9LRZ-2.7自走式青黄贮秸秆收获机揉切粉碎装置的研究设计

张武军，孙延智，杜小荣，曹　鹤，刘玉龙

（新疆中收农牧机械有限公司，新疆乌鲁木齐　830013）

9LRZ-2.7自走式青黄贮秸秆收获机揉切粉碎装置的研究设计

张武军，孙延智，杜小荣，曹鹤，刘玉龙

（新疆中收农牧机械有限公司，新疆乌鲁木齐830013）

摘要：揉切粉碎装置是9LRZ- 2.7自走式青黄贮秸秆收获机的核心部件,其决定了机器的工作性能、秸秆揉切粉碎质量、功率消耗大小及用户的满意程度，为此我们设计了"人"字型动刀揉切双滚筒粉碎装置。文中介绍了揉切双滚筒结构参数和揉搓双凹板结构对切碎性能、物料输送流畅的影响,确定了高性能的工作参数。经过试验表明,该结构揉切粉碎性能优良、物料适口性好。

关键词：揉切；粉碎；双滚筒；“人”字型动刀

我国具有丰富的农作物秸秆资源，每年生产约5.7亿t作物秸秆，秸秆利用率仅有30%，如将秸秆经过合理的加工可以做为广大农牧区饲养牲畜的主要饲料，对节约资源、保护环境、增加农民收入、促进农牧业可持续发展具有深远的现实意义。国内处理秸秆的主要方法有四种，一是氨化或碱化后饲喂；二是经过青贮后喂饲；三是直接喂饲；四是加工草粉制成颗粒喂饲。前三种都是以传统的铡切方式粉碎，其粉碎不带有揉搓功能，适口性差，消耗动力大，并在作业过程中需要刃磨刀片，影响效率。

面对畜牧业大发展的有利时机，我公司抓住机遇研制开发出一款新型的自走式青黄贮秸秆收获机，主要用于收获麦秆、豆秆、棉秆、葵花秆、玉米杆等农作物秸秆，该机采用了新型的揉切粉碎方式，提高了饲料的适口性，与传统的铡切方式相比降低了动力消耗25%左右，降低了能耗，解决了作物秸秆的揉搓效果差的问题，提高了秸秆破节率，保证了标准草长率等主要参数。

1　结构及工作原理

揉切粉碎装置是9LRZ-2.7自走式青黄贮秸秆收获机的核心部件（图1）。该装置由采用“人”字型动刀的第一揉切滚筒1，第二揉切滚筒3，和配套栅格立刀揉搓凹板2，揉搓凹板4，抛送轮装5，抛送筒6及揉切抛送室焊合7等部件组成。其中核心部件为“人”字型动刀第一、第二揉切滚筒（图2）。揉切滚筒由8组动刀座板组成，每组动刀座板装配13组“人”字型动刀，8组动刀座板上的动刀成交错排列，栅格揉搓凹板上的定刀采用直刀片且与动刀成交错排布。工作原理：作物秸秆由前端输送装置喂入揉切粉碎装置，在第一揉切滚筒的高速旋转下，通过第一揉搓凹板产生的阻尼作用进行初步揉搓、粉碎，再通过第二揉切滚筒和第二揉搓凹板进一步揉搓、粉碎，从而得到即柔又碎适口性较好的青黄贮饲料。本揉切粉碎装置属创新型技术，结构简单，刀片使用周期长，成本低，不用刃磨，更换方便。

图1　揉切粉碎装置结构示意1.第一揉切滚筒装配2.第一揉搓凹板3.第二揉切滚筒装配4.第二揉搓凹板5.抛送轮装置6.抛送筒7.揉切抛送室焊合

2　主要参数

（1）动刀与凹板间隙决定粉碎秸秆的长度及草料的输送是否顺畅。经多次场地试验确定第一滚筒与第一凹板入口间隙为22～25 mm，出口间隙为5～8 mm。第二滚筒与第二凹板入口间隙为25～35 mm，第二滚筒与第二凹板出口间隙为5～8 mm。

（2）揉切滚筒直径500 mm，第一揉切滚筒线速度50 m/s,第二揉切滚筒线速度44 m/s。

（3）刃角δ指刀刃磨刃面与背面的夹角。刃角对切割比功（切割每单位面积断面秸秆所消耗的能

量）有很大影响。研究证明，随刃磨角的增大，切割比功也增大；而刃角过小时，又不耐磨。平板刀的刃角一般都较小，常取为21°～25°，考虑到刀刃的强度,经过试验，确定本机刃角为25°。

（4）经过多次场地试验，调整相关参数以及后续的田间试验，最终确定了揉切粉碎装置的相关数据（表1）。

表1　揉切粉碎装置相关数据

图2　“人”字型动刀揉切滚筒1.揉切滚筒轴2.动刀座板3.动刀座4.动刀片5.幅盘毂

图3　定刀和动刀刀片刃角

3　推广应用

2012年，该装置经完善配置到样机上，在昌吉、乌苏、吐鲁番等地进行了田间试验。10月份由自治区农业机械试验鉴定站对该产品进行了鉴定，2013 年12月通过了国家部级鉴定。两年来在巴州、阿克苏、喀什、哈密等地区广泛应用，赢得了用户的赞许，同时也得到了自治区相关政府部门的大力扶持，2013年被自治区科技厅列为高新技术研究发展计划项目。

参考文献：

[1]中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册[K].北京，中国农业科学技术出版社，2007.

[2]滕绍民，王泽群，李洋等.切割方式与切割阻力的理论研究[J].农机化研究，2009，31（5）：89～96.

[3]赵清华，车刚，万霖等.新型青贮饲料收获机滚筒切碎器的设计与试验研究[J].黑龙江八一农垦大学学报，2006，18 （6）：43～46.

收稿日期：2015-01-13

文章编号：1007-7782（2015）01-0010-02

中图分类号：S225.8

文献标识码：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.01.004