风引出料一体化粉碎机的设计

王明友等

摘要：为满足软质秸秆和硬质高纤维物料规模化粉碎的生产需要，并克服单一切碎机、粉碎机的缺点，设计了一种带风引出料装置的切粉一体化组合式秸秆粉碎机，实现了硬质高纤维秸秆的强制喂入。结果表明，软质秸秆可直接通过粉碎装置喂料口喂入，无需切碎，平均生产率为1.27 kg/h，吨料电耗为32.0 kW·h；硬质高纤维秸秆需通过带有强制喂料辊的切碎装置后进行先切后粉，平均生产率为0.67 kg·h，吨料电耗为60.5 kW·h。该机器具有性能稳定、安全可靠、物料适应性强和操作环境无粉尘等优点，性能满足设计要求。

关键词：生物质；物料；粉碎；一体化

中图分类号：S220.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）16-3917-04

Abstract： To meet crushing production of soft straw at large scale and straw with hard and high fiber materials and overcome shortcoming of a single cutter and shredder， a straw shredder having a equipment with material elicitation using wind was developed. It was a combined straw shredder with cutting and crushing integrated in one and realized force feeding straw with hard and high fiber. The results showed that soft straw can directly feed into feed throat without cutting. The efficiency average was 1.27 kg/h and consumption of electricity per ton was 32.0 kW·h. Straw with hard and high fiber should feed into shredding mechanism with force feeding roll to automatically crush. The efficiency average was 0.67 kg/h and consumption of electricity per ton was 60.5 kW·h. The machine was stable， safe and reliable， with strong adaptability of materials， operating environment without dust and so on. The property of the machine meets with design requirements.

Key words： biomass； material； grind； integration

随着传统农业向现代化农业的转变以及经济、社会的发展，农村能源、饲料结构均发生了深刻变化，传统的秸秆利用途径发生了历史性的转变[1]。目前，我国农作物秸秆的能源化、饲料化、基料化和肥料化等利用方式均为研究热点[2-5]，而这些都需要对农作物秸秆原料进行粉碎预处理后再进行利用[6]。因此，规模化粉碎处理是农作物秸秆开发利用及产业化的重要环节。其中，玉米秸秆、油菜秸秆、稻麦秆等农作物秸秆硬度小、易破碎，属于软质秸秆类，适用的农作物秸秆粉碎铡草机、粉碎机种类较多，通过选型能够满足秸秆“五化”预处理的要求[7，8]；另一类秸秆如棉秆、葵花秆以及果树剪枝等生物质原料，具有高蜡质、长纤维、木质化程度较高等特点，因此韧性好、抗破碎能力强[9]，这类农林废弃物不适应现有锤片式粉碎机的粉碎要求。

因此，针对硬质高纤维秸秆粉碎时出现锤片裂纹与二次作业时带来的能耗增加问题，本研究研制了带有风引出料装置的切粉一体化粉碎机，并在切碎装置喂料口处安装强制喂料与压实辊，以解决硬质高纤维秸秆在喂入时的不稳定问题。切碎后的物料通过导向槽风送到粉碎室内进行锤片揉搓粉碎，软质秸秆无需切碎直径从粉碎装置喂料口处进行喂料粉碎，符合筛孔直径的物料经筛网到集料装置，并与风引出料装置相连，将粉碎好的物料强制引出到帆布袋内集中装袋，可使作业环境极大地改善。

1 整机结构与工作原理

1.1 整机结构

根据软质秸秆和硬质高纤维秸秆粉碎工艺的不同，本研究研制了带风引出料装置的一体化通用类物料粉碎机。带风引出料装置的一体化粉碎机主电机动力为37.0 kW，风引出料输送电机动力为5.5 kW，整机主要由强制喂入压实装置、切碎装置、粉碎装置、风引出料装置等4大部分组成，包括机架、切碎室、粉碎室、导向槽、强制喂料与压实辊、电机、皮带盘等结构如图1所示，主要技术参数如表1所示。

1.2 工作原理

带风引出料装置的切粉一体化粉碎机由一台电机带动完成切断与粉碎两道工序作业，其粉碎机可单独作业。对硬质高纤维物料进行作业时，由人工将棉秆、桑枝条等硬质高纤维物料输送至切碎装置喂料口，安装于喂料口处的强制喂料与压实辊将硬质高纤维秸秆强制喂入并压实，此时切碎装置上的切刀进行切碎。切碎过后的物料通过连接与切碎装置和粉碎装置上的导向槽，将切碎过后的物料导向粉碎室内进行锤片的打击、揉搓，直至符合筛网直径要求的粉碎细度物料排出。通过筛网后的物料首先进入集料室内，然后通过风引输送到帆布袋内进行集料收集。当粉碎软质秸秆时，此时不需要切碎装置切断。

2 关键部件的设计

2.1 强制喂料装置endprint

对棉秆、桑枝条等木质素与纤维素含量较高的物料进行喂入切断时，在切断装置喂料口处设计了带有强制喂料压实机构的自动喂料扒进装置，如图2所示。切碎装置主轴转速通过减速器、分离手柄将转速转化为32∶1，此时动力通过万向节带动强制扒进喂料压实辊对硬质高纤维秸秆强制喂入切碎装置内。当切碎不同直径物料时，通过复位弹簧对扒进压实辊进行复位。此装置很好地保证了硬质高纤维生物质物料输送的均匀性、连续性，并能实现切碎喂料的主动、安全、连续、均匀。

2.2 切断装置

硬质高纤维物料强制入切断装置后，被切屑刀盘切屑成长度为20～30 mm的碎段。切屑刀盘作为粉碎机的关键部件之一，其作用是将木质类物质原料切削成细片状，因此切削刀盘的转速、切削刀等参数对切削力和切削功率都有很大影响[10]。在刀盘上布置切削刀时要考虑满足削片的条件，要保证连续切削、最小功率、 速度， 在切碎装置中刀盘上有2把切削刀，呈直线排列，每个刀片通过3个螺钉固定在圆盘上。

我国常见的盘式削片机转速一般在500～3 500 r/min[11]。对于盘式削片机，生产率与削片机主轴转速成正比；对于粉碎设备而言，为了使锤片将切削出来的细木片进行充分粉碎，要求粉碎机构具有较高的转速。但因切断装置只进行切碎作业，如转速过高，很容易造成切刀钝化及高转速下的切刀切割硬质秸秆时断裂，因此在优先确定粉碎装置转速及生产率的前提下，通过与连接粉碎装置的皮带轮进行动力传递，兼顾切屑装置和粉碎装置的转速要求。在优先确定粉碎装置转速下，综合考虑， 切碎主轴转速为粉碎转速的1/2倍，即为925 r/min。

2.3 粉碎装置

被切碎后的物料通过切碎装置和粉碎装置上的导向槽，将切碎过后的物料导向粉碎室内进行锤片打击、揉搓，最终达到粉碎要求后通过风引出料装置输出。粉碎装置结构如图4所示，包括皮带轮、轴承、主轴、销轴、锤片、机架和机座。主轴由固定在机座上的轴承支承，电动机通过皮带盘带动主轴旋转；锤架板安装在主轴上，在远离其回转中心的一端沿圆周方向开有均布的销孔，销孔内安装有销轴；销轴上安装了小隔套，由小隔套将锤片分隔开，锤片空套在销轴上，通过主轴的高速回转带动锤片对物料进行撞击，从而实现对物料的粉碎。

同时，经过对国内外锤片式粉碎机型的分析对比，结合配套动力、加工要求，初选锤片数量为128片，沿锤板架圆周均布4组销轴，每根销轴上安装32片锤片。常用的锤片排列方式有螺旋线排列、对称排列和对称交错排列[12]。为保证转子平衡、锤片磨损均匀，本研究中采用对称排列方式。

3 粉碎机的实际应用

为检验带风引出料装置的切粉一体化粉碎机的各项性能指标是否满足设计要求，包括生产率、吨料电耗、噪声、粉尘浓度等，将粉碎机应用于实际试验。试验时软质秸秆采用玉米秆、油菜秆、麦秆等。因秸秆存放时间较长，平均含水率均在10%以下。硬质高纤维秸秆采用棉秆与桑枝条等，平均直径在4～6 cm，含水率平均在10%左右。

3.1 试验条件与方法

试验方法参照国标GB/T6971-2007[13]《饲料粉碎机试验方法》进行，测定参数主要包括生产率、功耗、噪声、粉尘浓度等。在农作物秸秆合作社基地对样机进行了性能试验。试验仪器主要有PZ96-P3型三相功率表、TES-1351型声级计、JS-360型电子秒表、JJ1000型电子天平、Raytek ST60型红外线测温仪等。

3.2 试验数据处理

按照以上方法和条件，根据GB/T 6971-2007《饲料粉碎机试验方法》国家标准规定的测试规格、重复次数及数据采集方式，计算出各项测试数据和工况参数。其中，数据中的吨料电耗为主电机所消耗电能，噪声为整机6个不同方位时的平均值， 数据处理结果如表2所示。

经检测软质秸秆进行粉碎试验时，生产率均以超过1.2 kg/h，吨料电耗控制在33 kW/h内，其中玉米秸秆吨料电耗最低，主要为试验所用玉米秸秆为整杆式，提高了单位时间内喂入量。测得噪声都控制在86 dB（A）以内，符合JB/T9822.1-1999规定粉碎机噪声不大于93 dB（A）的要求。同时，采用风引出料布袋装袋的方式后工作环境的粉尘浓度平均在4.0 mg/m3，工作环境大为改善，完全满足NY/T1554-2007规定粉碎机粉尘浓度不大于10 mg/m3的要求。在对硬质高纤维物料进行先切后粉试验时，随着物料木质素含量的增加，能耗与噪声增加，生产率与粉尘浓度降低。物料中棉秆生产率为0.72 kg/h，桑枝条为0.62 kg/h，但吨料电耗分别为56.4 kW·h和64.6 kW·h。噪声提高的主要原因是切刀在进行切断物料时所发出的瞬间声响提高而引起。灰尘浓度与软质物料相比平均降低了1.5 mg/m3，说明硬质高纤维物料粉碎后的密度大于软质秸秆，致使粉料不易飘散。

4 结论

1）设计了带风引出料装置的切粉一体化粉碎机，解决了硬质高纤维秸秆粉碎时出现锤片裂纹及分次作业工序带来的能耗增加问题，且在切碎装置喂料口出带有强制喂料与压实辊，以解决硬质高纤维秸秆在喂入时不稳定问题，并通过风引出料装置将物料强制引出到帆布袋内进行收集装袋，作业环境大大改善。

2）软质秸秆试验结果表明，物料直接送入粉碎内进行锤片粉碎，机器运行平稳，平均生产率达到1.27 kg/h，吨料电耗平均为32.0 kW·h，作业时的粉尘浓度不超过4.5 mg/m3，轴承温升小于20 ℃，符合设计要求。

3）硬质高纤维生物质试验结果表明，物料先经切碎装置切碎后再进入粉碎室内粉碎。与软质秸秆相比，硬质高纤维物料的生产率明显降低，平均生产率为0.67 kg/h，吨料电耗为60.5 kW·h，作业时的粉尘浓度均在3.65 mg/m3，各项指标也符合设计要求。

参考文献：

[1] 韩鲁佳，闫巧娟，刘向阳，等.中国农作物秸秆资源及其利用现状[J].农业工程学报，2002，18（3）：87-91.

[2] 田宜水，赵立欣，孙丽英，等.农业生物质能资源分析与评价[J]. 中国工程科学，2011，13（2）：24-28.

[3] 杨中平，郭康权，朱新华，等.秸秆资源工业化利用产业及模式[J].农业工程学报，2011，27（1）：27-31.

[4] 管小冬.农作物秸秆资源利用浅析[J].农业工程学报，2006，22（增刊）：104-106.

[5] 冯 伟，黄力程，李文才.我国农作物秸秆资源化利用的经济分析：一个理论框架[J].生态经济，2011（2）：94-96.

[6] 霍丽丽，侯书林，赵立欣，等.生物质固体成型燃料技术及设备研究进展[J].安全与环境学报，2009（12）：7-31.

[7] 王德福.MK90型锤片式粉碎机性能试验[J].农业机械学报，2005，36（7）：155-157.

[8] 毕晓伟，杨昕宇，阚志新，等.影响粉碎机工作性能因素的分析[J].农机化研究，2005，11（6）：74-75.

[9] 姚宗路，赵立欣，RONNBACK M，等.生物质颗粒燃料特性比较及对燃烧的影响分析[J].农业机械学报，2010，41（10）：97-102.

[10] 鲁晓初，南效景，刘曼茹，等.新系列锤片式饲料粉碎机几个技术参数的选择[J].饲料工业，1994，15（12）：19-21.

[11] 王永志，王跃勇，刘东玲，等.造粒用秸秆粉碎机的研究与开发[J].农机化研究，2009（1）：157-159.

[12] 俞佳芝，余泳昌，朱星贤，等.4Q-1.5型秸秆粉碎机主要工作部件参数确定与校核[J].农机化研究，2006（9）：74-79.

[13] JB/T9822.1-1999，锤片式饲料粉碎机技术条件[S].

（责任编辑 屠 晶）endprint

对棉秆、桑枝条等木质素与纤维素含量较高的物料进行喂入切断时，在切断装置喂料口处设计了带有强制喂料压实机构的自动喂料扒进装置，如图2所示。切碎装置主轴转速通过减速器、分离手柄将转速转化为32∶1，此时动力通过万向节带动强制扒进喂料压实辊对硬质高纤维秸秆强制喂入切碎装置内。当切碎不同直径物料时，通过复位弹簧对扒进压实辊进行复位。此装置很好地保证了硬质高纤维生物质物料输送的均匀性、连续性，并能实现切碎喂料的主动、安全、连续、均匀。

2.2 切断装置

硬质高纤维物料强制入切断装置后，被切屑刀盘切屑成长度为20～30 mm的碎段。切屑刀盘作为粉碎机的关键部件之一，其作用是将木质类物质原料切削成细片状，因此切削刀盘的转速、切削刀等参数对切削力和切削功率都有很大影响[10]。在刀盘上布置切削刀时要考虑满足削片的条件，要保证连续切削、最小功率、 速度， 在切碎装置中刀盘上有2把切削刀，呈直线排列，每个刀片通过3个螺钉固定在圆盘上。

我国常见的盘式削片机转速一般在500～3 500 r/min[11]。对于盘式削片机，生产率与削片机主轴转速成正比；对于粉碎设备而言，为了使锤片将切削出来的细木片进行充分粉碎，要求粉碎机构具有较高的转速。但因切断装置只进行切碎作业，如转速过高，很容易造成切刀钝化及高转速下的切刀切割硬质秸秆时断裂，因此在优先确定粉碎装置转速及生产率的前提下，通过与连接粉碎装置的皮带轮进行动力传递，兼顾切屑装置和粉碎装置的转速要求。在优先确定粉碎装置转速下，综合考虑， 切碎主轴转速为粉碎转速的1/2倍，即为925 r/min。

2.3 粉碎装置

被切碎后的物料通过切碎装置和粉碎装置上的导向槽，将切碎过后的物料导向粉碎室内进行锤片打击、揉搓，最终达到粉碎要求后通过风引出料装置输出。粉碎装置结构如图4所示，包括皮带轮、轴承、主轴、销轴、锤片、机架和机座。主轴由固定在机座上的轴承支承，电动机通过皮带盘带动主轴旋转；锤架板安装在主轴上，在远离其回转中心的一端沿圆周方向开有均布的销孔，销孔内安装有销轴；销轴上安装了小隔套，由小隔套将锤片分隔开，锤片空套在销轴上，通过主轴的高速回转带动锤片对物料进行撞击，从而实现对物料的粉碎。

同时，经过对国内外锤片式粉碎机型的分析对比，结合配套动力、加工要求，初选锤片数量为128片，沿锤板架圆周均布4组销轴，每根销轴上安装32片锤片。常用的锤片排列方式有螺旋线排列、对称排列和对称交错排列[12]。为保证转子平衡、锤片磨损均匀，本研究中采用对称排列方式。

3 粉碎机的实际应用

为检验带风引出料装置的切粉一体化粉碎机的各项性能指标是否满足设计要求，包括生产率、吨料电耗、噪声、粉尘浓度等，将粉碎机应用于实际试验。试验时软质秸秆采用玉米秆、油菜秆、麦秆等。因秸秆存放时间较长，平均含水率均在10%以下。硬质高纤维秸秆采用棉秆与桑枝条等，平均直径在4～6 cm，含水率平均在10%左右。

3.1 试验条件与方法

试验方法参照国标GB/T6971-2007[13]《饲料粉碎机试验方法》进行，测定参数主要包括生产率、功耗、噪声、粉尘浓度等。在农作物秸秆合作社基地对样机进行了性能试验。试验仪器主要有PZ96-P3型三相功率表、TES-1351型声级计、JS-360型电子秒表、JJ1000型电子天平、Raytek ST60型红外线测温仪等。

3.2 试验数据处理

按照以上方法和条件，根据GB/T 6971-2007《饲料粉碎机试验方法》国家标准规定的测试规格、重复次数及数据采集方式，计算出各项测试数据和工况参数。其中，数据中的吨料电耗为主电机所消耗电能，噪声为整机6个不同方位时的平均值， 数据处理结果如表2所示。

经检测软质秸秆进行粉碎试验时，生产率均以超过1.2 kg/h，吨料电耗控制在33 kW/h内，其中玉米秸秆吨料电耗最低，主要为试验所用玉米秸秆为整杆式，提高了单位时间内喂入量。测得噪声都控制在86 dB（A）以内，符合JB/T9822.1-1999规定粉碎机噪声不大于93 dB（A）的要求。同时，采用风引出料布袋装袋的方式后工作环境的粉尘浓度平均在4.0 mg/m3，工作环境大为改善，完全满足NY/T1554-2007规定粉碎机粉尘浓度不大于10 mg/m3的要求。在对硬质高纤维物料进行先切后粉试验时，随着物料木质素含量的增加，能耗与噪声增加，生产率与粉尘浓度降低。物料中棉秆生产率为0.72 kg/h，桑枝条为0.62 kg/h，但吨料电耗分别为56.4 kW·h和64.6 kW·h。噪声提高的主要原因是切刀在进行切断物料时所发出的瞬间声响提高而引起。灰尘浓度与软质物料相比平均降低了1.5 mg/m3，说明硬质高纤维物料粉碎后的密度大于软质秸秆，致使粉料不易飘散。

4 结论

1）设计了带风引出料装置的切粉一体化粉碎机，解决了硬质高纤维秸秆粉碎时出现锤片裂纹及分次作业工序带来的能耗增加问题，且在切碎装置喂料口出带有强制喂料与压实辊，以解决硬质高纤维秸秆在喂入时不稳定问题，并通过风引出料装置将物料强制引出到帆布袋内进行收集装袋，作业环境大大改善。

2）软质秸秆试验结果表明，物料直接送入粉碎内进行锤片粉碎，机器运行平稳，平均生产率达到1.27 kg/h，吨料电耗平均为32.0 kW·h，作业时的粉尘浓度不超过4.5 mg/m3，轴承温升小于20 ℃，符合设计要求。

3）硬质高纤维生物质试验结果表明，物料先经切碎装置切碎后再进入粉碎室内粉碎。与软质秸秆相比，硬质高纤维物料的生产率明显降低，平均生产率为0.67 kg/h，吨料电耗为60.5 kW·h，作业时的粉尘浓度均在3.65 mg/m3，各项指标也符合设计要求。

参考文献：

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[3] 杨中平，郭康权，朱新华，等.秸秆资源工业化利用产业及模式[J].农业工程学报，2011，27（1）：27-31.

[4] 管小冬.农作物秸秆资源利用浅析[J].农业工程学报，2006，22（增刊）：104-106.

[5] 冯 伟，黄力程，李文才.我国农作物秸秆资源化利用的经济分析：一个理论框架[J].生态经济，2011（2）：94-96.

[6] 霍丽丽，侯书林，赵立欣，等.生物质固体成型燃料技术及设备研究进展[J].安全与环境学报，2009（12）：7-31.

[7] 王德福.MK90型锤片式粉碎机性能试验[J].农业机械学报，2005，36（7）：155-157.

[8] 毕晓伟，杨昕宇，阚志新，等.影响粉碎机工作性能因素的分析[J].农机化研究，2005，11（6）：74-75.

[9] 姚宗路，赵立欣，RONNBACK M，等.生物质颗粒燃料特性比较及对燃烧的影响分析[J].农业机械学报，2010，41（10）：97-102.

[10] 鲁晓初，南效景，刘曼茹，等.新系列锤片式饲料粉碎机几个技术参数的选择[J].饲料工业，1994，15（12）：19-21.

[11] 王永志，王跃勇，刘东玲，等.造粒用秸秆粉碎机的研究与开发[J].农机化研究，2009（1）：157-159.

[12] 俞佳芝，余泳昌，朱星贤，等.4Q-1.5型秸秆粉碎机主要工作部件参数确定与校核[J].农机化研究，2006（9）：74-79.

[13] JB/T9822.1-1999，锤片式饲料粉碎机技术条件[S].

（责任编辑 屠 晶）endprint

对棉秆、桑枝条等木质素与纤维素含量较高的物料进行喂入切断时，在切断装置喂料口处设计了带有强制喂料压实机构的自动喂料扒进装置，如图2所示。切碎装置主轴转速通过减速器、分离手柄将转速转化为32∶1，此时动力通过万向节带动强制扒进喂料压实辊对硬质高纤维秸秆强制喂入切碎装置内。当切碎不同直径物料时，通过复位弹簧对扒进压实辊进行复位。此装置很好地保证了硬质高纤维生物质物料输送的均匀性、连续性，并能实现切碎喂料的主动、安全、连续、均匀。

2.2 切断装置

硬质高纤维物料强制入切断装置后，被切屑刀盘切屑成长度为20～30 mm的碎段。切屑刀盘作为粉碎机的关键部件之一，其作用是将木质类物质原料切削成细片状，因此切削刀盘的转速、切削刀等参数对切削力和切削功率都有很大影响[10]。在刀盘上布置切削刀时要考虑满足削片的条件，要保证连续切削、最小功率、 速度， 在切碎装置中刀盘上有2把切削刀，呈直线排列，每个刀片通过3个螺钉固定在圆盘上。

我国常见的盘式削片机转速一般在500～3 500 r/min[11]。对于盘式削片机，生产率与削片机主轴转速成正比；对于粉碎设备而言，为了使锤片将切削出来的细木片进行充分粉碎，要求粉碎机构具有较高的转速。但因切断装置只进行切碎作业，如转速过高，很容易造成切刀钝化及高转速下的切刀切割硬质秸秆时断裂，因此在优先确定粉碎装置转速及生产率的前提下，通过与连接粉碎装置的皮带轮进行动力传递，兼顾切屑装置和粉碎装置的转速要求。在优先确定粉碎装置转速下，综合考虑， 切碎主轴转速为粉碎转速的1/2倍，即为925 r/min。

2.3 粉碎装置

被切碎后的物料通过切碎装置和粉碎装置上的导向槽，将切碎过后的物料导向粉碎室内进行锤片打击、揉搓，最终达到粉碎要求后通过风引出料装置输出。粉碎装置结构如图4所示，包括皮带轮、轴承、主轴、销轴、锤片、机架和机座。主轴由固定在机座上的轴承支承，电动机通过皮带盘带动主轴旋转；锤架板安装在主轴上，在远离其回转中心的一端沿圆周方向开有均布的销孔，销孔内安装有销轴；销轴上安装了小隔套，由小隔套将锤片分隔开，锤片空套在销轴上，通过主轴的高速回转带动锤片对物料进行撞击，从而实现对物料的粉碎。

同时，经过对国内外锤片式粉碎机型的分析对比，结合配套动力、加工要求，初选锤片数量为128片，沿锤板架圆周均布4组销轴，每根销轴上安装32片锤片。常用的锤片排列方式有螺旋线排列、对称排列和对称交错排列[12]。为保证转子平衡、锤片磨损均匀，本研究中采用对称排列方式。

3 粉碎机的实际应用

为检验带风引出料装置的切粉一体化粉碎机的各项性能指标是否满足设计要求，包括生产率、吨料电耗、噪声、粉尘浓度等，将粉碎机应用于实际试验。试验时软质秸秆采用玉米秆、油菜秆、麦秆等。因秸秆存放时间较长，平均含水率均在10%以下。硬质高纤维秸秆采用棉秆与桑枝条等，平均直径在4～6 cm，含水率平均在10%左右。

3.1 试验条件与方法

试验方法参照国标GB/T6971-2007[13]《饲料粉碎机试验方法》进行，测定参数主要包括生产率、功耗、噪声、粉尘浓度等。在农作物秸秆合作社基地对样机进行了性能试验。试验仪器主要有PZ96-P3型三相功率表、TES-1351型声级计、JS-360型电子秒表、JJ1000型电子天平、Raytek ST60型红外线测温仪等。

3.2 试验数据处理

按照以上方法和条件，根据GB/T 6971-2007《饲料粉碎机试验方法》国家标准规定的测试规格、重复次数及数据采集方式，计算出各项测试数据和工况参数。其中，数据中的吨料电耗为主电机所消耗电能，噪声为整机6个不同方位时的平均值， 数据处理结果如表2所示。

经检测软质秸秆进行粉碎试验时，生产率均以超过1.2 kg/h，吨料电耗控制在33 kW/h内，其中玉米秸秆吨料电耗最低，主要为试验所用玉米秸秆为整杆式，提高了单位时间内喂入量。测得噪声都控制在86 dB（A）以内，符合JB/T9822.1-1999规定粉碎机噪声不大于93 dB（A）的要求。同时，采用风引出料布袋装袋的方式后工作环境的粉尘浓度平均在4.0 mg/m3，工作环境大为改善，完全满足NY/T1554-2007规定粉碎机粉尘浓度不大于10 mg/m3的要求。在对硬质高纤维物料进行先切后粉试验时，随着物料木质素含量的增加，能耗与噪声增加，生产率与粉尘浓度降低。物料中棉秆生产率为0.72 kg/h，桑枝条为0.62 kg/h，但吨料电耗分别为56.4 kW·h和64.6 kW·h。噪声提高的主要原因是切刀在进行切断物料时所发出的瞬间声响提高而引起。灰尘浓度与软质物料相比平均降低了1.5 mg/m3，说明硬质高纤维物料粉碎后的密度大于软质秸秆，致使粉料不易飘散。

4 结论

1）设计了带风引出料装置的切粉一体化粉碎机，解决了硬质高纤维秸秆粉碎时出现锤片裂纹及分次作业工序带来的能耗增加问题，且在切碎装置喂料口出带有强制喂料与压实辊，以解决硬质高纤维秸秆在喂入时不稳定问题，并通过风引出料装置将物料强制引出到帆布袋内进行收集装袋，作业环境大大改善。

2）软质秸秆试验结果表明，物料直接送入粉碎内进行锤片粉碎，机器运行平稳，平均生产率达到1.27 kg/h，吨料电耗平均为32.0 kW·h，作业时的粉尘浓度不超过4.5 mg/m3，轴承温升小于20 ℃，符合设计要求。

3）硬质高纤维生物质试验结果表明，物料先经切碎装置切碎后再进入粉碎室内粉碎。与软质秸秆相比，硬质高纤维物料的生产率明显降低，平均生产率为0.67 kg/h，吨料电耗为60.5 kW·h，作业时的粉尘浓度均在3.65 mg/m3，各项指标也符合设计要求。

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（责任编辑 屠 晶）endprint