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1、摘 要随着我国农业粮一经一饲三元种植结构的建立，种植牧草、发展草食家畜，已成为许多地方经济发展新的增长点。本研究就拿苜蓿做为研究对象。 本研究利用已查阅的文献资料，总结出不同含水量、直径、长度的苜蓿段的临界速度;以及苜蓿干燥过程中热风温度、热风速度、物料初始水分、干燥时间对干燥后苜蓿水分、分钟降水率、分钟降水量、单位能耗的影响规律，寻找苜蓿薄层干燥最佳工艺参数组合，为牧草干燥机设计提供可借鉴的技术参数;并设计制造出小型牧草干燥机。关键词：干燥机；牧草；隧道式 AbstractPasses through as soon as as soon as along with our country
2、agriculture grain raises three Yuan planter structures the establishment, the planter forage grass, the development grass food domestic animal, has become many place economies to develop the new point of growth. This research takes the alfalfa to do for the object of study. This research use has con
3、sulted the literature material, summarizes the different water content, the diameter, the length alfalfa section critical speed; As well as in the alfalfa drying in transit the hot-blast temperature, the hot blast speed, the material initial moisture content, the drying time after the dryness the al
4、falfa moisture content, a minute precipitation rate, a minute precipitation, the unit energy consumption influence rule, seek the alfalfa thin layer dry best craft parameter combination, provides the technical parameter for the forage grass dryer design which may profit from; And designs makes the s
5、mall forage grass dryer. Key word: Dryer; Forage grass; Tunnel type目录前言- 1 -1.国内外牧草干燥技术发展概况- 2 -1.1牧草干燥方法简介- 2 -1.2国外研究现状- 3 -1.3国内研究现状- 3 -2.立题依据及设计目的- 5 -3.设计要求- 5 -4.主要结构、原理及技术性能参数- 5 -4.1牧草干燥机组组成- 5 -4.2技术关键及牧草干燥原理- 6 -4.3设计依据- 6 -4.4牧草干燥的工艺流程- 7 -5.干燥机组的总体设计- 8 -5.1主要参数的确定- 8 -5.2干燥箱体的设计- 10 -5
6、.3传送带的选择- 11 -5.4 传送带水平输送机构的设计- 12 -5.5传送带轮的设计- 13 -5.6传送带机架的设计- 14 -5.7张紧轮的设计- 15 -5.8风道出风口的设计- 16 -5.9物料进料口的结构- 17 -5.10物料铺平刮板的设计- 18 -5.11余热回收装置- 19 -5.12电动机的选择- 20 -5.13热风炉的选择- 21 -5.14风机的选择- 23 -5.15隔板的设计- 24 -5.16箱体支撑的设计- 25 -6.结论- 25 -参考文献- 27 -致谢- 29 -附录- 30 - IV前言 苜蓿是世界上栽培最早、面积最广、最重要的饲草原料之一
7、，不仅产草量高，草质优良，而且富含蛋白质、多种维生素和矿物质，其干物质中粗蛋白质含量为15%-25%,相当于豆饼的一半，比玉米高1-1.5倍，有“牧草之王”的美称。同时种植牧草，还可改土肥田、提高粮食单产。全世界苜蓿种植面积达5亿亩，但由于苜蓿为豆科牧草，含有较多的胶体物质和较少的碳水化合物而不易青贮，刈割的苜蓿必须及时干燥，否则就会发霉变质甚至腐烂，致使动物无法食用.青干草是草产品流通的主要形式，同时也是发展绿色畜牧业的重要的蛋白质资源。目前，已开发的牧草产品有草粉、草颗粒、草块、草饼、草捆、叶块、叶粒和浓缩叶蛋白等。牧草产品在国际、国内均具有非常广阔的市场，亚洲已成为世界上最大的苜蓿产品进
8、口市场，年总需求量240-255万吨，其中，紫花苜蓿是生产量和销售量最大的牧草产品，在美国已成为仅次于小麦、玉米和水稻的第四大农作物，成为美国农业的支柱产业。苜蓿草产品国际市场售价(FOB)为200-230美元/吨，优质草粉高达300美元/吨;国内苜蓿产品售价多在1100-1400元/吨，优质产品达1600-1800元/吨;我国出口的粗蛋白含量为15%的草粉，价值1200元/吨，蛋白质含量增加1%,售价增加100元。 我国是蛋白质饲料资源短缺的国家，同时对牧草产品需求量较大，据有关专家分析和国外的生产实践，在各类畜禽的饲喂标准中，牧草产品在牛羊饲料中可占到60，猪饲料中可占到10%-15%，鸡
9、饲料中可占到3%-5%，可用于配合饲料的牧草产品市场前景广阔，另一方面，我国适宜冷季放牧的草地仅占全年放牧草地的24.3%，还有75%以上地区的牧畜冬季缺草，同时，适于All割调制干草储备过冬的草地只占全国草地面积的25%，而且70%以上分布在东部和南部湿润地区，这种地区间和季节性的不平衡将会推动我国牧草产品的发展和流通。中国畜牧业九五计划和2010年远景规划指出，突出发展草食型、节粮型畜牧业，已成为当前和今后一段时间内农业结构调整的当务之急，随着我国农业实施粮一经一饲(3: 1: 1)三元结构调整，以及黑龙江省由农业大省向畜牧强省的转变，苜蓿将成为发展可持续农业的首选饲料作物，发展优质豆科草
10、粉将成为开发蛋白质饲料资源的一项新技术产业。近几年我国苜蓿草的种植发展很快，目前已有10多个省大面积种植，但由于受气候条件的限制，除西北等少雨地区，苜蓿靠自然晾晒外，其它地区苜蓿主要收获季节均在雨季，现蕾期和初花期刈割的青绿牧草含水量在70%-85%之间，而安全贮存标准需将其水分降到14%以下。因为没有烘干设备，收获后的苜蓿大多变质、腐烂，失丢其饲用价值和商业价值，造成农牧民丰产不丰收，极大地挫伤了农牧民种草的积极性。1.国内外牧草干燥技术发展概况1.1牧草干燥方法简介 牧草的干燥方法主要有自然干燥法、人工干燥法、化学干燥法等。 自然干燥法是先将苜蓿收割后就地摊晒，待植株体内的水分下降到45%
11、左右时，起条堆晒。在自然干燥过程中，由于豆科牧草苜蓿含有较多胶体物质和较少碳水化合物，水分散失速度较慢，且茎杆较叶片的干燥时间长，当苜蓿叶干燥到含水率15%-20%时，茎的水分含量35%-40%，在晒制过程中，因叶片先于茎秆干燥而造成脱落，使苜蓿干草的蛋白质、胡萝卜素、叶绿素、Vc含量急剧减少，从而失去应有的饲喂价值和商业价值。另外，在光照时间短、光照强度低、潮湿多雨的地方，很难只利用阳光来晒制干草而必须结合利用草堆的发酵产热降低水分来共同完成牧草的干燥过程。发酵干燥法就是将收获后的牧草先进行摊晾，使其水分降低到50%左右时，将草堆集成3米一5米高的草垛逐层压实，垛的表层可以用土或薄膜覆盖，使
12、草垛发热并在二三天内，使垛温达到60-70，随后在晴天时开垛晾晒，将草干燥，当遇到连绵阴雨天时，可以保持温度不过分升高的前提下，而发酵更长的时间，此法晒制的干草营养物质损失较大。 人工干燥法干燥牧草，主要有三种形式：1)常温通风干燥，是先建干燥库房，内设置大功率鼓风机，地面安置通风管道，需干燥的牧草，经刈割压扁后，堆在通风管道上，开动鼓风机完成干燥。此法占地面积大、效率低。2)低温烘干法，是先建造牧草干燥室、空气预热锅炉、设置鼓风机和牧草传送设备，用煤或电作能量将空气加热到90-150，鼓入干燥室，利用热气流经数小时完成干燥。3)高温快速干燥法，主要用来生产草粉，利用高温气流(温度500-10
13、00以上)，将切碎的青草(长约25mm)在数分钟甚至数秒钟内使水分降至14%-15%，再由粉碎机粉碎成粉状或直接压制成干草块。整个干燥过程由恒温器和电子仪器控制。采用高温快速干燥法调制的干草粉可保存幼嫩青草和青绿饲料养分的90%-95%，在一公斤干草粉内含有120g-200g粗蛋白，200g-400g馆萝卜素和低于240g的粗纤维.干草粉的特点是营养完善而品质高，含有生物价值完善的蛋白质和丰富的胡萝卜素、叶黄素、维生素E和维生素K，可作为维生素、蛋白质的补充料使用，也是猪、禽、幼牛等配合饲料必不可少的组成部分。另一特点是压制成颗粒状或饼状后，容易保存，便于运输，商品性强。 化学干燥是指将苜蓿收
14、割后喷洒化学药剂加速干燥。干燥剂改变了牧草角质层的结构或溶解了角质层，促进水分的散失，缩短了田间自然干燥的时间，降低营养物质的损失。自然干燥法不需要特殊的设备、成本低，但易受自然气候条件的制约，而且劳动强度大、效率低，干燥过程持续时间长、营养物质损失较大，收获后压扁苜蓿茎秆是较为常用的机械加速干燥的方法，苜蓿茎经过压裂后干燥所需干燥时间与未压裂的同类牧草相比，前者仅为后者的1/2-1/3。化学干燥剂的使用可以显著地提高牧草干燥速度，有效的减少营养物质的损失。但其干燥原理及干燥剂的组配还有待进一步的研究。目前，国外普遍采用人工高温快速干燥法干燥牧草，这种方法可以克服自然干燥法对天气状况的依赖，并
15、减少微生物、生理生化过程、雨淋和枝条折断等因素对干草质量的影响，但人工干燥法的成本高。我国牧草人工干燥研究起步较晚，有关牧草干燥特性参数及工艺研究甚少。1.2国外研究现状 国外关于牧草人工干燥和化学干燥的研究较早，美国1910年在路易斯安那州建立了第一个用脱水干燥机生产草粉的企业。当时所用的干燥机为垂直安装有七个传送带的传送型，由鼓风炉送进900C-120的热风.1926年在路易斯安那州农业试验站设计出了介质温度为800的第一台滚筒式干燥机，热效率为59%。1929年在这种型号的基础上又设计出了滚筒直径1.85m，长12.5m，功率15.5kw，生产能力为1200kg/h干苜蓿的干燥机。前苏联
16、于1928-1930年开始牧草烘干实验，1933研制成功并在生产上应用的CTII-0.1型风动式(筒式)干燥机，生能力为100kg/h干草(包括将草粉压制成块状饲料)。目前，俄罗斯应用ABM机组，每小时生产草粉1.6-1.8吨。荷兰用AS-25型草粉加工机组，该设备生产能力为1250kg/h，工艺流程与俄罗斯ABM型机组相仿。 B. J. Hong, (1987)研究表明，电镜下压扁茎秆最明显的效果就是将木质化和非木质化的细胞分开，压扁使茎秆分成许多部分，从而增加茎秆表面积，减弱了保持水分的能力，从而提高干燥速度。 Harris等人研究了化学干燥的机理及化学药剂的使用。Harris等认为苜蓿刈
17、割后水分散失的主要障碍为茎叶表面的角质层及蜡质，以有机溶剂溶解茎叶表面的蜡质后，破坏了蜡质层的结构，改变蜡粒的排列方式，从而加速了水分的散失。长链脂肪酸甲醋结合于蜡质表面，促进了水分在蜡质表面的运输，从而促进水分的散失，加快了苜蓿的干燥速度。 Meredith等研究了碱金属碳酸盐溶液及钾盐对加快苜蓿干燥速度的研究中发现:碱金属的碳酸盐如、均可加快苜蓿干燥速度，而钾盐溶液:KCL、 、KOH、,中较为有效地是KOH和，并且确定:的浓度为0.16M。Wieghart等在化学药剂对加快苜蓿干燥的研究中选用十六碳和十八碳脂肪酸甲酷与X-77表面活化剂作为处理，发现长链脂肪酸甲酷与X-77表面活化剂的混
18、合液的效果较好，但以2%的长链脂肪酸甲酷+1%X77+0.2M 的干燥效果最好。1.3国内研究现状 国内由于受到牧草种植面积、经济效益等多方面影响，对自然干燥法加快牧草脱水途径研究较多，化学干燥也有报道。张秀芬等研究了压扁苜蓿茎秆对加快干燥速度的影响，发现压扁苜蓿茎秆可以加快其干燥速度，并且压扁苜蓿茎秆后，苜蓿茎、叶干燥速度趋于一致，减少了叶及幼嫩部分的损失。王钦指出，自然干澡法中压扁千燥的紫花首箱比普通干燥的牧草干物质损失减少2-3倍，碳水化合物损失减少2-3倍，粗蛋白质损失减少3-5倍;但在阴雨天，茎秆压扁的牧草营养物质易被淋失，从而产生不良效果。孙京魁研究了薄层摊晒法、小捆晒制法、搭架晒
19、制法不同晒制方法处理的苜蓿青干草中粗蛋白和粗纤维含量，结果表明，搭架晒制苜蓿青干草，可有效地防止叶片和花蕾脱落，从而保存了叶片中所含粗蛋白、钙、磷及多种微量元素和维生素。搭架晒干的粗蛋白显著(p0.05)高于小捆晒制和薄层摊晒，粗蛋白分别提高了0.82%和1.91%;粗纤维显著降低(p0.05)，降低率分别为0.91%和1.61%。 将田间收割后晒至含水率45%左右的苜蓿移入棚内鼓风晾干或控温干燥，干草的品质与适口性则更为理想。干草晒至一定程度，就需打捆。高彩嫂研究结果表明在不同含水量(从30%降到8%)的条件下打捆，随着含水量的降低，茎叶比显著增加(p0.01)，叶片损失率增大，茎叶比与打捆
20、前干物质含量呈一元非线性相关。 张秀芬等研究了1.5%碳酸钾(),0.5%磷酸二氢钾(), 1.0%碳酸氢钠()，2%碳酸钙()及0.5%吲哚乙酸对苜蓿干燥速度的影响，结果表明和，的干燥效果好，处理可以减少苜蓿营养的损失。但以干燥速度、粗蛋白含量、叶量损失、胡萝卜素含量综合评定各药剂的效果以的效果最好，吲哚乙酸次之，第三为和，五种药剂中,效果最差。 李志坚在几种化学药品对紫花苜蓿干燥速率影响的研究中发现:无机药剂KOH, , , 之间对比，是一个效果较好的干燥剂，并且确定的最适浓度为3%;在有机药剂中以油酸乙酯的干燥效果最好，X-100曲拉通次之。无机药品与有机药品的混合中以1.5%碳酸钾+2
21、.5%油酸乙酯+0.1%X-100曲拉通的效果最好。我国人工干燥进行草粉生产起步较晚。多数地区采用自然干燥法干燥牧草，然后用锤片式粉碎机加工草粉，由于饲草的形状和物理机械性能不同，再加上牧草干燥不充分，水分含量较高，所以用其加工饲草时，生产率低，耗能高，劳动条件差，很不经济。且在干燥过程中，叶片及嫩枝脱落，其营养损失远远大于重量损失，结果是所生产的草粉粗蛋白的含量低，而粗纤维的含量较高，严重影响草粉的质量。1974-1987年，东北、北京、广东等省都先后从荷兰、日本、法国等国引进人工快速高温干燥设备，开始了人工干燥豆科牧草草粉的生产。这些设备产量较高，时产1250-1750kg，草粉质量好，但
22、设备昂贵(每台50-120万美元)，能耗大，不适应国内草粉生产需要。1989年，中国船舶公司713所研制的93QH-300型牧草快速、高温烘干加工机组，贵州农业大学研制的QG-100型牧草烘干机组，北京市奥贝尔实业有限公司绿色植物研究所、北京农业大学农牧结合课题组联合研制的格林王一2101型分体式绿色饲料小型加工机组以及沈阳远大科技实业有限公司生产的苜蓿草干燥成套设备等填补了我国没有牧草高温干燥机的空白，但设备成本仍然较高，可以说，我国采用人工高温干燥法加工草粉的研究和生产正在进行之中，而有关牧草的千燥工艺研究目前未见详细报道.本研究从低温干燥入手，探讨苜蓿薄层干澡特性，进而为高温干燥机设计及
23、工艺参数选择提供参考。2.立题依据及设计目的本设计所要解决的问题是，让新鲜的牧草能够快速的干燥，而不散失其营养价值，同时也要降低生产成本，适合不同的工作环境。针对牧草的最好的收获季节正处于雨季，不及时干燥就会发霉变质，给牧民的经济造成不必要的损失。怎么样提高牧民的收入是个很值得研究的问题，青饲料有很高的营养价值，是目前饲料制造的前沿。青饲料的发展前景很高，能给广大的牧民带来可观的附加经济效益，因此本设计的主要目的是设计出能对新鲜牧草进行快速干燥成青饲料的干燥设备。对于广大的牧民来说，只有增加收入才是解决问题的关键。以解决农民的增产不增收的尴尬局面。本研究利用以查阅的资料总结出不同含水量、直径、
24、长度的苜蓿段的临界速度;苜蓿干燥过程中热风温度、热风速度、物料初始水分、干燥时间对干燥后苜蓿水分、分钟降水率、分钟降水量、单位能耗的影响规律，寻找苜蓿薄层干燥最佳工艺参数组合，为牧草干燥机设计提供可借鉴的技术参数;并设计制造出小型牧草干燥机。3.设计要求针对豆科牧草的蜡质层的阻水能力强, 水分扩散困难的特点, 要求高温快速均匀地干燥, 一次降水至安全水分, 力求保存牧草的营养成分, 色泽翠绿、木质成分少, 适口性强。同时应结构简单可靠、成本低廉。热效率高, 具有回收余热节能环保的特点。使牧草的含水量从干燥前的75%下降到14%，设计出合适的干燥机型。4.主要结构、原理及技术性能参数4.1牧草干
25、燥机组组成 牧草干燥机组由加热装置、温度检测装置、进料装置、干燥箱体、传动装置等部分组成，如图4-1所示。1油炉2.风机 3. 燃烧室4.温度传感器5.第一干燥箱体进风通道6.第二干燥箱体进风通道7.进料口8.第一干燥室9.第二干燥室图4-1牧草干燥机组结构示意4.2技术关键及牧草干燥原理苜蓿草属热敏性物料，烘干过程中温度、风速要求严格，应避免氧化和燃烧，成品应保持绿色或墨绿色，最大限度的保持牧草的营养成分，提高其饲用价值。 烘干成本不能高，通常不能大于300元吨(干品)在正常大气条件下，苜蓿草的平衡含水率远高于可储存的含水率14%，因此要求烘干的苜蓿终含水率必须低14%，且应快速冷却、打包，
26、否则将返潮。整个牧草干燥采用高温连续作业形式。牧草与热风直接加热，以对流换热的方式进行干燥，进入干燥箱体的牧草需切成2-5厘米段，在干燥机的进料口处物料被喂入，物料落到传送带上，牧草被传送带传送到干燥箱体内，在传送带的作用下向干燥箱体内部运动，随着传送带的传动与气流充分接触，沿传送带的方向前进，在传送带下方的热风通道热风的作用下进行干燥，由于在每个干燥段内都开有两个热风的进风口，所以在牧草前进干燥的过程中既有与其运动方向相同的热风干燥也有与其方向相反的热风干燥，构成混流干燥，是干燥效果更佳。最后干物料由传送带带出干燥箱体系统完成干燥。由于热风与物料移动方向相同，入口处温度较高的热风与湿含量较高
27、的物料接触，因物料处于表面汽化阶段，故产品温度仍然大致保持湿球温度;出口侧的物料虽然温度在升高，但此时的热风温度已经降低，产品的温度升高不会太大，因此选用较高的热风入口温度，不会影响产品的质量。4.3设计依据隧道式干燥机设计主要从以下几个面考虑: 1) 热风温度; 2) 表现风速; 3) 生产率; 4) 牧草的营养成分保存率; 5) 燃料消耗量; 6)工作部件的选型和结构布局设计。牧草的干燥品质与热风温度、速度及输送速度密切相关。在干燥温度一定的情况下, 迅速降低苜蓿含水率,减少营养物质损失量, 是保质干燥设计的依据。按照优质的干草应具备的条件, 和苜蓿薄层干燥试验结果。当热风温度190 20
28、0, 表现风速为0.2 0.3 m/s时, 干燥时间3min 时, 干燥速度快, 经检测营养成分保存较好。牧草干燥机的最佳工作状态取决于牧草种类、水分含量、进料速度、输送速度、燃料和空气的消耗量等。为获取优质牧草, 适应牧草种类的多样性和水分的差异, 设计干燥机的表现风速为0 4.0m/s 可调, 输送速度0 10m/min 可调。出口温度不宜超过65, 干草含水率不低于9% , 否则会导致牧草营养物质损失, 并使消化率降低, 品质变劣, 增加能耗, 降低机组的工作效率。4.4牧草干燥的工艺流程由于牧草属热敏性物料，采用隧道式牧草干燥机的总体设计。牧草与热风直接加热，以顺流、对流和混流三种方式
29、相结合的方法进行干燥，牧草人工干燥的工艺流程如图3-1所示。进入干燥箱体的牧草需切成2-5厘米段，在干燥机的进料口处物料喂入，物料落到传送带上，牧草被传送带传送到干燥箱体内，在传送带的作用下向干燥箱体内部运动，随着传送带的传动与气流充分接触，沿传送带的方向前进，在第一干燥箱体内不进行余热回收，因为第一次对牧草进行干燥，干燥后的气体含水量比较高，回收的再利用的意义不大，所以在第一干燥箱体就不必余热回收，而第二干燥箱体的废气含水量明显下降可以对其进行余热回收。直到物料在传送带的带动下排出干燥箱体系统完成干燥。图4-2牧草干燥工艺流程图本研究主要是从热风炉到余热回收之间的过程，像牧草收割、牧草干燥后
30、的粉碎、包装就不详述了。5.干燥机组的总体设计5.1主要参数的确定5.1.1 小时去水量的计算 （5-1）式中 单位时间进入干燥机的牧草总质量; 牧草初始含水率; 单位时间从干燥机输出牧草总质量; 牧草终了含水率。5.2.2干燥时间S的计算 （5-2）式中 分钟降水幅度, %/min, 根据紫花苜蓿薄层干燥试验确定为分钟降水幅度22.5%/min。5.1.3小时供热量小时供热量为= （5-3）式中牧草的汽化热，比照谷物取4000kJ/kg;热利用系数，取0.6;一热储备系数，取1.6。有计算可知干燥效率为0.5吨的干燥机每小时的需热量是1477916kJ。5.1.4介质流量Q拟采用180的热风
31、干燥，环境温度25.5，相对湿度70%，由2.4计算知:加热前的含湿量d=14.6g/kgDA，焓值=62.9KJ/kgDA，加热后始值h=223.14kJ/kgDA.则介质流量Q= （5-4）式中：v介质比容(认为干前、干后不变)，我们取= 0.7356kg/； v = 1/=1.36/kg。5.1.5 热量利用效率的计算因为产生的热量不可能全部都能被利用到，所以要有一部分热量损失，本系统的热量利用率为： （5-5）式中化学不燃烧损失, 8.2%; 机械不完全燃烧损失,1.5%；散热损失, 10.3%。5.1.6网带驱动功率的计算图5-1 网带驱动的受力图由上图可知，网带进入主动轮所受张力：
32、牛顿 （5-6）牛顿 （5-7）牛顿 （5-8）为附加装置对网带运动的阻力，一般由实验确定、单位为：牛顿-网带系统单位长度自重公斤/米-网带单位长度上物料的重量公斤/米-网带运行系统与导轨间摩擦系数，一般取=0.1-0.3。，-分为上、下导轨的长度米则驱动网带系统所需轴功率：千瓦 （5-9）则电机功率为： （5-10） k电机启动系数，一般k=1.1-1.3, -电机传动总效率， =0.55-0.75， V网带运行速度米/秒经计算可得驱动功率为4千瓦。5.2干燥箱体的设计干燥箱体是干燥机组的主要组成部分，也是影响牧草干燥质量的重要因素之一。如图3-3所示，其型式和结构对干草质量、机组性能以及机
33、组制造成本有重要影响。本干燥机组采用两厢两风道式干燥箱体，其主要结构为第一干燥阶段和第二干燥阶段，分别由不同的风道进风，风道安装在传送带的内侧，以保证有良好的干燥效果，使热风能够尽可能的吹到所有的牧草。传送带的运动由电机通过带传动带动主动轮转动，使用带传动能保证平稳的传动效果，使干燥更彻底。牧草从一端随高温气流进入干燥箱体，在传送带的运送下，从另一端排出，完成牧草的干燥。为了增强干燥效果和质量，在每个干燥阶段都开有两个进风口，使物料得到更充分的热风干燥，干燥箱体内的热风管道密封一定要保证，这样才能使热量不会损失太大。1.从动轮 2.进料漏斗 3.匀料刮板 4.传送网带 5.热风桶 6.第一干燥
34、箱体出风口 7.第一干燥箱体8.热风进口 9.第二干燥箱体 10.余热回收风道 11.第二出风口 12.电动机 13.主动轮 14.张紧装置图5-2 隧道式牧草干燥机结构示意图5.2.1牧草段在干燥箱体内的运动分析牧草段在干燥箱体内的运动十分复杂，其运动过程取决于许多状态因素和物料本身的特性，如牧草品种、含水率及内外摩擦力等，牧草段主要受到重力、传送带的运动速度，气流的速度等诸多因素共同作用以及流体升力和阻力。牧草在干燥箱体内的运动可分为四个阶段:(1)物料在传送带的作用下，随传送带的运动而运动，作匀速直线运动；(2)物料作水平方向上的直线运动同时，但也有少量的牧草段在气流的作用下竖直上抛运动
35、，作复合运动；(3)物料被提升到一定高度后，物料由于自己的重力作自由落体运动；(4)物料下落与传送带接触，并相对传送带由于物料与传送带之间有摩擦力的作用，在水平方向作直线运动，其中对牧草千操时间影响最大的是传送带的运动速度以及物料的自身重力和流体的升力和阻力。牧草在干燥箱体内主要运动即为在传送带作用下做匀速直线运动，由于在每个干燥段内都开有两个进风口，所做的斜抛运动方向相对，加长了物料在干燥箱体内的停留时间，这样，牧草在传送带的作用下前进直到脱离传送带完成干燥.5.3传送带的选择因为此干燥机是隧道式干燥机型，它的干燥原理是将牧草平铺在输送带上热气流从输送带的下方向上吹，且必须通过传送带，才能对
36、牧草进行干燥，所以所选的传送带必须是上下面是通透的，这样才能保证对牧草进行高效率的干燥，根据所收集的资料，有些干燥机才用的是人工编织的钢丝网做传送带，也有直接采用钢丝网做传送带，从经济和耐用度综合考虑，我们选钢丝网做传送带。首先选钢丝带做传送带非常方便购买，可以直接从五金商店买到，而且它也很便宜，运输方便容易使用，耐用度也较高，故此选用。其结构图如下图5-3 传送带的结构5.4 传送带水平输送机构的设计牧草的输送状态和输送速度的快慢是确保牧草干燥品质的关键因素。在干燥过程中, 特别是在干燥后期,嫩枝、叶片易脱落, 设计成干燥床式结构能够弥补输送损失, 并保证气流的速度应小于牧草的临界风速。输送
37、速率的大小根据实际生产情况, 利用调速电机调节输送速度。 在对牧草干燥前，应把牧草切碎，把它切成20-50mm的干燥段，经测试苜蓿容重值随苜蓿含水量，粉碎后的牧草的长度有关，经测试本实验取75kg/.因干燥机的干燥效率为500kg/h,合取传送带的宽为1.00m，有前面的计算可知干燥时间为2.7min，经计算即40mm，所以取牧草薄层厚度为40mm。由经验可知传送带的作业速度为2-3m/s时干燥效果最好，即可算出传送带的传送距离最小为8.1m。因为前后带轮不能进行干燥以及中间的箱体结合段的干燥效果也不是很好，所以应适当的把传送带加长，我们取10m。 传送带采用钢丝网，因钢丝网有较大的弹性和韧性
38、，其使用寿命较长，且不易产生塑性变形，故而采用钢丝网做牧草的传送带。传送带轮采用光轴式带轮，且在光轴上套上一层橡胶的外套，橡胶的外套的外面有交错排列的突起，以增大带轮与传送带的摩擦，避免打滑。传送带与带轮的联结结构如下图1. 左上从动带轮 2.主动带轮 3.张紧轮 4右下从动带轮 5.左下从动带轮图5-4 传送带与带轮的联结结构5.5传送带轮的设计因为我们选用的是丝网做传送带，因此所采用的带轮直径不能太小，带轮直径的大小将直接影响到传送带的使用寿命，所以应尽量使传送带的直径变大，以提高传送带的使用寿命。经实验研究发现，当带轮运动一段时间后，传送带会在带轮上产生轴向窜动，因为传送带的边缘与箱体的
39、内壁只有10mm左右，当传送带产生轴向窜动时就会使传送带与箱体内壁产生摩擦，增大传动电机的负担，使传送带的传送速度明显降低，使牧草在干燥箱体内的停留时间加长，如使牧草的含水量下降到9%，则会导致牧草营养物质损失，并使消化率降低，品质变劣，增加能耗，降低机组的工作效率。在干燥机工作过程中网带跑偏不可避免, 采用的防网带跑偏的调网装置由于各种因素的影响也不完全可靠, 还造成网带在网辊上不停地窜动, 并且结构复杂, 成本较高。经过查阅资料摸索实践,对网带式干燥机的带轮和网带做了简单易行的改进, 措施如下：改进措施：拟定在带轮的轴向增加两个锥形盘，以抑制传送带的轴向窜动，其结构如下图：图5-5 带轮的
40、结构将下网带的网辊端头焊接一个如图4所示的具有一定锥度的端头挡板, 带轮端头挡板随网带一起转动, 当网带跑偏时, 锥形挡板可以限制其跑偏,并且防止网带边缘和机架剧烈磨损采用一定的锥度是在网带进人带轮和从带轮中出来时, 为了防止网带边缘与端头挡板剧烈摩擦若锥度过小, 则造成网带跑偏时网带爬上挡板斜面, 不仅造成网带的磨损, 同时可以使环形网带成喇叭状若无锥度, 在网带进人带轮时, 网带与端头挡板摩擦, 使磨损加剧。经验表明所安装的锥形盘的锥度应尽量大一些，如果锥度过小，则传送带在运动的过程中会窜到锥形盘上，但锥形盘的锥度过大，那么传送带的边缘就会与锥形盘产生摩擦，经实验测试得知锥形盘的锥度在70
41、为最佳。采用增加锥形盘这个措施后, 把调偏装置的机动部分可改为手动, 根据操作工的工作经验来调整调偏辊的倾斜量, 这样可以使网带工作中不总是串动, 长时间稳定在中间位置, 减少了网带边缘的磨损, 延长了网带的使用寿命, 同时也省去了调偏装置的动力消耗。使系统的结构简单化，制造更经济，操作更简单。5.6传送带机架的设计 传送带的机架采用角铁与方形钢管焊接而成，而且传送带的机架与箱体的机架焊接在一起，这样能够保证整体有较好的稳定行，不至于在传送带工作时传送带的机架产生晃动，使传送不平稳而影响整个系统的平稳性，使干燥效率和质量变差。而且也应该充分考虑安装问题，在各安装的表面尽量保证安装面是面接触，提
42、高系统的稳定性，比如在焊接传送带的机架最上方的横梁时，应采用角铁，那样可以是安装更方便，可以直接把轴承座安装在横梁上，而不必再重新焊接一个平面去安装，使得制造的工艺性明显提高，而且节约了制造成本，缩短了制造时间，但使系统的稳定性明显的提高。其他的地方采用方形钢管，因为方形钢管的强度高不易变形，在主要的起支撑作用的地方采用方形钢管，这样可以使系统的刚度增加，比如几个竖直的立柱，如图 的1和6如果也采用角铁，当传送带受力时可能会使角铁发生变形，甚至扭曲，而使整个箱体变形，甚至塌垮，而采用方形钢管则不会出现这样的问题，因为方形钢管的强度比角铁的强度要高得多，可以避免那些不必要的变形和损失。1.方形钢
43、管 2. 方形钢管 3. 方形钢管 4. 方形钢管 5.角铁 6方形钢管 7.方形钢管图5-6 机架的焊接结构及材料5.7张紧轮的设计 因为此传动装置属于宽带传送装置，所以张紧轮也采用轴辊的形式，在主动带轮的外侧装有丝杠张紧轮，以避免在传动的过程中传送带打滑。故安装张紧轮的目的就在于使传送带紧紧的绕在带轮上，使传送带的运动更稳定，更准确。张紧轮安装的结构如下图所示1.主动带轮 2.丝杠张紧机构 3.从动带轮图5-7 张紧轮结构水平输送机构由规格为21. 2 m 1.0 m 自制钢丝带、支撑辊 、驱动辊、 张紧轮和电机组成。在保证运转稳定的条件下, 最大有效拉力 是影响传动能力的关键因素。最大有
44、效拉力 与初拉力成正比。过大时, 将使钢丝带的磨损加剧, 缩短带与辊轮的使用寿命。 过小时, 带传动的工作能力得不到充分发挥。 （5-11）式中f 摩擦系数; 带在带轮上的包角;q 单位长度上带的质量, kg/m; v 带的线速度,m/s。考虑钢丝带长度较长, 重量大, 驱动辊包角设计为150 170, 水平输送速度为2 3 m/s。为了增大摩擦系数, 在驱动辊面上铆接橡胶带。 5.8风道出风口的设计根据经验可知，出风口的有效干燥范围与被干燥的牧草距离有关，离的越远干燥范围越大，但干燥效果越差，一般取出风口离牧草的距离为150mm，这时的干燥范围为两米，而且干燥效果较好，在垂直传送带的方向开一
45、个长方形的孔，做热风的出风口，为了使热风能够最大限度的干燥牧草，所开的口长1米，宽0.05米。为了使牧草能够更充分的得到干燥，使牧草在干燥时，既有顺流干燥也有逆流干燥，使牧草在干燥箱体内停留的时间尽量长一些，所以在每个干燥段都开有两个出风口，这样在牧草刚刚进入干燥箱体的时候，牧草的前进方向与热风的风向相同，这样就是顺流干燥；当牧草进入到第一干燥箱体的中间位置时，由与受到第二个进风口热风的影响，而热风的风向与牧草前进的方向相反，属于逆流干燥；这时牧草同时受到第一第二两个进风口的共同作用，第一个进风口的热风风向与牧草的前进方向相同，第二个进风口的热风风向与牧草的前进方向相反，这样同时受到两种风向的
46、共同作用，也就是前两种干燥形式的结合，是混流干燥。这样牧草在箱体内的干燥就有三种形式，即顺流、逆流和混流，三种状态相结合的方式去干燥，就能更好的达到设计要求。热风口的结构如下图图5-8 热风口结构风道的边缘是和箱体紧靠着的，几乎没有缝隙，这样如果把热风口从一边开到另一边，而且为了不让牧草的碎屑进到风道里，在热风口的上面加上一层过滤装置，这样就能避免上面掉下来的少量碎屑不至于掉落到风道里，而让热风的干燥效率下降。让热风口到箱体的两边是想让热风能够吹到传送带上的任何地方，使牧草的干燥更有效率。5.9物料进料口的结构由于牧草在进入干燥机之前都被粉碎过，被切割成长度是20-50mm的牧草段，这样就能更方便的为入干燥机，对进料口的设计也就更简单了，但为了能让进料能均衡的分散在传送带上，进料口应尽量开在箱体的正中间位置，这样在物料进入干燥箱体后就能直接堆积在传送带的中心位置上。传送带与进料口的相对位置如下图：1.进料口 2.传送带 3.箱体图5-9 进料口与传送带的相对位置5.10物料铺平刮板的设计对于带式干燥机来说, 物料