螺旋式秸稈粉碎成型機的設計

孫樂昌，蔡有杰，吳茜睿，曹 潔

（齊齊哈爾大學 機電工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

隨著現代科技的發展，我國農村生活水平得到了提高，秸稈作為傳統的生活燃料和畜類食料，逐漸被煤電等其他能源和料材所取代，同時，由于農村缺乏勞動力清理秸稈，多數農民選擇焚燒秸稈的處理辦法，不僅造成嚴重的環境污染，還造成資源的浪費。所以秸稈的處理與綜合利用是我國農村生產生活中亟待解決的問題。秸稈壓塊機是把秸稈等生物質原料粉碎壓縮制成高效、環保燃料或飼料的設備。經過多年來的實踐和不斷改進，秸稈壓塊設備逐步完善。秸稈收割、粉碎、壓塊一條龍設備向著自動化、高產能、經濟合理、消耗低、使用操作方便、工作環境無污染等方向發展。但是壓塊設備位置固定，需要把秸桿收割、運輸到指定位置，同時秸稈如果粉碎不完全，則很容易導致成塊效果差，影響后續儲存使用。結合以上的問題及生產實際情況，優化設計一多刀組秸稈粉碎與壓塊一次性完成的設備，對現代農業生產具有重大的意義。

1 總體設計

螺旋板式秸稈粉碎壓塊機總體結構如圖1 所示，由粉碎部分、螺旋壓料部分和排料成型部分組成。主要包括殼體、電機、支架、多個切刀組、粉碎裝置、過濾板、螺旋壓料推送板、出料板等。

圖1 壓塊機的總體結構示意圖Fig.1 The general structure diagram of the block press

2 工作過程

秸稈從進料口放入，在秸稈進入進料口內之后，電機帶動轉盤轉動，轉盤帶動多個三角切刀運動，三角切刀緊靠殼體內壁，當三角切刀經過進料口時，將進入殼體內部的一部分秸稈切下來，將長度較長的秸稈分割成多段較短的秸稈；由于每個粉碎裝置均對應一個三角切刀，所以被三角切刀切下的秸稈掉落至弧形外殼Ⅰ、弧形外殼Ⅱ的粉碎裝置內，其中體積較大的秸稈底部與弧形外殼的底面接觸，頂部位于弧形外殼Ⅰ內部，由于轉軸被轉盤帶動旋轉，所以連接在轉軸上的Y 形連接桿也隨著旋轉，進而帶動弧形外殼Ⅰ、弧形外殼Ⅱ旋轉，而固定切刀固定連接在殼體內部，所以當弧形外殼Ⅰ、弧形外殼Ⅱ經過固定切刀時，固定切刀對弧形外殼Ⅰ、弧形外殼Ⅱ內部的秸稈進行切割，實現二次切割；又由于固定切刀的底端設有橡膠墊，所以當下一個固定切刀與弧形外殼Ⅰ、弧形外殼Ⅱ內部被切割的秸稈接觸時，通過橡膠墊的摩擦帶動位于弧形外殼Ⅱ底面上的秸稈從側面的開口處滑出，位于弧形外殼Ⅰ內的秸稈向下滑落至弧形外殼Ⅱ內，若不能直接通過弧形外殼Ⅱ側面的出口，則重復上述操作將秸稈進行再切割，如此往復；從粉碎裝置內滑出的秸稈掉落至過濾板上端，轉軸帶動轉動連接件、過濾板轉動，過濾板帶動位于其上端的秸稈轉動，轉動連接件隨轉軸轉動時，轉動連接件上的三角凹槽不斷與連接桿Ⅱ滑動配合，連接桿Ⅱ移動至三角凹槽最低端時，切刀Ⅱ與過濾板的上端面接觸，并且切刀Ⅱ對過濾板上的秸稈進行進一步切割，隨著轉動連接件轉動，三角凹槽帶動連接桿Ⅱ繞著交接點轉動，使切刀Ⅱ脫離過濾板，當再移動至三角凹槽內后再次對過濾板上的秸稈進行切割，如此往復，轉動連接件轉動的同時，帶動三角凸塊轉動，當連接桿Ⅰ移動至三角凸塊的最上端時，刷子不與過濾板接觸，當連接桿Ⅰ在連接件主體的上端面上滑動時，刷子與過濾板的上端面接觸，作用是將秸稈聚集方便切割，同時還能攪動秸稈堆，方便達到標準的顆粒從過濾板上的過濾孔濾下去，彈簧的作用是能保證刷子與過濾板緊密接觸，避免刷子與過濾板之間留有空隙，影響秸稈聚堆和翻動秸稈的效果；從過濾板漏出的達到標準的秸桿顆粒經過螺旋板的帶動推壓緊靠在圓板上，并通過錐形孔成型脫離裝置。

3 結論

采用多級粉碎，將秸稈粉碎的更徹底，減少因粉碎不完全導致的壓塊成型效果差的情況發生，同時采用螺旋板推送壓縮，錐形成形板成型，達到粉碎、壓縮、成型一體化，提高了秸桿壓縮效率，使用簡單方便，對保障現代農業生產具有重要意義。