9FF-100 型方捆秸秆专用高效粉碎机的研制

张 杰 ，杨会国 ，郭 磊 ，孔令卓 ，赵 超 ，方 跃 ，李 浩 ，冯 斌 ※

（1.新疆农业科学院农业机械化研究所，新疆乌鲁木齐830091；2.新疆畜牧科学院畜牧研究所）

0 引言

随着秸秆收获方捆机械化技术的普遍应用，新疆牛羊养殖无论是家户型散养还是舍饲规模化养殖，所用玉米秸秆、麦秸、稻草三大秸秆都是方捆秸秆形式为主。方捆秸秆加工设备主要包括针对青、半干、干黄玉米长秆类作物设计的铡草机、锤片粉碎机、揉丝机等设备。无论是加工的质量、效率、能耗，还是劳动强度、操作安全性，都不能很好地满足方捆秸秆粉碎的要求。因此，如何有效提高方捆秸秆粉碎效率及加工质量，降低机具能耗和人工劳动强度，是现阶段牛羊规模化养殖中方捆秸秆加工的关键问题。为此，我们通过粉碎原理、方式的创新，研发出适合玉米秸秆、麦秸、稻草方捆秸秆粉碎的9FF-100 型方捆秸秆专用高效专用粉碎机。

1 主要结构及工作原理

1.1 主要结构

方捆秸秆粉碎机主要由喂料口、搅切刀、锤片组、筛片、出料管、壳体、机架、电机、电控柜等组成，适合玉米秸秆、麦秸、稻草三大方捆秸秆加工。

图1 方捆秸秆粉碎机结构示意

1.2 工作原理

方捆秸秆粉碎机启动后，人工将方捆秸秆整捆放入喂料口，解捆将捆绳抽出；手推方捆秸秆，秸秆接触到搅切刀后，在搅切刀作用下自动前行，被搅切刀进行一次搅切粉碎；在叶轮风力作用下，一次粉碎后物料进入锤片组，被锤片进行二次击打粉碎；二次粉碎后的物料被叶轮经出料管喷射而出；粉碎的长度由筛网尺寸控制。

2 主要技术参数

3 技术创新及特点

3.1 搅切刀

秸秆粉碎机上粉碎刀的结构和形状对秸杆粉碎质量、刀片使用寿命和机器能耗有重要的影响，不同种类的粉碎刀通常是形状、轮廓线和尺寸等的改变。在综合考虑刀片结构、形状等因素后，课题组突破传统粉碎机的切割方式创新设计了一种空间多方向、不同长度的切刀组合—搅切刀，搅切刀充分发挥了切刀结构简单、功耗低的优势，同时搅切的结构可使物料自动运行。如图 2 中序号 1、2、3。

图2 粉碎装置结构

3.2 搅切刀与锤片组合粉碎装置

搅切刀与4 组锤片组合，形成整机中的主要粉碎装置，如图2。锤片对粉碎过的物料进行二次粉碎，充分发挥锤片生产率高、适应性广的优势，而克服了消耗动力大、经济性差的缺点。

3.3 喂料口

送料口呈前大后小的开口状，大小适合目前的方捆秸秆直接整捆喂入。喂料口安装角度便于方捆秸秆与搅切刀接触后自动前行。送料口根部靠近粉碎腔位置安装单边活动的挡料板，防止粉碎过程中物料从送料口方向喷出伤人。

3.4 可和草料输送机组合，劳动强度低，安全性高

方捆秸秆粉碎机可单独使用，也可和草料输送机组合使用。与输送机配合使用时，人工将方捆秸秆顺序摆放在输送机上，抽取掉捆绳后，方捆秸秆由输送机送入粉碎机喂料口中。与粉碎机单独作业相比较，人工劳动强度更小，安全性更高，投入成本略微增加。

3.5 可和简易的草料库配套使用

从环保、粉碎中秸秆的收集、存放及安全性考虑，可以配套搭建简易的秸秆收集存放库。

4 试验情况

在新疆农科院安宁渠试验场、新和县进行了设备的试验示范。试验物料方捆秸秆单捆质量约14kg，尺寸50 cm×35 cm×1 000cm，每捆中单根秸秆平均长度约为300～500 mm。

通过多轮试验得出：

（1）当秸秆粉碎长度需要满足肉牛饲喂要求，粉碎后秸秆长度≤5 cm 时，生产率一般为3.5～4.5 t/h，标准草长率可以达到90%以上，而吨产品能耗不超过5.5 kW·h/t。与能满足肉牛饲喂长度的现有粉碎设备相比，生产率是目前现有功率为22 kW 设备的2 倍以上，标准草长率高20%以上。

（2）当秸秆粉碎长度需要满足肉羊饲喂要求，粉碎后秸秆长度≤2 cm 时，生产率一般为1～1.5 t/h。与目前能满足肉羊饲喂长度的部分锤片粉碎机相比，生产率高出 2～3 倍。

5 结论

新疆农业科学院农业机械化研究所研发出的适合各类方捆秸秆粉碎的9FF-100 方捆秸秆专用粉碎机可单独使用，也可配套草料输送机使用。设备具有生产率高（生产率是现有方捆秸秆加工设备的2 倍以上）、加工质量好（长度根据需要准确控制在2、3、5 cm 以内）、劳动强度低、操作安全性高（输送机送料，草料自动进粉碎机）的特点，同时结构简单，便于维护保养，是方捆秸秆加工的高效专用设备。