9FF-100 型方捆秸稈專用高效粉碎機(jī)的研制

張 杰 ，楊會(huì)國 ，郭 磊 ，孔令卓 ，趙 超 ，方 躍 ，李 浩 ，馮 斌 ※

（1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，新疆烏魯木齊830091；2.新疆畜牧科學(xué)院畜牧研究所）

0 引言

隨著秸稈收獲方捆機(jī)械化技術(shù)的普遍應(yīng)用，新疆牛羊養(yǎng)殖無論是家戶型散養(yǎng)還是舍飼規(guī)?；B(yǎng)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(shè)備主要包括針對(duì)青、半干、干黃玉米長稈類作物設(shè)計(jì)的鍘草機(jī)、錘片粉碎機(jī)、揉絲機(jī)等設(shè)備。無論是加工的質(zhì)量、效率、能耗，還是勞動(dòng)強(qiáng)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(zhì)量，降低機(jī)具能耗和人工勞動(dòng)強(qiáng)度，是現(xiàn)階段牛羊規(guī)?；B(yǎng)殖中方捆秸稈加工的關(guān)鍵問題。為此，我們通過粉碎原理、方式的創(chuàng)新，研發(fā)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(jī)。

1 主要結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 主要結(jié)構(gòu)

方捆秸稈粉碎機(jī)主要由喂料口、攪切刀、錘片組、篩片、出料管、殼體、機(jī)架、電機(jī)、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(jī)結(jié)構(gòu)示意

1.2 工作原理

方捆秸稈粉碎機(jī)啟動(dòng)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(dòng)前行，被攪切刀進(jìn)行一次攪切粉碎；在葉輪風(fēng)力作用下，一次粉碎后物料進(jìn)入錘片組，被錘片進(jìn)行二次擊打粉碎；二次粉碎后的物料被葉輪經(jīng)出料管噴射而出；粉碎的長度由篩網(wǎng)尺寸控制。

2 主要技術(shù)參數(shù)

3 技術(shù)創(chuàng)新及特點(diǎn)

3.1 攪切刀

秸稈粉碎機(jī)上粉碎刀的結(jié)構(gòu)和形狀對(duì)秸桿粉碎質(zhì)量、刀片使用壽命和機(jī)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(jié)構(gòu)、形狀等因素后，課題組突破傳統(tǒng)粉碎機(jī)的切割方式創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(fā)揮了切刀結(jié)構(gòu)簡單、功耗低的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)攪切的結(jié)構(gòu)可使物料自動(dòng)運(yùn)行。如圖 2 中序號(hào) 1、2、3。

圖2 粉碎裝置結(jié)構(gòu)

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(jī)中的主要粉碎裝置，如圖2。錘片對(duì)粉碎過的物料進(jìn)行二次粉碎，充分發(fā)揮錘片生產(chǎn)率高、適應(yīng)性廣的優(yōu)勢(shì)，而克服了消耗動(dòng)力大、經(jīng)濟(jì)性差的缺點(diǎn)。

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(dòng)前行。送料口根部靠近粉碎腔位置安裝單邊活動(dòng)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(jī)組合，勞動(dòng)強(qiáng)度低，安全性高

方捆秸稈粉碎機(jī)可單獨(dú)使用，也可和草料輸送機(jī)組合使用。與輸送機(jī)配合使用時(shí)，人工將方捆秸稈順序擺放在輸送機(jī)上，抽取掉捆繩后，方捆秸稈由輸送機(jī)送入粉碎機(jī)喂料口中。與粉碎機(jī)單獨(dú)作業(yè)相比較，人工勞動(dòng)強(qiáng)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(huán)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(yàn)情況

在新疆農(nóng)科院安寧渠試驗(yàn)場、新和縣進(jìn)行了設(shè)備的試驗(yàn)示范。試驗(yàn)物料方捆秸稈單捆質(zhì)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(yàn)得出：

（1）當(dāng)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(shí)，生產(chǎn)率一般為3.5～4.5 t/h，標(biāo)準(zhǔn)草長率可以達(dá)到90%以上，而噸產(chǎn)品能耗不超過5.5 kW·h/t。與能滿足肉牛飼喂長度的現(xiàn)有粉碎設(shè)備相比，生產(chǎn)率是目前現(xiàn)有功率為22 kW 設(shè)備的2 倍以上，標(biāo)準(zhǔn)草長率高20%以上。

（2）當(dāng)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(shí)，生產(chǎn)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(jī)相比，生產(chǎn)率高出 2～3 倍。

5 結(jié)論

新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所研發(fā)出的適合各類方捆秸稈粉碎的9FF-100 方捆秸稈專用粉碎機(jī)可單獨(dú)使用，也可配套草料輸送機(jī)使用。設(shè)備具有生產(chǎn)率高（生產(chǎn)率是現(xiàn)有方捆秸稈加工設(shè)備的2 倍以上）、加工質(zhì)量好（長度根據(jù)需要準(zhǔn)確控制在2、3、5 cm 以內(nèi)）、勞動(dòng)強(qiáng)度低、操作安全性高（輸送機(jī)送料，草料自動(dòng)進(jìn)粉碎機(jī)）的特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)保養(yǎng)，是方捆秸稈加工的高效專用設(shè)備。