螺旋式秸稈粉碎成型機(jī)的設(shè)計(jì)

孫樂(lè)昌，蔡有杰，吳茜睿，曹 潔

（齊齊哈爾大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，我國(guó)農(nóng)村生活水平得到了提高，秸稈作為傳統(tǒng)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(shí)，由于農(nóng)村缺乏勞動(dòng)力清理秸稈，多數(shù)農(nóng)民選擇焚燒秸稈的處理辦法，不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，還造成資源的浪費(fèi)。所以秸稈的處理與綜合利用是我國(guó)農(nóng)村生產(chǎn)生活中亟待解決的問(wèn)題。秸稈壓塊機(jī)是把秸稈等生物質(zhì)原料粉碎壓縮制成高效、環(huán)保燃料或飼料的設(shè)備。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的實(shí)踐和不斷改進(jìn)，秸稈壓塊設(shè)備逐步完善。秸稈收割、粉碎、壓塊一條龍?jiān)O(shè)備向著自動(dòng)化、高產(chǎn)能、經(jīng)濟(jì)合理、消耗低、使用操作方便、工作環(huán)境無(wú)污染等方向發(fā)展。但是壓塊設(shè)備位置固定，需要把秸桿收割、運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢?，同時(shí)秸稈如果粉碎不完全，則很容易導(dǎo)致成塊效果差，影響后續(xù)儲(chǔ)存使用。結(jié)合以上的問(wèn)題及生產(chǎn)實(shí)際情況，優(yōu)化設(shè)計(jì)一多刀組秸稈粉碎與壓塊一次性完成的設(shè)備，對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重大的意義。

1 總體設(shè)計(jì)

螺旋板式秸稈粉碎壓塊機(jī)總體結(jié)構(gòu)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(jī)、支架、多個(gè)切刀組、粉碎裝置、過(guò)濾板、螺旋壓料推送板、出料板等。

圖1 壓塊機(jī)的總體結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 The general structure diagram of the block press

2 工作過(guò)程

秸稈從進(jìn)料口放入，在秸稈進(jìn)入進(jìn)料口內(nèi)之后，電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)多個(gè)三角切刀運(yùn)動(dòng)，三角切刀緊靠殼體內(nèi)壁，當(dāng)三角切刀經(jīng)過(guò)進(jìn)料口時(shí)，將進(jìn)入殼體內(nèi)部的一部分秸稈切下來(lái)，將長(zhǎng)度較長(zhǎng)的秸稈分割成多段較短的秸稈；由于每個(gè)粉碎裝置均對(duì)應(yīng)一個(gè)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(nèi)，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(nèi)部，由于轉(zhuǎn)軸被轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所以連接在轉(zhuǎn)軸上的Y 形連接桿也隨著旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)弧形外殼Ⅰ、弧形外殼Ⅱ旋轉(zhuǎn)，而固定切刀固定連接在殼體內(nèi)部，所以當(dāng)弧形外殼Ⅰ、弧形外殼Ⅱ經(jīng)過(guò)固定切刀時(shí)，固定切刀對(duì)弧形外殼Ⅰ、弧形外殼Ⅱ內(nèi)部的秸稈進(jìn)行切割，實(shí)現(xiàn)二次切割；又由于固定切刀的底端設(shè)有橡膠墊，所以當(dāng)下一個(gè)固定切刀與弧形外殼Ⅰ、弧形外殼Ⅱ內(nèi)部被切割的秸稈接觸時(shí)，通過(guò)橡膠墊的摩擦帶動(dòng)位于弧形外殼Ⅱ底面上的秸稈從側(cè)面的開(kāi)口處滑出，位于弧形外殼Ⅰ內(nèi)的秸稈向下滑落至弧形外殼Ⅱ內(nèi)，若不能直接通過(guò)弧形外殼Ⅱ側(cè)面的出口，則重復(fù)上述操作將秸稈進(jìn)行再切割，如此往復(fù)；從粉碎裝置內(nèi)滑出的秸稈掉落至過(guò)濾板上端，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)連接件、過(guò)濾板轉(zhuǎn)動(dòng)，過(guò)濾板帶動(dòng)位于其上端的秸稈轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)連接件隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)連接件上的三角凹槽不斷與連接桿Ⅱ滑動(dòng)配合，連接桿Ⅱ移動(dòng)至三角凹槽最低端時(shí)，切刀Ⅱ與過(guò)濾板的上端面接觸，并且切刀Ⅱ?qū)^(guò)濾板上的秸稈進(jìn)行進(jìn)一步切割，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)連接件轉(zhuǎn)動(dòng)，三角凹槽帶動(dòng)連接桿Ⅱ繞著交接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使切刀Ⅱ脫離過(guò)濾板，當(dāng)再移動(dòng)至三角凹槽內(nèi)后再次對(duì)過(guò)濾板上的秸稈進(jìn)行切割，如此往復(fù)，轉(zhuǎn)動(dòng)連接件轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)三角凸塊轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)連接桿Ⅰ移動(dòng)至三角凸塊的最上端時(shí)，刷子不與過(guò)濾板接觸，當(dāng)連接桿Ⅰ在連接件主體的上端面上滑動(dòng)時(shí)，刷子與過(guò)濾板的上端面接觸，作用是將秸稈聚集方便切割，同時(shí)還能攪動(dòng)秸稈堆，方便達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的顆粒從過(guò)濾板上的過(guò)濾孔濾下去，彈簧的作用是能保證刷子與過(guò)濾板緊密接觸，避免刷子與過(guò)濾板之間留有空隙，影響秸稈聚堆和翻動(dòng)秸稈的效果；從過(guò)濾板漏出的達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的秸桿顆粒經(jīng)過(guò)螺旋板的帶動(dòng)推壓緊靠在圓板上，并通過(guò)錐形孔成型脫離裝置。

3 結(jié)論

采用多級(jí)粉碎，將秸稈粉碎的更徹底，減少因粉碎不完全導(dǎo)致的壓塊成型效果差的情況發(fā)生，同時(shí)采用螺旋板推送壓縮，錐形成形板成型，達(dá)到粉碎、壓縮、成型一體化，提高了秸桿壓縮效率，使用簡(jiǎn)單方便，對(duì)保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。