關鍵詞：秸稈；粉碎回收；輸送；二次粉碎
0、引言
中國是世界秸稈大國，隨著現代農業的發展，農作物產量不斷提高，使得秸稈總產量總體呈不斷增長之勢。目前，全國棉花種植面積5. 30×106hm2，其中新疆棉花種植面積超過1.50×106hm2，占全國棉花播種面積28%。按照每公頃地產棉秸稈4500kg計算，全國每年棉秸稈產量約為2.40×107t。我國的秸稈開發利用主要是從三個方面來進行的：一是秸稈還田，包括整株還田和粉碎還田兩種；二是作為家畜飼料，包括直接飼喂、粉碎飼喂及氨化、青貯、微貯等處理后飼喂；三是作為相關工業原料利用，如用于造紙、制炭、編織等。提高農作物秸稈的綜合利用水平，實現棉花秸稈的資源化和商品化，對提高資源利用率、環境保護和農民增收等方面具有重要意義。
通過查找國內外相關機械化秸稈粉碎技術資料顯示，目前國內根據秸稈粉碎原理主要有立軸圓盤式粉碎裝置、橫軸甩刀式粉碎裝置和滾刀式粉碎裝置。圓盤式秸稈粉碎機有代表性的是SMS-1500型秸稈粉碎機，該機具有可以平穩切割和拋灑秸稈、作業振動小、能耗低等特點，在切割秸稈工作時采用往復式切割器，能夠實現收割后的秸稈根茬整齊、高度低。楊星釗等人研制開發了一種4FMJB-180型秸稈粉碎玉米免耕精播機，該機具有一機多功能，可實現田間作業時一次完成稻麥類作物秸稈粉碎還田、玉米免耕施肥精播和覆土鎮壓等多項農藝的復式作業，具有結構合理、成本低、功能多、易于調整和操作等特點。劉旋峰等人介紹了一種新型滾刀式秸稈粉碎裝置，采用有支撐切割的原理，采用與拖拉機行走輪旋轉方向相同的滾刀和與地面平行的定刀進行有支撐切割，利用風機葉片可對秸稈進行二次切割，具有功耗小、工作后的地表殘留物少、灰塵小、工作效率高等特點。美國于20世紀60年代初首先嘗試在聯合收割機上使用粉碎裝置對秸稈粉碎還田，其后研制了與90kW拖拉機配套的60型秸稈切碎揉碎機；意大利OMARV公司開發出多功能秸稈還田機，可適用于不同的農作物，但是價格昂貴。西班牙AGRIC公司著重研發立式秸稈粉碎還田機，與聯合收割機或拖拉機配套作業，主要用于玉米秸稈、棉桿等硬質秸稈的粉碎還田。法國在聯合收割機上集成了莖稈切碎還田機，作業幅寬為2～4 m；丹麥研發的SKT系列秸稈還田機，與小功率拖拉機配合使用，可滿足中小規模秸稈還田作業的需求。在以上研究的裝置中，均能實現秸稈的機械化粉碎還田作業，但部分裝置價格昂貴，不能對粉碎后秸稈進行回收利用，限制了秸稈粉碎后的使用范圍。因此，亟需設計出一種結構簡單、性能穩定、作業質量高的秸稈粉碎回收機械，提高秸稈綜合利用水平，實現秸稈粉碎回收作業的機械化。
1、秸稈粉碎回收機結構及工作原理1.1結構構成
秸稈粉碎回收機主要由機架、變速箱、一次粉碎機構、輸送機構、二次粉碎機構及地輪等組成，其結構如圖1所示。該機的機架由型鋼焊接而成；懸掛裝置采用三點懸掛方式與拖拉機進行掛接；變速箱的動力傳輸主要以皮帶傳送為主。
輸送機構主要由螺旋輸送裝置及風機兩部分組成；二次粉碎機構采用螺旋式排列的直刀型甩刀。
1.2技術原理
工作時，機具與拖拉機采用三點懸掛方式進行掛接，拖拉機動力輸出軸經萬向節將動力傳給變速箱，變速箱將動力通過皮帶傳送給一次粉碎機構、輸送機構、二次粉碎機構。一次粉碎裝置將棉秸稈初步粉碎后并拋送到攪龍輸送裝置，攪龍裝置將粉碎后的秸稈運輸至風機，風機將秸稈輸送至二次粉碎機構，二次粉碎機構對秸稈進一步粉碎，并將秸稈通過輸出管道拋送至回收箱中。
2、關鍵部件結構設計
2.1一次粉碎機構設計
一次粉碎機構主要由定刀、動刀輥（如圖2所示）等組成。動刀輥采用橫軸布置，動刀采用錘片式Y型刀片。當刀輥轉速較小時，棉秸稈不能充分粉碎，部分粉碎后的棉秸稈長度過大，達不到秸稈粉碎還田農藝要求；當刀輥轉速較大時，雖對棉秸稈粉碎有利，但相應的功耗增加，刀具磨損加劇，機具振動也隨之增大。因此，綜合考慮莖稈無支撐切割最小速度及機具作業速度后選擇一次粉碎刀輥轉速n1=2000 r．min-1。
由于棉秸稈粉碎還田采用無支承切割，且刀輥轉速較高，故甩刀尺寸不易過大，以免造成機具工作的不平穩，考慮到對粉碎棉稈的拋送作用，結合現有的秸稈粉碎還田機，選取甩刀的寬為60mm,長度為165 mm，Y型甩刀設計成凹面圓弧形。甩刀材料為優質碳素結構鋼65 Mn并且刃口經淬火處理。
秸稈粉碎還田中，在機具前進速度、作業幅寬及刀輥轉速一定的條件下，刀片的數量與粉碎效果密切相關，刀片的數量越多，粉碎過程中容易造成堵塞，妨礙秸稈的順利拋送，同時消耗的功率也隨之增大，增加了制造成本；刀片的數量過少，達不到秸稈粉碎還田的農藝要求，造成秸稈的漏割。(0. 02～0. 04)片·mm-1，則Y型刀片的數量可由式1確定：
2.2輸送機構設計
輸送機構主要用于將一次粉碎的秸稈運輸到二次粉碎裝置。輸送過程中要保證粉碎后的秸稈能及時順利地輸走，不出現堆積現象。固體物料輸送有多種形式，如帶式輸送、斗式輸送、攪龍輸送、振動輸送和氣力輸送等。根據物料特性，即秸稈特性和一次秸稈粉碎裝置結構，選擇攪龍輸送裝置和風機輸送裝置聯合輸送。其工作過程為一次粉碎后的秸稈被拋送至水平安置的攪龍內，高速旋轉的攪龍將秸稈輸送至物料輸送風機，風機通過風壓將秸稈吹送至二次粉碎裝置。攪龍機構結構簡單、橫截面尺寸小、工作可靠、制造成本低；風機輸送機構運行可靠而穩定，效率高、工況適應性強。
2.2.1攪龍輸送裝置
攪龍輸送裝置如圖3所示。螺旋葉片直徑是螺旋給料器的重要參數，直接關系到給料器的生產量和結構尺寸。一般根據螺旋給料器的生產能力、輸送物料類型等確定葉片直徑。
3、結論
設計的集一次粉碎機構、輸送機構、二次粉碎機構等為一體的秸稈粉碎回收機。該機能有效減少焚燒秸稈產生的環境污染，實現秸稈回收的機械化，提高秸稈綜合利用水平。
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