0、引言
    隨著農村產業結構的調整，畜牧業發展速度加快，牲畜生長所需飼草缺口很大，當前尋求飼料資源的主要目標是農作物秸稈。我國每年有2億—3億t農作物秸稈等被粉碎加工成飼料，加工量很大。農作物秸稈類等粗纖維質飼料含有多種維生素、蛋白質及微量元素，粗飼料容積較大，質地粗硬，對牲畜腸胃有一定刺激作用。對牲畜而言，這種刺激有利于其正常反芻，是飼養過程中不可缺少的一類飼料。青飼料的利用特點和營養價值高低主要取決于作物種類和生長時期。一般隨著植物的成熟，莖葉迅速變硬變粗，利用價值也隨之下降。因此，本文著重對青秸稈物料的加工給予研究。
    在粗飼料生產過程中，需把秸稈牧草等粉碎，但又不能加工得過細。秸稈牧草等青飼料等含有較多水分，如果過度加工，產品將呈面團狀或泥狀。這樣的粗飼料容易在牲畜胃內沉積，不但影響反芻和飼料的消化，還容易引起牲畜胃積食等疾病。
    因此，研制一款適合于加工秸稈牧草等青飼料的專用加工設備，將為牛羊等養殖戶或農場解決飼料來源問題，給其帶來一定的經濟效益，促進飼料加工業和養殖業的不斷進步。
1、秸稈粉碎機現狀分析及粉碎方式比較選擇
    當前，對物料進行粉碎主要有打擊、揉搓、鋸切和滾壓等方式，為此應針對不同的物料則采用不同的粉碎方式，以提高粉碎效率及質量。
1.1錘片式粉碎機
    秸稈類粗纖維青飼料一般徑向尺寸比較大，在被粗切成小段后，如用錘片式粉碎機進行粉碎，由于尺寸較大，物料與錘片的接觸面積較大，同時錘片棱角與物料的接觸幾率小，加之現今的市場上的錘片式粉碎機多為有篩粉碎機，含有水分較多的青秸稈物料極易造成篩孔阻塞，導致粉碎效果很差，因此不宜采用錘片式粉碎機。
1.2切碎機
    切碎機的加工對象為瓜果等含纖維質較少的物料，對瓜果粉碎能取得較好的效果，但是對秸稈類粗纖維物料進行加工則粉碎效果很差，遠遠不能達到粉碎要求。加工過程中只是將粗纖維青飼料進行一次性切碎，不能達到飼喂要求或者化學處理等后續加工的要求。粗纖維青飼料粉碎機的研究還處于初級研究階段，雖然在美國曾研制出一款秸稈粉碎桶，但還不夠完善，只是對其進行了相關報道，技術資料也不可獲得，加工對象也是干物料。
1.3揉搓滾壓
    揉搓滾壓方式多用于顆粒物料及于粗纖維物料的加工。由于粗纖維青飼料含水量比一般干物料（含水量≤20%）高很多，很多微量元素也溶于水中，采用揉搓滾壓加工方式會丟失很多水分，大量微量元素也將隨之丟失，且容易加工成泥狀，不能滿足喂飼要求。
    通過比較可得，要實現對粗纖維青飼料的粉碎，同時不喪失飼料的營養性，應多次鋸切碎加工較好的加工方式，既能滿足粉碎粒度要求，又極大地減少了營養成分的丟失。
2、粉碎機結構設計
2.1  主要設計要求
    針對農村養殖戶特別是大中型農場養殖人員的經濟和生產使用條件，結合機械設計要點，該機的設計需滿足以下要求：一是有較好的適應性，能加工多種物料，對秸稈類青物料粉碎效果好；二是結構簡單，尺寸緊湊，占地少；三是使用與維護簡便，安全可靠。
2.2總體結構
    根據秸稈類物料的尺寸特點及現代粉碎理論，確定本機械主體為臥式結構，整體由進料口、切割器、粉碎室、排料口、機身及動力傳動部分等機構組成。
2.2.1  進料和切碎器部分
    結合秸稈等物料尺寸較大的特點，采取側向進料方式，以方便進行人工進料操作。為了防止纏繞以及便于后續加工，對進入進料口的物料應進行初切。在人料口的下方安裝有定刀，與轉子上的兩把動刀構成切割器，以滾刀的形式對物料進行初步切碎。
2.2.2粉碎室
    粉碎室由齒板和轉子組成。齒板分為上下兩塊，安裝在機體內壁的圓周側壁上；轉子為錐形筒，錐形筒外表焊接有動刀片支架，其上裝有4列動刀片。動刀片在轉子支架上采用螺旋線排列。由于高速旋轉的動刀片對秸稈類物料的鋸切作用，完成了青物料秸稈的粉碎過程。
2.2.3排料部分
 排料口位于機體下部的側面，截面呈矩形，出料口采用調節插板來控制粉碎物料的粗細度。
2.2.4機體傳動部分
    機體由圓錐筒形殼體、機架以及機蓋等組成。機體形狀為錐形筒，采用沿軸線剖分為上下兩部分，材料為普通用鋼；機架采用普通角鋼焊接而成，4只腳由地腳螺栓與地面固定。電動機采用Y系列三相電動機，安裝在機架橫拉桿上，通過傳動帶傳送動力。
3、工作原理及特點
    該機工作時，秸稈類物料從進料口徑向進入機體后，受到安裝在轉子上端高速旋轉的動刀配合定刀板所產生的剪切作用切成碎段，而后碎段物料進入錐形粉碎室；在高速回轉的動刀片鋸切作用下，使秸稈類物料得以不斷切碎。由于動刀片呈螺旋狀排列，對物料具有軸向推動和較強的攪動作用，將物料從進口經螺旋運動軌跡不斷被切碎后從排料口排出，完成物料的粉碎加工過程。該機具有如下特點：
    1)采用較大直徑錐形筒轉子，在滿足粉碎工作線速度的情況下降低了噪音；
    2)錐形筒轉子上安裝4列按螺旋線排列動刀組，以增加物料在粉碎室內受切割的次數以及運動的無序性，提高粉碎效果；
    3)采用無篩形式，可以較大地提高生產率，降低電耗。
    從工作原理及其結構特點分析，該粉碎機顯著區別于傳統粉碎機，提高了粉碎效率。
4、主要零部件參數確定及計算
4.1轉子
    轉子由錐形筒、粉碎室動刀組和切碎器等組成。
4.1.1錐形筒
    考慮粉碎工作線速度的要求，轉筒設計成錐形筒，用螺栓固定在主軸上，內有加強筋板支撐。
    由于實現秸稈物料的切割有速度要求，因而限定了錐形筒的直徑。鑒于秸稈物料切割速度約為30m/s，該機選定的電動機同步轉速為1500r/min。
4.1.2切碎器
    切碎器安裝在進料口處，由動刀和定刀板組成。動刀為安裝在轉筒端部上的直刃口（或者弧形刃口）刀片，材料采用65錳鋼，兩側開刃，以便于磨刀和減少磨刀次數；定刀板固定在進料口處，其作用是與動刀配合共同完成對秸稈類物料切割。切碎器對物料實行滾動切割，達到對物料的初切碎作用。
    物料的喂入速度，初次切碎的物料長度L-般為0.005 -0.015m為宜，取中間值L=0.0lm。
    滾刀的數目k由L=60vl/kn求得。當k=l時，￡z0.\004m<0. 015m。可見，滾刀數目k=l為時已滿足要求。但為保證切割平穩，轉動平衡，以降低粉碎機的振動與噪音，取k=2。
    滾刀采用矩形直刃口刀，由于刀片與秸稈等物料的滑切角下范圍為200 - 600，為保證轉筒轉動過程中動定刀刃口之間的間隙變化在0.5 -1.0mm范圍內，應盡量減少動刀刃口線與轉動軸之間的夾角。因此，取較小的安裝角，保證在切割中對物料有一定的滑切作用，從而減小切割功率損耗。同時，為了避免從人料口送來的莖稈端部和刀片背部發生劇烈摩擦而增加功耗，動刀刃口工作表面與刃口垂線間應有30 -50的傾斜角，其結構如圖2所示。
4.1.3動刀組
    刀片形狀為盾形，雙側弧線刃口，結構如圖3所示。其材料采用65錳鋼，并進行相應的熱處理，以增加耐磨性。
    動刀組采用螺旋線對稱排列，轉動過程中增加物料運動的無序性，能加強對秸稈類物料的粉碎作用，其展開圖如圖4所示。
4.2齒板
    齒板分為4片，均勻安裝在機體內壁的圓周側壁上，其作用是阻礙物料運動，降低物料在粉碎室內的運動速度，增強對物料搓擦和摩擦作用，這對于纖維多和韌性大的秸稈類物料粉碎效果十分顯著。齒板采用鑄鐵制造，齒形為人字形，其表面激冷成白口，以增強耐磨性。
5、結論
    1)青狀秸稈粉碎機型可滿足廣大農戶特別是農場對秸稈等青狀纖維質類物料粉碎的加工要求，并可以作塊狀類物料切碎機使用。
    2)該機采用分步加工程序，能很好地將秸稈類切斷切碎，刀片拆卸和磨刀較方便。
    3)粉碎室內刀片組按螺旋線排列，可滿足粉碎秸稈類物料的要求。排料口設置插板能控制物料成品的粗細度，但其結構有待進一步優化。
   4)該機結構緊湊，占地少，成本低，對推動秸稈類物料的加工利用有一定的現實意義。

相關產品：
    1、秸稈粉碎機
    2、秸稈揉搓機