甩刀式玉米秸秆切断揉搓机的研制

陈海霞

(黑龙江省农业机械工程科学研究院 齐齐哈尔农业机械化研究所，黑龙江 齐齐哈尔 161005)

0 引言

玉米秸秆是农业生产副产物中重要的生物质资源[1]，是以饲料为主的粮、经、饲兼用作物，也是工业、农业的重要生产资源。据国家玉米产量数字统计，按草谷比取值1.1计算[2]，2017年的玉米秸秆产量约为2.37亿t，占全国秸秆总产量的 24.17%， 居全国各类农作物秸秆产量之首。玉米秸秆含有丰富的营养和可利用的成分，是反刍类动物的理想饲料原料。但玉米秸秆由于其纤维素含量高，直接应用适口性差，采食率低，必须经机械化处理，进行切断、揉搓加工，改变秸秆性状，使其利于采食，提高秸秆利用率，为此设计了甩刀式玉米秸秆切断揉搓机。

1 主要结构及工作原理

1.1 主要结构

该机主要由机架、喂入机构、过桥、定刀、转子总成、齿板、出料斗等部分组成，具体结构如图1所示。

1.机架；2.定刀；3.定刀固定板；4.过桥；5.喂入链；6.喂入装置；7.喂入斗；8.喂入链导向轮；9.压草辊；10.上挡板；11.上喂入辊；12.压缩弹簧；13.下喂入辊；14.上侧板；15.上围板；16.动刀；17.动刀架；18.甩刀；19.齿板

1.2 工作原理

工作时，整株玉米秸秆送入喂入机构，由喂入链向机器内输送，进入压草辊下方，根据料层厚度不同，压草辊会上下浮动，经压草辊初步压缩，再由上、下喂入辊强制压实向机器内导入，经连接过桥送入定刀刃上，在高速旋转动刀的铡切与锤击下，秸秆被切断，同时破节，并被迅速带入机器内部，进入揉搓区，在齿板与甩刀间被反复划切、揉搓，被切断的秸秆段变成细碎的柔丝状秸秆丝，在甩刀的带动及斜齿板的导向下，逐渐由出料口排出，保证了生产的高效性与连续性。

2 关键部件结构

2.1 喂入机构

喂入机构主要由喂入链、压草辊、上喂入辊、下喂入辊组成，压草辊位于喂入链的上方、上喂入辊的前方，压草辊为光辊结构，可在圆弧轮廓线上45°角范围内上下自由浮动；上喂入辊与压缩弹簧相连，两端固定在滑块上，滑块可在固定轨迹范围内垂直上下滑动，根据秸秆料层喂入厚度，在压缩弹簧控制下上下浮动，对喂入料层起到加压及强制喂入的作用，利于秸秆进入切断装置；上喂入辊与下喂入辊均由规则的齿形凸起组成，在圆周方向对称交错排列，如图2所示。喂入链、压草辊、齿形喂入辊的结合，保证了秸秆的喂入量和均匀连续喂入。

图2 喂入辊示意图

2.2 秸秆切断装置

秸秆切断装置主要由定刀、动刀组成，动刀安装在动刀架上，定刀固定在机架上，动、定刀安装配置如图3所示。

1.机架；2.定刀；3.定刀固定板；4.动刀；5.动刀架；6.转子轴；7.刀架法兰盘；8.上围板；9.出料斗

定刀安装在下喂入辊后方，立式固定在定刀固定板上，上下可调，定刀固定板安装在机架上，定刀水平安装，刀刃与喂入辊平行，动刀径向倾斜安装，动刀刃与定刀刃在切割秸秆时呈划切状态，减少切割阻力。动、定刀间隙可通过安装长孔调节。

2.3 转子总成

转子总成由转子轴、刀架法兰盘、动刀、动刀架、甩刀、销轴、轴套等组成。转子轴与喂入辊平行，切断刀片与揉搓刀片同轴安装，四片动刀分别安装在动刀架上，动刀架通过销轴铰接在前方两固定盘之间，可以自由转动，动刀倾斜安装，与水平面呈一定角度，长孔安装，与定刀间隙可调；四组甩刀安装在转子总成后方，通过销轴铰接在法兰盘上，周向呈螺旋状交错排列，在揉搓秸秆的同时，将秸秆向出料口推送，防止过度揉搓及物料堵塞；甩刀刃呈锯齿形，利于抓取揉搓秸秆；齿板为斜齿形状，安装在机架上下围板上，以纵向中轴面为对称中心，两侧对称安装；出料斗位于下壳体后方，如图4所示。

1.机架；2.定刀；3.定刀固定板；4.过桥；5.转子轴；6.刀架法兰盘；7.动刀；8.动刀架；9.销轴；10.轴套；11.转子总成；12.甩刀

3 结论

设计的甩刀式玉米秸秆切断揉搓机，采用齿式喂入辊与喂入链组合喂入机构，能够很好地抓取碾压物料，将秸秆强制喂入，保证了喂入量和喂入秸秆的连续性；切断动刀与揉搓刀同轴布置，结构简单、紧凑，切断的秸秆易于流入揉搓区；甩刀式结构，径向切力大，又能避免遇到坚硬物品对刀片的损害；螺旋排列的锯齿形揉搓刀片能够快速将切断的秸秆段带入，在齿板与刀片间进行不断地划切与揉搓，让质地较硬的玉米秸秆迅速变成柔软的丝状物，并排出机外，生产率较高，提高了玉米秸秆饲料的利用率，减少了资源浪费。