9FF-100 型方捆秸稈專用高效粉碎機的研制

張 杰 ，楊會國 ，郭 磊 ，孔令卓 ，趙 超 ，方 躍 ，李 浩 ，馮 斌 ※

（1.新疆農業科學院農業機械化研究所，新疆烏魯木齊830091；2.新疆畜牧科學院畜牧研究所）

0 引言

隨著秸稈收獲方捆機械化技術的普遍應用，新疆牛羊養殖無論是家戶型散養還是舍飼規模化養殖，所用玉米秸稈、麥秸、稻草三大秸稈都是方捆秸稈形式為主。方捆秸稈加工設備主要包括針對青、半干、干黃玉米長稈類作物設計的鍘草機、錘片粉碎機、揉絲機等設備。無論是加工的質量、效率、能耗，還是勞動強度、操作安全性，都不能很好地滿足方捆秸稈粉碎的要求。因此，如何有效提高方捆秸稈粉碎效率及加工質量，降低機具能耗和人工勞動強度，是現階段牛羊規模化養殖中方捆秸稈加工的關鍵問題。為此，我們通過粉碎原理、方式的創新，研發出適合玉米秸稈、麥秸、稻草方捆秸稈粉碎的9FF-100 型方捆秸稈專用高效專用粉碎機。

1 主要結構及工作原理

1.1 主要結構

方捆秸稈粉碎機主要由喂料口、攪切刀、錘片組、篩片、出料管、殼體、機架、電機、電控柜等組成，適合玉米秸稈、麥秸、稻草三大方捆秸稈加工。

圖1 方捆秸稈粉碎機結構示意

1.2 工作原理

方捆秸稈粉碎機啟動后，人工將方捆秸稈整捆放入喂料口，解捆將捆繩抽出；手推方捆秸稈，秸稈接觸到攪切刀后，在攪切刀作用下自動前行，被攪切刀進行一次攪切粉碎；在葉輪風力作用下，一次粉碎后物料進入錘片組，被錘片進行二次擊打粉碎；二次粉碎后的物料被葉輪經出料管噴射而出；粉碎的長度由篩網尺寸控制。

2 主要技術參數

3 技術創新及特點

3.1 攪切刀

秸稈粉碎機上粉碎刀的結構和形狀對秸桿粉碎質量、刀片使用壽命和機器能耗有重要的影響，不同種類的粉碎刀通常是形狀、輪廓線和尺寸等的改變。在綜合考慮刀片結構、形狀等因素后，課題組突破傳統粉碎機的切割方式創新設計了一種空間多方向、不同長度的切刀組合—攪切刀，攪切刀充分發揮了切刀結構簡單、功耗低的優勢，同時攪切的結構可使物料自動運行。如圖 2 中序號 1、2、3。

圖2 粉碎裝置結構

3.2 攪切刀與錘片組合粉碎裝置

攪切刀與4 組錘片組合，形成整機中的主要粉碎裝置，如圖2。錘片對粉碎過的物料進行二次粉碎，充分發揮錘片生產率高、適應性廣的優勢，而克服了消耗動力大、經濟性差的缺點。

3.3 喂料口

送料口呈前大后小的開口狀，大小適合目前的方捆秸稈直接整捆喂入。喂料口安裝角度便于方捆秸稈與攪切刀接觸后自動前行。送料口根部靠近粉碎腔位置安裝單邊活動的擋料板，防止粉碎過程中物料從送料口方向噴出傷人。

3.4 可和草料輸送機組合，勞動強度低，安全性高

方捆秸稈粉碎機可單獨使用，也可和草料輸送機組合使用。與輸送機配合使用時，人工將方捆秸稈順序擺放在輸送機上，抽取掉捆繩后，方捆秸稈由輸送機送入粉碎機喂料口中。與粉碎機單獨作業相比較，人工勞動強度更小，安全性更高，投入成本略微增加。

3.5 可和簡易的草料庫配套使用

從環保、粉碎中秸稈的收集、存放及安全性考慮，可以配套搭建簡易的秸稈收集存放庫。

4 試驗情況

在新疆農科院安寧渠試驗場、新和縣進行了設備的試驗示范。試驗物料方捆秸稈單捆質量約14kg，尺寸50 cm×35 cm×1 000cm，每捆中單根秸稈平均長度約為300～500 mm。

通過多輪試驗得出：

（1）當秸稈粉碎長度需要滿足肉牛飼喂要求，粉碎后秸稈長度≤5 cm 時，生產率一般為3.5～4.5 t/h，標準草長率可以達到90%以上，而噸產品能耗不超過5.5 kW·h/t。與能滿足肉牛飼喂長度的現有粉碎設備相比，生產率是目前現有功率為22 kW 設備的2 倍以上，標準草長率高20%以上。

（2）當秸稈粉碎長度需要滿足肉羊飼喂要求，粉碎后秸稈長度≤2 cm 時，生產率一般為1～1.5 t/h。與目前能滿足肉羊飼喂長度的部分錘片粉碎機相比，生產率高出 2～3 倍。

5 結論

新疆農業科學院農業機械化研究所研發出的適合各類方捆秸稈粉碎的9FF-100 方捆秸稈專用粉碎機可單獨使用，也可配套草料輸送機使用。設備具有生產率高（生產率是現有方捆秸稈加工設備的2 倍以上）、加工質量好（長度根據需要準確控制在2、3、5 cm 以內）、勞動強度低、操作安全性高（輸送機送料，草料自動進粉碎機）的特點，同時結構簡單，便于維護保養，是方捆秸稈加工的高效專用設備。