粮库存储的大量粮食在一定时间后,会产生许多诸如粉尘、害虫、虫卵等粮食杂质,必需定时将粮食杂质筛分出来。为解决粮库在粮食杂质处理方面存在的堆放体积大、粉尘飞扬、虫害灭杀等一系列令人十分头疼问题。本文首次以粮食杂质作为研究对象,以大量的粮食杂质压缩成型试验为基础,探究影响粮食杂质压缩成型的关键因素。计算得出影响粮食杂质常温压缩成型的关键因素--成型压力大小为46.8MPa,以现有的同类型生物质压缩成型设备作为设计参考,结合压缩试验数据,进行粮食杂质压缩成型及热力杀虫设备的整机结构、热力杀虫组件、液压系统和控制系统等方面的设计,研制成功了一套适于粮库安全管理的粮食杂质压缩成型及热力杀虫设备。主要的研究内容如下:(1)对于还没有专门应用于粮食杂质压缩成型的设备的现状,通过查阅资料了解相关成型技术及设备的应用情况,参照以烟杆颗粒、油茶果壳、秸秆颗粒等为原料的生物质压缩成型设备的研制过程及设备相关技术参数,并结合粮食杂质的成分及特点,确定粮食杂质压缩成型设备的总体研制方案,拟定主要的研究内容。(2)为了确定影响粮食杂质常温压缩成型的主要因素及成型的工艺条件,以Y71-100型液压机为试验设备,参考秸秆类物料压缩成型的试验方法,优选成型压力、保压时间和喂入量三个因素进行粮食杂质压缩成型特性的试验研究。(3)以粮食杂质压缩成型特性试验的结果为依据,结合粮食杂质压缩设备设计的功能要求,借助CAXA 3D实体设计软件进行设备整机结构的设计,并考虑设备实际工作环境及相关技术要求,对整机方案进行优化设计,确定最终方案。(4)为保证设备整机使用性能的安全可靠性,在ANSYS Workbench环境下对整机的关键部件机架进行静力学分析和模态分析,对压头进行静力学分析,并根据仿真结果对相应的结构进行优化改进。(5)根据粮食杂质压缩设备的工作原理,以液压缸为动力输出机构,设计相应的液压控制系统,以粮食杂质压缩成型特性试验结果的相关数据为依据,对液压系统的主要元件进行计算和选型。(6)设备的自动控制采用PLC控制系统,根据设备的工作原理及控制要求,首先,进行PLC及相关电气元件的选型;其次,进行控制系统的设计,完成控制程序的编写;最后,利用PLC编程软件的仿真功能,模拟实际动作过程对程序进行仿真分析,修改完善,直至结果符合实际控制要求。(7)完成粮食杂质压缩设备样机的制作,进行现场电气安装接线,样机调试成功,粮食杂质实际压制成型饼块达设计要求。