20 世紀(jì) 80 年代引進(jìn)并開始致力于生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的研究。南京林化 所在“七五”期間開展了對生物質(zhì)壓縮成型機(jī)的研制即對生物質(zhì)成型理論的研究,目 前我國成型機(jī)的生產(chǎn)和應(yīng)用已形成了一定規(guī)模,熱點(diǎn)主要集中在螺旋擠壓成型機(jī)上, 但是仍然存在著很多問題,因此有待于進(jìn)一步深入研究。中國從 20 世紀(jì) 80 年代引進(jìn) 螺旋推進(jìn)式秸稈壓塊機(jī),生物質(zhì)壓縮技術(shù)的研究開發(fā)已有二十多年的歷史。當(dāng)時 ,一 些科研單位和生產(chǎn)企業(yè)借鑒歐、美 發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)牧草加工技術(shù)和設(shè)備 ,結(jié)合我國秸 稈綜合利用的具體國情 ,開發(fā)研制出機(jī)械化秸稈壓塊飼料設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)生產(chǎn)。目前 ,在 國內(nèi)從事該項技術(shù)研究、生產(chǎn)的大專院校、科研院所、國有和民營企業(yè)已達(dá)數(shù)十家。 河北省石潛集團(tuán)研制的 9JG-1500 型秸稈壓塊大型成套設(shè)備和中國農(nóng)機(jī)院內(nèi)蒙古分院 研制的 9YK-0.4D 型小型秸稈壓塊機(jī)是較有代表性的產(chǎn)品 ,并已小批量投放市場。 機(jī)械化秸稈壓塊飼料技術(shù)作為新生事物 ,還剛剛起步 ,在國內(nèi)發(fā)展速度不一 ,河 北、內(nèi)蒙古等省份發(fā)展較快。如河北省為加快該項技術(shù)的推廣步伐 ,實(shí)施了“機(jī)械化 秸稈壓塊飼料示 范項目”。 2011 年由省財政撥出 150 萬專項資金 ,首批選擇了條件較好 的 5 個項目縣進(jìn)行示范 ,生產(chǎn)玉米秸稈壓塊飼料。 2012 年省財政又投入 200 萬元建立 了 10 個項目縣進(jìn)行示范推廣。有關(guān)項目市、縣也都投入了相應(yīng)的配套資金。在示范 點(diǎn)的帶動下 ,一些民間資金也被吸引到秸稈壓塊飼料項目的投入上來。據(jù)不完全統(tǒng)計 , 全省已建成各類秸稈壓塊飼料生產(chǎn)企業(yè)近 40多家 ,年產(chǎn)秸稈壓塊飼料生產(chǎn)能力已接近 10 萬 噸 ,機(jī)械化秸稈壓塊飼料技術(shù)得到了快速發(fā)展。但從國內(nèi)總體情況來看 ,多數(shù)省份 8 發(fā)展較為緩慢 ,部分省份還是空白 ,機(jī)械化秸稈壓塊飼料技術(shù)的推廣 應(yīng)用尚處于試驗(yàn)、 示范的初期。秸稈壓塊飼料生產(chǎn)設(shè)備亦屬于產(chǎn)品介紹期 ,其性能、質(zhì)量仍存在一些不 足 ,有待進(jìn)一步改進(jìn)提高。 二、世界秸稈壓塊機(jī)設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀 早在 1954 年,美國約翰 迪爾 ( John Deere) 公司就研制成功了世界上第一臺 移動式壓塊機(jī),從 1965 年起先后生產(chǎn)了 400 型田間撿拾壓塊機(jī)和 390 型壓塊機(jī)。此 外,美國蘭代爾 (Lundell),西德法爾 (Fahr),威利格爾 (Welger),丹麥塔魯普 ( Taarup),法國里維爾 ( ivierrecasalis) 和日本時代制鐵有限公司也生產(chǎn)了多種 型式 的青、干草壓塊機(jī)。 20 世紀(jì) 60 年代,蘇聯(lián)開始引進(jìn)和研制飼草壓塊機(jī),制造了 相應(yīng)的成套設(shè)備。國外技術(shù)發(fā)展有以下幾個特點(diǎn):一是生產(chǎn)技術(shù)大部分已成熟,并達(dá) 到規(guī)?;蜕唐坊?;二是已經(jīng)由過去燒壁爐的生活用能為主轉(zhuǎn)向了生產(chǎn)階段:設(shè)備制 造比較規(guī)范,耗能較高,成本較貴,同等生產(chǎn)能力的設(shè)備是國內(nèi)的 5-6 倍,在發(fā)達(dá)國 家中,生物質(zhì)能研究開發(fā)應(yīng)用主要集中與氣化,液化、熱解,固化與直接燃燒等方面。 美國 2014 年生物質(zhì)能供應(yīng)量 72Mtoe, 約占 美國能源供應(yīng)總量的 3%,計劃 2030 年達(dá)到 30%。歐盟 2003 年 25 國生物質(zhì)能消費(fèi)量 69Mtoe,約占?xì)W盟能源總消費(fèi)量的 4%。 國外生物質(zhì)致密固化成型產(chǎn)品的發(fā)展分為三個階段 : 第一階為 20 世紀(jì) 30-50 年代 , 為研究、示范、交叉引進(jìn)階段,研究的著眼點(diǎn)以 代替化石能源為目標(biāo), 20 世紀(jì) 30 年代,螺旋式成型機(jī)在美國開始設(shè)計生產(chǎn),同時現(xiàn) 代化的活塞式成型機(jī)也在瑞典、德國得到推廣。 第二階段 為 20 世紀(jì) 70-90 年代,各國普遍重視化石能源對環(huán)境的影響,同時由 于出現(xiàn)了能源危機(jī),生物質(zhì)壓縮固化成型燃料發(fā)展很快,西歐及日本等國家已成為一 種產(chǎn)業(yè), 1984 年日本已有 172 家工廠生產(chǎn)秸稈壓塊機(jī)進(jìn)行生物質(zhì)壓縮固化成型燃料。 第三階 段為 20 世紀(jì) 90 年代后,以丹麥為首開展了規(guī)模化利用研究工作,隨后瑞 典、德國、奧地利等國 先 后開展相關(guān)研究,聯(lián)合國也將此作為重點(diǎn)研究開發(fā)項目。 三、我國與世界強(qiáng)國的差距 雖然我國近年來發(fā)展速度較快并取得重大進(jìn)展,但于世界強(qiáng)國相比還有一定差 距,主要表現(xiàn)在從國內(nèi)總體情況來看 ,多數(shù)省份發(fā)展較為緩慢 ,部分省份還是空白 ,機(jī) 械化秸稈壓塊飼料技術(shù)的推廣應(yīng)用尚處于試驗(yàn)、示范的初期。秸稈壓塊飼料生產(chǎn)設(shè)備 亦屬于產(chǎn)品介紹期 ,其性能、質(zhì)量仍存在一些不足 ,有待進(jìn)一步改進(jìn)提高。 四、未來 10 15 年中國秸稈壓塊機(jī)的發(fā)展趨勢 秸稈壓 塊機(jī)技術(shù)能充分發(fā)揮農(nóng)作物秸稈的價值 ,提高利用率 ,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效 益 ,良好的社會效益和生態(tài)效益。在秸稈綜合利用方面又探索出一條新的有效途徑 ,在 總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究治本的措施”的指示精神 ,是一個具有廣闊發(fā)展前景的新 型秸稈綜合利用技術(shù)。 1、符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策 ,保護(hù)生態(tài)環(huán)境 ,發(fā)展方向正確 在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中 ,許多地方已把畜牧業(yè)作為發(fā)展重點(diǎn) ,并逐步發(fā)展成 為大農(nóng)業(yè)的第一主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)牧區(qū)禁牧和小區(qū)集中飼養(yǎng)將使飼料供應(yīng)成為發(fā)展畜牧業(yè)的 關(guān)鍵問題 ,秸稈壓塊飼料的出現(xiàn)有效解決了飼料問題 ,順應(yīng)了畜牧業(yè)發(fā)展的需要。農(nóng)作 物秸稈用 于飼料 ,既可變“廢”為寶 ,又可杜絕焚燒秸稈現(xiàn)象 ,減少環(huán)境污染 ,而且秸稈 過腹還田還充分提高了肥效 ,順應(yīng)了“綠色、環(huán)保、高效”農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。 2、經(jīng)濟(jì)效益顯著 ,市場需求量大 ,發(fā)展動力強(qiáng)勁 玉米秸稈飼料市場價格在 300 400 元 /噸 之間 ,高時可達(dá) 450 元 /噸 。生產(chǎn)成本一 般在 200 250 元 /噸 之間 ,利潤率 30%以上 ,生產(chǎn)企業(yè) 2 年左右即可收回成本。畜牧養(yǎng) 殖場每年需要大量的飼料 ,以養(yǎng)牛為例 ,一頭牛平均每年就要消耗 4 5t 飼料 ,一個養(yǎng) 幾十頭牛的小型養(yǎng)殖場就需上百噸的飼料。每年冬、春兩季飼料青黃不接時節(jié) ,貯備 9 秸稈飼料成 為有效辦法。隨著畜牧業(yè)的發(fā)展 ,飼料的需求量還會增加 ,所以秸稈飼料的 市場需求潛力巨大。市場需求為秸稈壓塊飼料快速發(fā)展提供了強(qiáng)勁的動力。 3、增加農(nóng)民收入 ,易于農(nóng)民接受 ,群眾基礎(chǔ)廣泛 農(nóng)民直接交售玉米秸稈的價格約 40 60 元 /噸 ; 如果農(nóng)閑時將秸稈風(fēng)干、粉碎加 工成半成品交售價格可達(dá) 100 120 元 /噸 。與秸稈青貯飼料相比 ,雖然秸稈的直接交 售價格相近 ,但對秸稈的收獲期沒有限制 ,不要求秸稈新鮮、青嫩 ,收獲、交售時間較 為充裕 ; 而且還可以充分保證玉米生長周期 ,不會降低產(chǎn)量。秸稈壓塊飼料技術(shù)成為 一項增收效果明顯、惠及面 廣泛、每戶農(nóng)家都可以參與的新技術(shù)。 4、原料取材廣泛 ,數(shù)量巨大 ,發(fā)展基礎(chǔ)雄厚 農(nóng)作物秸稈可以永續(xù)生產(chǎn) ,是可更新、可再生資源。全國農(nóng)作物秸稈年生產(chǎn)量 6 億 噸 以上 (玉米秸稈約 2.2 億 噸 ) ,其中只有 20% 用作草食性動物家畜飼料 ,用作秸稈 還田或燃料等用途的占 60%以上 ,可用于生產(chǎn)壓塊飼料的秸稈數(shù)量巨大 ,遍布全國糧食 主產(chǎn)區(qū) ,為秸稈壓塊飼料長遠(yuǎn)發(fā)展打下堅實(shí)原料基礎(chǔ)。 5、營養(yǎng)價值良好 ,飼喂儲運(yùn)方便 ,產(chǎn)品特點(diǎn)鮮明 農(nóng)作物秸稈中均含有較高的營養(yǎng)成份 ,其中玉米秸稈粗蛋白含量可達(dá) 5.7% ,與普 通牧草粗蛋白 6% 9%的含量較 為接近。玉米秸稈壓塊飼料經(jīng)過“熟化”以后提高了營 養(yǎng)價值 ,改善了適口性 ,并可根據(jù)具體需求增配添加劑 ,進(jìn)一步提高營養(yǎng)價值。秸稈壓 塊飼料以 1 8 1 10 的壓縮比縮小飼料體積 ,高溫加工殺滅有害霉菌 ,故運(yùn)輸方便、 貯存安全、節(jié)省場地 ,是牧區(qū)冬季飼養(yǎng)牲畜、防災(zāi)減災(zāi)的最佳飼料。飼喂時只需將飼 料按 1 1 的比例用水噴灑即可食用 ,簡單易行。因此 ,秸稈壓塊飼料被稱為牛羊的“壓 縮餅干”、“方便面” ,其鮮明的特點(diǎn)為飼養(yǎng)牲畜提供了極大的方便。 畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告要求開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié),又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文(設(shè)計)的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化,特制定本要求。一、選題依據(jù)1.論文(設(shè)計)題目及研究領(lǐng)域;2.論文(設(shè)計)工作的理論意義和應(yīng)用價值;3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題;2.擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計思路);3.本論文(設(shè)計)預(yù)期取得的成果。三、論文(設(shè)計)工作安排1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù));2.論文(設(shè)計)進(jìn)度計劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料,并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合,形成文獻(xiàn)綜述。必要時應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面,要求思路清晰,文理通順,較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。五、其他要求1.開題報告應(yīng)在畢業(yè)論文(設(shè)計)工作開始后的前四周內(nèi)完成;2.開題報告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會審查通過;3.開題報告不合格或沒有做開題報告的學(xué)生,須重做或補(bǔ)做合格后,方能繼續(xù)論文(設(shè)計)工作,否則不允許參加答辯;4.開題報告通過后,原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師;5.開題報告的內(nèi)容,要求打印并裝訂成冊(部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上,但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。一、選題依據(jù)1、 研究領(lǐng)域 本題目涉及機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等多方面的知識。2、 論文(設(shè)計)工作的理論意義和應(yīng)用價值 秸稈壓塊是指秸稈或牧草經(jīng)閘側(cè)后進(jìn)行高密度壓縮成塊狀。秸稈是一種放錯地方的資源,在人類的日常生活中,會產(chǎn)生許許多多的剩余物,特別在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的秸稈資源,秸稈資源是可再生的生物質(zhì)能源,包含著大量的營養(yǎng)物質(zhì),但由于人們對此資源缺乏認(rèn)識,利用方式單一、落后,有效利用率低,導(dǎo)致這種資源松散的分布在大面積范圍內(nèi),給收集應(yīng)用帶來巨大困難。但隨著近來農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié),人們對于秸稈的有效利用的需求不斷增長,利用工業(yè)化手段將這種資源“變廢為寶”顯得尤為重要,小型秸稈壓塊機(jī)就應(yīng)運(yùn)而生,不僅可以解決畜業(yè)動物的飼養(yǎng)問題,也可以提高資源的綜合利用率。因此設(shè)計一臺小型秸稈壓塊機(jī)就可通過機(jī)械化作業(yè)完成秸稈的粉碎、壓塊過程,提高了生產(chǎn)效率。而且由于國內(nèi)秸稈壓塊設(shè)備的市場需求逐漸變大,且進(jìn)口壓塊機(jī)價格比較昂貴、操作及維修想多復(fù)雜,不適用于一般中小型農(nóng)場。針對這種現(xiàn)狀,有必要開發(fā)成本低廉、易于操作和維修、可調(diào)式壓頭的小型秸稈壓塊機(jī)械。因此本研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義及必要性,選題的內(nèi)容符合機(jī)制專業(yè)的培養(yǎng)要求,設(shè)計方向明確,難易度適中。設(shè)計工作在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上展開,具備理論基礎(chǔ)和技術(shù)可行性。學(xué)生已掌握設(shè)計所需的相關(guān)知識,在軟硬件方面及查獻(xiàn)等方面有切實(shí)保障。同時,指導(dǎo)教師具備相關(guān)設(shè)計背景,學(xué)生有充裕的時間開展工作。3、 目前研究的概況和發(fā)展趨勢秸稈壓塊是五十年代中期出現(xiàn)的一種新工藝,秸稈壓塊設(shè)備在歐美等發(fā)達(dá)國家已研究生產(chǎn)多年,并出口到世界各地,目前我國的秸稈壓塊機(jī)存在自動化程度低、價格昂貴、操作及維修復(fù)雜等弊端。針對這種現(xiàn)狀,有必要開發(fā)自動化程度高、成本低廉、易于操作和維修的小型壓塊機(jī)械。根據(jù)物料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在設(shè)計過程中,采用環(huán)模式可移動式秸稈壓塊機(jī),利用Top-down的設(shè)計方法,完成總機(jī)設(shè)計。本設(shè)計共包含四大部分:切碎裝置、自動上下料機(jī)構(gòu)、壓頭(曲柄連桿機(jī)構(gòu))、行走及駐停機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后,利用有限元分析軟件對關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核。1954年美國約翰迪公司研制出世界上第一臺移動性秸稈壓塊機(jī),隨后又生產(chǎn)了400型、425型、429型秸稈飼料壓塊機(jī),后來在美國廣泛使用的是環(huán)模式壓塊機(jī)。日本時代研制的工廠化加工草塊的成套裝備,可實(shí)現(xiàn)計量、烘干分離、除塵壓塊及草料的運(yùn)輸、草塊的冷卻及包裝,也可加工稻麥秸稈等,成品含水率在10%到13%。隨后前蘇聯(lián),英國,丹麥以及其他國家都先后的生產(chǎn)了符合自己國家生產(chǎn)實(shí)際的秸稈壓塊機(jī),這種新興技術(shù)被廣泛應(yīng)用開來,大大提高了秸稈資源的可利用率。秸稈壓塊機(jī)的主要類型有環(huán)模式、柱塞式、圓錐螺旋推進(jìn)式以及纏繞式壓塊機(jī)。設(shè)備的作業(yè)型式主要有兩種:一種是田間流動式作業(yè),一種是工廠化作業(yè)。其發(fā)展趨勢為:提高生產(chǎn)率,降低成本,節(jié)省能源,實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動化控制等。我國是從90年代各研究所和生產(chǎn)廠家才開始研究壓塊設(shè)備,現(xiàn)在國內(nèi)使用的主要類型是環(huán)模式壓塊機(jī)。雖然隨著我國改革開放的偉大進(jìn)程,綜合國力的顯著增強(qiáng),科學(xué)技術(shù)的不斷迅猛發(fā)展,現(xiàn)在的設(shè)備與以往不可同日而語,有許多企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)都研發(fā)出比較有科技含量的設(shè)備并應(yīng)用于實(shí)踐,但生產(chǎn)穩(wěn)定的設(shè)備并不多,主要原因是技術(shù)并沒有完全成熟,生產(chǎn)成本過高,功耗大,并且價格高昂,這給秸稈壓塊機(jī)的普及帶來巨大不利。二、論文(設(shè)計)研究的內(nèi)容1. 重點(diǎn)解決的問題(1).壓塊機(jī)傳動裝置的傳動方式;(2).設(shè)計參數(shù)的合適選擇; (3).環(huán)模結(jié)構(gòu)分析。2. 擬開展研究的幾個主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計思路)(1).壓塊機(jī)原理及結(jié)構(gòu)確認(rèn);(2).壓塊機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計;(3).秸稈切碎裝置設(shè)計;(4).上下料機(jī)構(gòu)設(shè)計;(5).壓塊機(jī)壓頭機(jī)構(gòu)設(shè)計;(6).壓塊機(jī)行走及駐停機(jī)構(gòu)設(shè)計。3.本論文(設(shè)計)預(yù)期取得的成果 結(jié)合具體的設(shè)計要求,通過學(xué)習(xí)及查閱相關(guān)方面的資料,全面的了解和掌握壓塊機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu),完成壓塊機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)功能部件的設(shè)計,對關(guān)鍵部件的強(qiáng)度進(jìn)行有限元分析。最終完成論文、壓塊機(jī)的3D模型、2D工程圖(裝配圖、零件圖)、關(guān)鍵件有限元分析報告、外文文獻(xiàn)翻譯三、論文(設(shè)計)工作安排1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)); 首先采用文獻(xiàn)研究法,通過閱讀有關(guān)論文、圖書及相關(guān)資料,針對具體的設(shè)計要求,著重從理論及結(jié)構(gòu)上對國內(nèi)外現(xiàn)有秸稈壓塊機(jī)進(jìn)行全面的了解;第二,采用Top-down設(shè)計方法,進(jìn)行整機(jī)功能劃分;第三,利用3D設(shè)計方法,逐一進(jìn)行各機(jī)構(gòu)、部件的設(shè)計,確定零件尺寸及進(jìn)行干涉檢查;第四,有限元分析法,利用有限元分析模塊對關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)度分析2. 論文(設(shè)計)進(jìn)度計劃第1周:查閱相關(guān)文獻(xiàn),收集資料,了解設(shè)計內(nèi)容;第2周:翻譯外文文獻(xiàn),完成相關(guān)工作;第3周:分析歸納文獻(xiàn),撰寫文獻(xiàn)綜述,確定研究方法,撰寫開題報告;第4周:整理開題報告、文獻(xiàn)綜述,開題報告答辯;第5周:小型秸稈壓塊機(jī)總體方案設(shè)計;第6周:開展切碎裝置設(shè)計的工作;第7周:整理已開展的工作,中期檢查;第8周:進(jìn)行上下料機(jī)構(gòu)設(shè)計;第9周:;開展壓頭設(shè)計(曲柄滑塊機(jī)構(gòu))的工作;第10周:行走及駐停機(jī)構(gòu)設(shè)計;第11周:進(jìn)行關(guān)鍵部件的有限元分析,校核其強(qiáng)度;第12周:系統(tǒng)整合,進(jìn)行總裝配;第13周:生成、完善2D和3D圖紙;第14周:修改完善設(shè)計說明書;第15周:完善畢業(yè)設(shè)計各項內(nèi)容;第16周:做好答辯PPT,提交論文,準(zhǔn)備答辯。四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)1周開勤. 機(jī)械零件手冊(第四版)M.北京:高等教育出版社,2014. 2孫恒,陳作模.機(jī)械原理(第七版)M.北京:高等教育出版社,2006. 3濮良貴,紀(jì)明剛.機(jī)械設(shè)計(第九版)M北京:高等教育出版社,2013. 4美伯爾著,汪一麟等譯機(jī)械分析與機(jī)械設(shè)計M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012. 5 章日晉等編.機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計M.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2014.6王守忠, 陳愛榮. 車床自動壓印裝置的研制J. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新, 2012(02):158-159.7趙潤福,魏炯. 秸稈壓塊機(jī)的分類及選用J. 農(nóng)業(yè)機(jī)械化,2014(04):57-59.8岳苓. 鏈板、刮板復(fù)合型壓花器J. 制造技術(shù)與壓花機(jī),2009(05):140-141.9古今學(xué). 我國產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展現(xiàn)狀J. 國土資源高等教育研究,2005(10):60-62.10曾家駒, 王懋榮, 廖德剛. 機(jī)械制造技術(shù)(現(xiàn)代技術(shù)部分)M . 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2014.11 G. J. Goroyias , M. D. Hale. The mechanical and physical properties of strand boards treated with preservatives at different stages of manufactureJ. Wood Sci Tech, 2004(38): 93-107.12劉欣. 玉米秸稈飼料壓塊機(jī)的設(shè)計研究J. 農(nóng)業(yè)科技與裝備.2012.(07): 32-3313付敏,郭婉麗,梁棟. 生物質(zhì)壓塊成型設(shè)備研究現(xiàn)狀J. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報.2015.(17):137-141.附:文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述隨著化石能源的日益枯竭,其替代品新能源和可再生能源的開發(fā)及利用成為各國研究的重點(diǎn),而對中國這樣人均能源資源占有量很低,且分布極不均勻的發(fā)展中國家來說則顯得尤為重要。目前,作為能源的生物質(zhì)主要指農(nóng)業(yè)、林業(yè)及其他廢棄物,如各種農(nóng)作物秸稈、油料作物及木材加工廢棄物、城市工業(yè)有機(jī)廢棄物以及動物糞便等。據(jù)統(tǒng)計, 我國現(xiàn)在每年的秸稈產(chǎn)量約為7億t,扣除一部分用作飼料和其它原料,作為能源利用的達(dá)3.76 億噸。植物秸稈原料質(zhì)地松散、體積大、熱值低、不便運(yùn)輸和貯存,采用秸稈壓塊機(jī)使秸稈致密成型,便可成為高品位燃料。秸稈成型燃料具有密度高、便于運(yùn)輸和儲存、形狀和性質(zhì)均一、燃燒性能好、熱值高、適應(yīng)性強(qiáng)、燃料操作控制方便等優(yōu)點(diǎn),可用于鍋爐和煤氣發(fā)生爐,也可用于工業(yè)、家庭和農(nóng)業(yè)、園林的暖房取暖。我國作為農(nóng)業(yè)大國,植物秸稈資源豐富,因此,秸稈能源將會成為一種發(fā)展前景非??捎^的替代能源。目前,秸稈壓塊機(jī)主要分為螺旋擠壓式成型機(jī)、活塞沖壓式成型機(jī)和環(huán)模式成型機(jī)3 種機(jī)型。根據(jù)物料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在設(shè)計過程中,采用環(huán)模式可移動式秸稈壓塊機(jī),利用Top-down的設(shè)計方法,完成總機(jī)設(shè)計。本設(shè)計共包含四大部分:切碎裝置、自動上下料機(jī)構(gòu)、壓頭(曲柄連桿機(jī)構(gòu))、行走及駐停機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后,利用有限元分析軟件對關(guān)鍵零部件進(jìn)行強(qiáng)度校核。秸稈壓塊機(jī)主要由電機(jī)、進(jìn)料機(jī)構(gòu)、進(jìn)料斗、皮帶輪、皮帶、保護(hù)罩、環(huán)模壓縮室和底座組成,環(huán)模式秸稈壓塊機(jī)工作時的擠壓方式屬于開式壓縮,利用環(huán)模、壓輪和物料3 者間的摩擦擠壓作用使短段散狀物料成型。壓塊機(jī)的傳動方式采用皮帶傳動,皮帶傳動具有過載保護(hù)和緩沖吸振的能力。環(huán)模是壓塊機(jī)最重要的構(gòu)件之一, 其性能好壞直接影響壓塊機(jī)性能。由于環(huán)模、壓輪和物料3者之間擠壓摩擦, 尤其是物料在環(huán)??變?nèi)受到的高壓摩擦和物料本身受力變形, 消耗的能量以熱能的方式放出,使環(huán)模和物料溫度升高,導(dǎo)致環(huán)模的磨損加快,使用壽命縮短。一、我國秸稈壓塊機(jī)設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀 我國從20世紀(jì)80年代引進(jìn)并開始致力于生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的研究。南京林化所在“七五”期間開展了對生物質(zhì)壓縮成型機(jī)的研制即對生物質(zhì)成型理論的研究,目前我國成型機(jī)的生產(chǎn)和應(yīng)用已形成了一定規(guī)模,熱點(diǎn)主要集中在螺旋擠壓成型機(jī)上,但是仍然存在著很多問題,因此有待于進(jìn)一步深入研究。中國從20世紀(jì)80年代引進(jìn)螺旋推進(jìn)式秸稈壓塊機(jī),生物質(zhì)壓縮技術(shù)的研究開發(fā)已有二十多年的歷史。當(dāng)時,一些科研單位和生產(chǎn)企業(yè)借鑒歐、美發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)牧草加工技術(shù)和設(shè)備,結(jié)合我國秸稈綜合利用的具體國情,開發(fā)研制出機(jī)械化秸稈壓塊飼料設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)生產(chǎn)。目前,在國內(nèi)從事該項技術(shù)研究、生產(chǎn)的大專院校、科研院所、國有和民營企業(yè)已達(dá)數(shù)十家。河北省石潛集團(tuán)研制的9JG-1500型秸稈壓塊大型成套設(shè)備和中國農(nóng)機(jī)院內(nèi)蒙古分院研制的9YK-0. 4D型小型秸稈壓塊機(jī)是較有代表性的產(chǎn)品,并已小批量投放市場。機(jī)械化秸稈壓塊飼料技術(shù)作為新生事物,還剛剛起步,在國內(nèi)發(fā)展速度不一,河北、內(nèi)蒙古等省份發(fā)展較快。如河北省為加快該項技術(shù)的推廣步伐,實(shí)施了“機(jī)械化秸稈壓塊飼料示范項目” 。2011年由省財政撥出150萬專項資金,首批選擇了條件較好的5個項目縣進(jìn)行示范,生產(chǎn)玉米秸稈壓塊飼料。2012年省財政又投入200萬元建立了10個項目縣進(jìn)行示范推廣。有關(guān)項目市、縣也都投入了相應(yīng)的配套資金。在示范點(diǎn)的帶動下,一些民間資金也被吸引到秸稈壓塊飼料項目的投入上來。據(jù)不完全統(tǒng)計,全省已建成各類秸稈壓塊飼料生產(chǎn)企業(yè)近40多家,年產(chǎn)秸稈壓塊飼料生產(chǎn)能力已接近10萬t ,機(jī)械化秸稈壓塊飼料技術(shù)得到了快速發(fā)展。但從國內(nèi)總體情況來看,多數(shù)省份發(fā)展較為緩慢,部分省份還是空白,機(jī)械化秸稈壓塊飼料技術(shù)的推廣應(yīng)用尚處于試驗(yàn)、示范的初期。秸稈壓塊飼料生產(chǎn)設(shè)備亦屬于產(chǎn)品介紹期,其性能、質(zhì)量仍存在一些不足,有待進(jìn)一步改進(jìn)提高。二、世界秸稈壓塊機(jī)設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀早在1954 年,美國約翰迪爾( John Deere) 公司就研制成功了世界上第一臺移動式壓塊機(jī),從1965 年起先后生產(chǎn)了400 型田間撿拾壓塊機(jī)和390 型壓塊機(jī)。此外,美國蘭代爾( Lundell) ,西德法爾( Fahr) ,威利格爾( Welger) ,丹麥塔魯普( Taarup) ,法國里維爾( ivierrecasalis) 和日本時代制鐵有限公司也生產(chǎn)了多種型式的青、干草壓塊機(jī)。20 世紀(jì)60 年代,蘇聯(lián)開始引進(jìn)和研制飼草壓塊機(jī),制造了相應(yīng)的成套設(shè)備。國外技術(shù)發(fā)展有以下幾個特點(diǎn):一是生產(chǎn)技術(shù)大部分已經(jīng)成熟,并達(dá)到規(guī)模化和商品化;二是已經(jīng)由過去燒壁爐的生活用能為主轉(zhuǎn)向了生產(chǎn)階段:設(shè)備制造比較規(guī)范,耗能較高,成本較貴,同等生產(chǎn)能力的設(shè)備是國內(nèi)的5-6倍,在發(fā)達(dá)國家中,生物質(zhì)能研究開發(fā)應(yīng)用主要集中與氣化,液化、熱解,固化與直接燃燒等方面。美國2014年生物質(zhì)能供應(yīng)量72Mtoe,越戰(zhàn)美國能源供應(yīng)總量的3%,計劃2030年達(dá)到30%。歐盟2003年25國生物質(zhì)能消費(fèi)量69Mtoe,約占?xì)W盟能源總消費(fèi)量的4%。國外生物質(zhì)致密固化成型產(chǎn)品的發(fā)展分為三個階段,從20世紀(jì)30-50年代為研究、示范、交叉引進(jìn)階段,研究的著眼點(diǎn)以代替化石能源為目標(biāo),20世紀(jì)30年代,螺旋式成型機(jī)在美國開始設(shè)計生產(chǎn),同時現(xiàn)代化的活塞式成型機(jī)也在瑞典、德國得到推廣。20世紀(jì)70-90年代為第二階段,各國普遍重視化石能源對環(huán)境的影響,同時由于出現(xiàn)了能源危機(jī),生物質(zhì)壓縮固化成型燃料發(fā)展很快,西歐及日本等國家已成為一種產(chǎn)業(yè),1984年日本已有172家工廠生產(chǎn)秸稈壓塊機(jī)進(jìn)行生物質(zhì)壓縮固化成型燃料。第三階段為90年代后,首先以丹麥為首開展了規(guī)?;醚芯抗ぷ?,隨后瑞典、德國、奧地利等國都相后開展相關(guān)研究,聯(lián)合國也將此作為重點(diǎn)研究開發(fā)研究項目。三、我國與世界強(qiáng)國的差距 雖然我國近年來發(fā)展速度較快并取得重大進(jìn)展,但于世界強(qiáng)國相比還有一定差距,主要表現(xiàn)在從國內(nèi)總體情況來看,多數(shù)省份發(fā)展較為緩慢,部分省份還是空白,機(jī)械化秸稈壓塊飼料技術(shù)的推廣應(yīng)用尚處于試驗(yàn)、示范的初期。秸稈壓塊飼料生產(chǎn)設(shè)備亦屬于產(chǎn)品介紹期,其性能、質(zhì)量仍存在一些不足,有待進(jìn)一步改進(jìn)提高。四、未來1015年中國秸稈壓塊機(jī)的發(fā)展趨勢秸稈壓塊機(jī)技術(shù)能充分發(fā)揮農(nóng)作物秸稈的價值,提高利用率,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益,良好的社會效益和生態(tài)效益。在秸稈綜合利用方面又探索出一條新的有效途徑,在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究治本的措施”的指示精神,是一個具有廣闊發(fā)展前景的新型秸稈綜合利用技術(shù)。1、符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,發(fā)展方向正確在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中,許多地方已把畜牧業(yè)作為發(fā)展重點(diǎn),并逐步發(fā)展成為大農(nóng)業(yè)的第一主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)牧區(qū)禁牧和小區(qū)集中飼養(yǎng)將使飼料供應(yīng)成為發(fā)展畜牧業(yè)的關(guān)鍵問題,秸稈壓塊飼料的出現(xiàn)有效解決了飼料問題,順應(yīng)了畜牧業(yè)發(fā)展的需要。農(nóng)作物秸稈用于飼料,既可變“廢”為寶,又可杜絕焚燒秸稈現(xiàn)象,減少環(huán)境污染,而且秸稈過腹還田還充分提高了肥效,順應(yīng)了“綠色、環(huán)保、高效”農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。 2、經(jīng)濟(jì)效益顯著,市場需求量大,發(fā)展動力強(qiáng)勁玉米秸稈飼料市場價格在300 400元/ t之間,高時可達(dá)450元/ t。生產(chǎn)成本一般在200 250元/t之間,利潤率30% 以上,生產(chǎn)企業(yè)2年左右即可收回成本。畜牧養(yǎng)殖場每年需要大量的飼料,以養(yǎng)牛為例,一頭牛平均每年就要消耗4 5 t飼料,一個養(yǎng)幾十頭牛的小型養(yǎng)殖場就需上百噸的飼料。每年冬、春兩季更是飼料青黃不接時節(jié),貯備秸稈飼料成為有效辦法。隨著畜牧業(yè)的發(fā)展,飼料的需求量還會增加,所以秸稈飼料的市場需求潛力巨大。經(jīng)濟(jì)效益和市場需求為秸稈壓塊飼料快速發(fā)展提供了強(qiáng)勁的動力。3、增加農(nóng)民收入,易于農(nóng)民接受,群眾基礎(chǔ)廣泛農(nóng)民直接交售玉米秸稈的價格約40 60元/t; 如果農(nóng)閑時將秸稈風(fēng)干、粉碎加工成半成品交售價格可達(dá)100 120元/ t。與秸稈青貯飼料相比,雖然秸稈的直接交售價格相近,但對秸稈的收獲期沒有限制,不要求秸稈新鮮、青嫩,收獲、交售時間較為充裕; 而且還可以充分保證玉米生長周期,不會降低產(chǎn)量。秸稈壓塊飼料技術(shù)成為一項增收效果明顯、惠及面廣泛、每戶農(nóng)家都可以參與的新技術(shù)。4、原料取材廣泛,數(shù)量巨大,發(fā)展基礎(chǔ)雄厚農(nóng)作物秸稈可以永續(xù)生產(chǎn),是可更新、可再生資源。全國農(nóng)作物秸稈年生產(chǎn)量6億t以上(玉米秸稈約2. 2億t) ,其中只有20% 用作草食性動物家畜飼料,用作秸稈還田或燃料等用途的占60%以上,可用于生產(chǎn)壓塊飼料的秸稈數(shù)量巨大,遍布全國糧食主產(chǎn)區(qū),為秸稈壓塊飼料長遠(yuǎn)發(fā)展打下堅實(shí)原料基礎(chǔ)。5、營養(yǎng)價值良好,飼喂儲運(yùn)方便,產(chǎn)品特點(diǎn)鮮明農(nóng)作物秸稈中均含有較高的營養(yǎng)成份,其中玉米秸稈粗蛋白含量可達(dá)5. 7% ,與普通牧草粗蛋白6% 9%的含量較為接近。玉米秸稈壓塊飼料經(jīng)過“熟化”以后提高了營養(yǎng)價值,改善了適口性,并可根據(jù)具體需求增配添加劑,進(jìn)一步提高營養(yǎng)價值。秸稈壓塊飼料以1 8 1 10的壓縮比縮小飼料體積,高溫加工殺滅有害霉菌,故運(yùn)輸方便、貯存安全、節(jié)省場地,是牧區(qū)冬季飼養(yǎng)牲畜、防災(zāi)減災(zāi)的最佳飼料。飼喂時只需將飼料按1 1的比例用水噴灑即可食用,簡單易行。因此,秸稈壓塊飼料被稱為牛羊的“壓縮餅干”、“方便面” ,其鮮明的特點(diǎn)為飼養(yǎng)牲畜提供了極大的方便。9
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