秸秆丝打捆机结构设计

孟青 尚锐 周国强

摘要：本文参考国内的秸秆设备，设计了一种秸秆丝打捆机。本文设计的秸秆丝打捆机主要由成形装置、缠线装置、上料装置和机架底座组成。成形装置将秸秆丝滚成圆柱捆;缠线装置将圆柱捆缠绕捆住;上料装置将秸秆丝送进成形装置;机架底座为整机的支承与运行部分。

关键词：打捆机;秸秆丝;成形装置;缠线装置

中国分类号：S23 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2018）06-0133-02

秸秆丝打捆机是为了满足青饲料加工贮藏而研发的一种农业包装机械。它是将搓丝机加工后的丝状秸秆打捆，可以与搓丝机、包膜机等配合使用。它的运用不仅解放了人力、提高了效率，还降低了青饲料加工的生产成本。秸秆丝打捆机可以实现秸秆丝的成形打捆、缠绳功能。本文主要介绍了成形装置，缠线装置，上料装置以及机架底座四个组成部分的结构。

1秸秆丝打捆机工作原理

人工将丝状秸秆送到传送带上，传送带将秸秆送入秸秆打捆机内部，经过机器内的多根卷料辊子搅动，由于辊子之间组成了大于四分之三的圆周阵列，秸秆可以在机器内被反复旋转、搅动，秸秆缠绕到一起，成为圆柱体。随着秸秆不断送到机器中，圆柱体逐渐增大，成为秸秆捆。当圆柱捆达到预定大小后，人工停止加料，将麻绳一端扔进机器内，麻绳随着秸秆捆一起旋转，同时麻绳带动塔轮旋转，间接驱动引线装置直线往复移动，使麻绳均匀缠绕到秸秆捆上。一段时间后，凸轮驱动压杆压紧压块，限制麻绳的供给，麻绳被拉紧、抻断。人工扳动操纵杆，弹开后盖，打捆后的秸秆被辊子甩出，完成作业。如图1所示。

2秸秆丝打捆机成形装置设计

秸秆丝打捆机成形装置为本文核心装置，是完成秸秆打捆的必要组件。本方案设计要求为打圆柱捆。参考目前国际上的通用做法，决定采用成形辊子做270度圆周阵列排布，外加两侧挡板构成成形室。在作业的过程中，随着机器的运转，秸秆丝经过上料装置送入成形室，如图1所示。在旋转的成形辊子作用下秸秆丝旋转成草芯。随着越来越多的秸秆丝进入成形室并且不断旋转逐渐形成秸秆捆，继续上料，通过进料口查看秸秆捆的状态，当秸秆捆长大到合适大小时，停止加料。将缠绳装置上的麻绳头扔到成形室内，秸秆捆将麻绳缠到自己身上，完成打捆缠绳工作。缠线作业完成后，通过开舱把手开启成形室的活动舱门将草捆弹出，如图3、4所示。合上舱门继续加料进行下一个打捆缠绳作业。为了减轻重量，成形辊子采用45钢材作为内芯，硬质塑胶作为外层。根据同类产品设计经验，在成形辊子外层上以长度中点为对称点沿圆周开入字形槽。这样，辊子在径向就不是完全对称的结构。如图2所示。这种外形的成形辊子是生产厂家多年的设计经验总结出来的。采用这种外形的成形辊子可以保证秸秆捆中心始终相对两侧有足够高的转速，可以提高秸秆捆的密实度。同时人字形的外形可以给秸秆捆由中心指向两侧的轴向力，可以使秸秆丝在成形室中均匀平摊，不至于中心过于密，而两侧疏松。与此同时，人字形外形设计，可以平衡辊子自身的轴向力，减小两侧轴承的承载负担。因此，这种外形设计实乃一举多得。

由于打捆缠线完成后必须将秸秆捆弹出，才能进行下个缠线打捆作业，因此成形时必须采用可以开合的舱盖。而且多根棍子组成270度圆周阵列，必须考虑好这些辊子的空间排布，以及固定方法。经过多番思考和参考市场上成熟的机型，设计出了如图3、

4所示的成形装置。

由于打捆缠线完成后必须将秸秆捆弹出，才能进行下一个缠线打捆作业，因此成形时必须采用可以开合的舱盖。而且多根棍子组成270度圆周阵列，必须考虑好这些辊子的空间排布，以及固定方法。经过多番思考和参考市场上成熟的机型，设计出了如图3、4所示的成形装置。

3秸秆丝打捆机缠线装置设计

为了减少传动结构，降低制造成本，本文的缠线装置动力取自成形室中旋转的秸秆捆。缠线装置选用的线材为直径5mm的麻绳。当成形作业完成后，人工将缠线装置上的麻绳一端喂入成形室中，成形室中已经成形的秸秆捆会把麻绳当作秸秆丝一样聚集到自身，不断从缠线装置中扯出麻绳往自身缠绕，如图5、6所示。

缠线装置利用引线环巧妙地使麻绳从麻绳卷到秸秆捆的过程中有一段时间绕在槽形轮上并与之摩擦，使槽形轮转动进而驱动缠线装置，这样缠线装置就利用了秸秆捆赋予麻绳的动力。

为了使秸秆捆缠绳均匀，需要引线执行头动态改变出线外置。本文参考缠线器的工作原理，设计出了缠线过程中可以沿着平行于秸秆捆中心轴线往复移动的引线执行头，如图5所示。

4上料装置和机架底座设计

秸秆丝上料是人工上料，经输送上料装置到达成型室，如图7、8所示。上料多少由人工掌握。输送带上料是上料的成熟方法。

机架底座既是整机的支承，也是动力机的底座。动力机电机通过带传动，再通过链传动将动力传递给成型装置和上料装置，使整机工作，如图9所示。该种机架底座承力强、寿命长、外形美观，并可移动，适应能力强。

5结语

植物尾料的合理消化和利用是我国目前急需解决的问题。我国地源广阔，植物资源丰富，每年产生的植物尾料更是丰富。这些尾料不能合理利用，就会对我国的土地和环境产生污染和破坏，因此将秸秆植物尾料转化和利用是我国目前发展和提倡的。

本文设计的秸秆丝打捆机结构简单、紧凑，工作可靠，易于操作，价格便宜。将其与揉搓机和圆捆包膜机组合使用，可构成秸秆加工生产线。秸秆经过揉搓机揉搓变成秸秆丝，再由秸秆丝打捆机打捆，然后由圆捆包膜机包膜。这种青贮方式是目前国际上最先進、最灵活，也是效果最好的青贮方法。经过包膜的秸秆捆可以实现厌氧发酵，提高营养价值，便于牲畜消化，同时可以极大地延长保质期。

本文设计的秸秆丝打捆机不仅适用于玉米秸秆丝的青贮，也适用于揉搓碎的甘蔗尾叶、地瓜藤、芦苇、豆秧的青贮。这种植物尾料的处理方法弥补了畜牧业饲草料来源不足且质量低下的缺陷，并降低了喂养成本，提高了肉或奶的产量及质量，可以使牧草业走向更大的发展空间。

参考文献

[1]马兴国.玉米青贮打捆机设计[J].机械设计与研究，2010（5）：29-36.

[2]马清艳，王彪，刘永姜.玉米秸秆打捆机的设计[J].安徽农业科学，2011 （3）：107-109.

[3]杜韧，张立志.圆捆机成型室原理与发展趋势[J].农业机械，2007 （18）：52-58.

[4]赵毅彬，张勇，何伟宁.玉米秸秆打捆青贮机的研究与探索[J].广西农业机械化，2012 （5）：32-39.

[5]高德.包装机械设计[M].北京：化学工业出版社，2000.