單軸混合機的運作
設計底殼體時,考慮到剪切、揉搓及混合加工的需要,將底殼體設計成“V”槽形。整個底殼體為一個整體,在底殼體設兩排剪切定刀和3排揉搓齒桿,剪切定刀高度為12mm;揉搓齒桿厚度為10mm,與轉子軸線呈10°角布置。
工作原理物料混合過程示意圖如所示。從可以看出,轉子上的葉板設置使其能夠同時將物料向軸的兩端推送,且在軸末端設有回推物料物料混合過程水平截面示試驗材料及方法試驗材料本試驗研究采用玉米秸稈(含水率為13.8%)、麩子(含水率為13.1%)和玉米片(含水率為10.1%)組合作為試驗原料。試驗方法本試驗研究采用三因素二次回歸正交旋轉組合設計的試驗方案。質量評價指標本試驗研究選定混合均勻度作為全混合日糧混合機的優化和評價指標。
本文確定以添加原料中的麩子作為示蹤物。由于本部分實驗是在干混的條件下進行的,麩子與其它原料在粒度和容重等特性上相差懸殊,容易分離,以其作為示蹤物,并通過振動篩和分機篩分離出各樣品中麩子含量來計算變異系數。變異系數的計算公式為×=XSCV99%式中CV―變異系數;S―混合物樣品的標準差;X―混合物樣品的平均值。試驗結果及分析通過預備試驗,轉子間隙(揉搓葉板頂端的揉搓刀至底殼體的距離)因素確定為11mm,葉板角度為20°,本試驗不再將其列為試驗因素。
試驗1安排根據本試驗臺設計,確定轉子轉速、混合時間和充滿系數(加料量的體積與混合室容積的比值)為試驗因素,以混合均勻度為評價指標進行試驗研究。因素水平編碼表見所示。試驗因素對混合均勻度的影響分析。單因素對混合均勻度的影響分析(如所示)。由可知,當其他各因素均取零水平值時,轉子轉速對混合均勻度的影響顯著,在-1.682~0水平值之間,變異系數曲線幾乎呈直線上升;充滿系數和混合時間對飼料混合均勻度影響較大,充滿系數在0~1.682水平值之間,變異系數曲線呈直線下降;混合時間在0水平值附近時,變異系數取得最小值。
雙因素對混合均勻度的影響分析。本試驗中,影響混合均勻度的交互因素的主次順序依次為:轉子轉速和混合時間、轉子轉速和充滿系數、混合時間和充滿系數,且對混合均勻度的影響都很顯著。其中,轉子轉速和混合時間的交互作用。從單因素和兩因素的影響分析可知,轉子轉速取低水平值(42~70r/min)、混合時間取較高水平值(9~13min)和充滿系數取較高水平值(0.5~0.8),可獲得較低的變異系數,從而提高混合均勻度。混合時間由本試驗可知,混合時間對飼料混合均勻度的影響較大。綜合考慮各指標,本試驗中混合時間取值為9~13min.充滿系數由本試驗可知,充滿系數對飼料混合均勻度的影響顯著。在本試驗中,充滿系數取值0.5以上。
結論試驗表明,單軸臥式TMR混合機能進行剪切、揉搓及混合作業,但加工干混料混合后的全混合日糧混合均勻度稍差。根據反芻動物對全混合日糧質量的要求,本文以混合均勻度為指標對單軸臥式TMR混合機的運動參數進行了優化。推薦的運動參數為:轉子轉速50~60r/min;混合時間9min;充滿系數應大于0.5.
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