香蕉秸秆挤压脱水机的设计与研究

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1、2015年2月农机化研究第2期香蕉秸秆挤压脱水机的设计与研究张慧，张燕(海南大学机电工程学院，海口570228)摘要:海南全省均有香蕉栽培，香蕉秸秆作为一种可再生资源，在海南的产量十分巨大，但绝大部分香蕉秸秆被废弃，没有得到充分利用。针对我国热带农业区香蕉秸秆粗大、含水率高、回收利用率低等问题，研究设计了香蕉秸秆挤压脱水机，并通过PLC和单片机系统对该机械进行了全过程自动化控制。本机的成功研制，既能够大大降低劳动强度、提高生产效率，又能促进香蕉秸秆机械化水平，从而大大缓解资源短缺的状况，促进海南香蕉产业的发展，使海南生物质资源得到更加充分的利用。关键词:香蕉秸秆;脱水;剪切;可编程控制器;单

2、片机中图分类号:S226．7文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)02－0014－03DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.02.004资源，利用机械化处理技术推进香蕉秸秆的综合利用0引言率，既可缓解农村肥料、饲料、能源和工业原料的紧张香蕉是我国热带地区的重要作物，其产业已成为状况，又可保护农村生态环境，促进农村经济可持续［6－7］我国南亚热带地区农业支柱性产业，在该地区经济和发展。因此，主要研究设计了一种集脱水、剪切［1－2］农村社会发展中发挥着重要作用。但长期以来，于一体的基于PLC和单片机共同控制的机械装置，能由于机械化水平低、缺乏配套的农机具，我

3、国香蕉种够有效地将香蕉秸秆脱水剪切成型。其工作效率较植业一直是采用人工方式处理收获后的香蕉秸高，稳定性好，可使农民增加经济收益，同时防止环境［3－4］秆。这种传统方式的弊端主要有以下4点:①香污染保护生态环境。蕉秸秆的综合利用率低;②由于依靠人力难于及时处1挤压脱水成型方法与基本结构理香蕉秸秆，因此大部分种植的香蕉留有多年苗，品种老化，产量低，品质差，远不如一年一收的优质品1．1挤压脱水成型方法种;③工作效率偏低，劳动强度较高，导致作业成本提目前，我国脱水机较成熟的主要有FＲENCH挤压［8］［9］高;④香蕉秸秆随意堆放在田边或者丢弃在废弃水沟脱水机和挤压式脱水机，对后续香蕉秸秆的处理中，既

4、占用场地又污染环境，并降低了耕地的利用率。程度较低。因此，着重介绍了一种对香蕉秸秆集脱香蕉是热带水果中的“平民”，因其价格便宜又香甜可水、剪切成型于一体的机械系统。该系统通过单片机口，是百姓水果盘中的“常客”，并以其营养丰富、芳香统控制脱水过程，PLC控制剪切装置，在香蕉秸秆的味美而深受人们的喜爱，但生产香蕉的同时也产生了各种加工预处理中，主要进行秸秆脱水与剪切成型的大量香蕉秸秆等。2003年，我国香蕉种植收获面积为处理。22．84万hm2，总产量590．3万t，同时大约产生6001．2挤压脱水机结构万t香蕉茎叶和180万t香蕉皮等残次物。香蕉秸秆挤压脱水机的结构简图如图1所示。含有丰富的营

5、养成分，在脱水干燥后可用于开发新型2自动挤压脱水过程饲料、制药、造纸等行业，有着巨大的应用潜力与经济效益［5］。由此可见，香蕉秸秆是一个未被利用的巨大按下启动键，脱水成型机开始工作，将香蕉秸秆放在传动V带上，由PLC控制步进电机转动带动传动收稿日期:2014－03－07轮正转，传动V带带动秸秆完成快进动作;当秸秆碰基金项目:海南省教育科学“十二五”规划项目(QJY125012)到感应器时，步进电机停转，同时由液压系统控制的作者简介:张慧(1992－)，女，新疆巴音郭楞自治州人，本科学双向挤压板开始向内快速运动，挤压5s之后，双向挤生，(E－mail)1067982815@qq．com。压板后

6、退回原位，步进电机启动;当秸秆到达限位开通讯作者:张燕(1978－)，女，湖北鄂州人，副教授，硕士，(E－mail)z_yhs@163．com。关2时，步进电机停转;与此同时，压钳下降压紧秸·14·2015年2月农机化研究第2期秆，压力继电器为1状态，压钳保持压紧，而剪刀开始下行，剪断秸秆后，压力传感器为1状态;压钳和剪刀同时上行，分别碰到限位开关0和限位开关1之后，停止上行;均停止之后，步进电机运转，开始下一周期的运动;一直到步进电机开始下一个快进动作，这之间的时间可自由设定，结合限位开关2位置(由伸缩杆调定)的不同，秸秆被剪切的长短不同，因而步进电机的设定时间也不同。这样的自动挤压脱水过

7、程很好地满足了香蕉秸秆脱水的要求，是一种效率较高的方案。根据脱水的工作过程，程序设计流框图如图2所示。1．机架2．集水槽3．传动轮4．传动V带5．双向压缩板6．感应器7．限位开关08．压钳9．剪刀10．限位开关111．压力传感器12．限位开关213．伸缩杆14．压力继电器15．物料收集箱16．步进电机17．液压系统18．排液管19．电控箱图2程序设计流框图图1挤压脱水机结构简图3PLC控制系统随着电子技术和信