甩刀式玉米秸稈切斷揉搓機的研制

陳海霞

(黑龍江省農業機械工程科學研究院 齊齊哈爾農業機械化研究所，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

0 引言

玉米秸稈是農業生產副產物中重要的生物質資源[1]，是以飼料為主的糧、經、飼兼用作物，也是工業、農業的重要生產資源。據國家玉米產量數字統計，按草谷比取值1.1計算[2]，2017年的玉米秸稈產量約為2.37億t，占全國秸稈總產量的 24.17%， 居全國各類農作物秸稈產量之首。玉米秸稈含有豐富的營養和可利用的成分，是反芻類動物的理想飼料原料。但玉米秸稈由于其纖維素含量高，直接應用適口性差，采食率低，必須經機械化處理，進行切斷、揉搓加工，改變秸稈性狀，使其利于采食，提高秸稈利用率，為此設計了甩刀式玉米秸稈切斷揉搓機。

1 主要結構及工作原理

1.1 主要結構

該機主要由機架、喂入機構、過橋、定刀、轉子總成、齒板、出料斗等部分組成，具體結構如圖1所示。

1.機架；2.定刀；3.定刀固定板；4.過橋；5.喂入鏈；6.喂入裝置；7.喂入斗；8.喂入鏈導向輪；9.壓草輥；10.上擋板；11.上喂入輥；12.壓縮彈簧；13.下喂入輥；14.上側板；15.上圍板；16.動刀；17.動刀架；18.甩刀；19.齒板

1.2 工作原理

工作時，整株玉米秸稈送入喂入機構，由喂入鏈向機器內輸送，進入壓草輥下方，根據料層厚度不同，壓草輥會上下浮動，經壓草輥初步壓縮，再由上、下喂入輥強制壓實向機器內導入，經連接過橋送入定刀刃上，在高速旋轉動刀的鍘切與錘擊下，秸稈被切斷，同時破節，并被迅速帶入機器內部，進入揉搓區，在齒板與甩刀間被反復劃切、揉搓，被切斷的秸稈段變成細碎的柔絲狀秸稈絲，在甩刀的帶動及斜齒板的導向下，逐漸由出料口排出，保證了生產的高效性與連續性。

2 關鍵部件結構

2.1 喂入機構

喂入機構主要由喂入鏈、壓草輥、上喂入輥、下喂入輥組成，壓草輥位于喂入鏈的上方、上喂入輥的前方，壓草輥為光輥結構，可在圓弧輪廓線上45°角范圍內上下自由浮動；上喂入輥與壓縮彈簧相連，兩端固定在滑塊上，滑塊可在固定軌跡范圍內垂直上下滑動，根據秸稈料層喂入厚度，在壓縮彈簧控制下上下浮動，對喂入料層起到加壓及強制喂入的作用，利于秸稈進入切斷裝置；上喂入輥與下喂入輥均由規則的齒形凸起組成，在圓周方向對稱交錯排列，如圖2所示。喂入鏈、壓草輥、齒形喂入輥的結合，保證了秸稈的喂入量和均勻連續喂入。

圖2 喂入輥示意圖

2.2 秸稈切斷裝置

秸稈切斷裝置主要由定刀、動刀組成，動刀安裝在動刀架上，定刀固定在機架上，動、定刀安裝配置如圖3所示。

1.機架；2.定刀；3.定刀固定板；4.動刀；5.動刀架；6.轉子軸；7.刀架法蘭盤；8.上圍板；9.出料斗

定刀安裝在下喂入輥后方，立式固定在定刀固定板上，上下可調，定刀固定板安裝在機架上，定刀水平安裝，刀刃與喂入輥平行，動刀徑向傾斜安裝，動刀刃與定刀刃在切割秸稈時呈劃切狀態，減少切割阻力。動、定刀間隙可通過安裝長孔調節。

2.3 轉子總成

轉子總成由轉子軸、刀架法蘭盤、動刀、動刀架、甩刀、銷軸、軸套等組成。轉子軸與喂入輥平行，切斷刀片與揉搓刀片同軸安裝，四片動刀分別安裝在動刀架上，動刀架通過銷軸鉸接在前方兩固定盤之間，可以自由轉動，動刀傾斜安裝，與水平面呈一定角度，長孔安裝，與定刀間隙可調；四組甩刀安裝在轉子總成后方，通過銷軸鉸接在法蘭盤上，周向呈螺旋狀交錯排列，在揉搓秸稈的同時，將秸稈向出料口推送，防止過度揉搓及物料堵塞；甩刀刃呈鋸齒形，利于抓取揉搓秸稈；齒板為斜齒形狀，安裝在機架上下圍板上，以縱向中軸面為對稱中心，兩側對稱安裝；出料斗位于下殼體后方，如圖4所示。

1.機架；2.定刀；3.定刀固定板；4.過橋；5.轉子軸；6.刀架法蘭盤；7.動刀；8.動刀架；9.銷軸；10.軸套；11.轉子總成；12.甩刀

3 結論

設計的甩刀式玉米秸稈切斷揉搓機，采用齒式喂入輥與喂入鏈組合喂入機構，能夠很好地抓取碾壓物料，將秸稈強制喂入，保證了喂入量和喂入秸稈的連續性；切斷動刀與揉搓刀同軸布置，結構簡單、緊湊，切斷的秸稈易于流入揉搓區；甩刀式結構，徑向切力大，又能避免遇到堅硬物品對刀片的損害；螺旋排列的鋸齒形揉搓刀片能夠快速將切斷的秸稈段帶入，在齒板與刀片間進行不斷地劃切與揉搓，讓質地較硬的玉米秸稈迅速變成柔軟的絲狀物，并排出機外，生產率較高，提高了玉米秸稈飼料的利用率，減少了資源浪費。