0、引言
    目前在市場(chǎng)上觀察到的鍘草機(jī)主要有兩大類：第一類是盤(pán)刀式鍘草機(jī)，第二類是滾刀式鍘草機(jī)。不管是哪一種類型，都不同程度的存在一些問(wèn)題，能耗較大，生產(chǎn)效率不高，影響到鍘草機(jī)的總體使用效果。但是鍘草機(jī)的使用，確實(shí)解決了一些原本難以利用的農(nóng)業(yè)纖維物料、灌木類飼用物料得以應(yīng)用，大大提高了牲畜對(duì)物料的采食率、適口性和消化吸收率，尤其是鍘切后進(jìn)行青貯效果更為明顯，質(zhì)量有所提高，從而廣開(kāi)了飼料資源，為畜牧業(yè)的快速發(fā)展提供基礎(chǔ)。
1、物料切碎的機(jī)理
    物料的切碎是依靠外力的作用，克服固體物料內(nèi)部的凝聚力而使物料斷裂或破裂的一種過(guò)程。也就是將農(nóng)業(yè)纖維物料通過(guò)上述方法切碎成具有一定長(zhǎng)度的物料段。要想達(dá)到這一過(guò)程，可以通過(guò)對(duì)物料施加作用力壓斷，也可以采用對(duì)物料進(jìn)行剪切的方法加以實(shí)現(xiàn)。
2、鍘草機(jī)的基本情況
    為了充分開(kāi)發(fā)農(nóng)業(yè)纖維物料，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了各種不同類型的鍘草機(jī)，主要有如下兩種形式。盤(pán)刀式鍘草機(jī)，工作中利用圓弧形刀片對(duì)物料進(jìn)行切割，然后依靠圓盤(pán)上的拋送葉片將切碎的物料沿拋送筒拋出機(jī)外，這種類型的鍘草機(jī)多數(shù)應(yīng)用在中大型的機(jī)型上，其主要特點(diǎn)是除切割物料作用以外，還可以進(jìn)行物料的拋送。滾刀式鍘草機(jī)，工作中利用矩形直刃、弧形刃刀片對(duì)物料進(jìn)行切割，其特點(diǎn)是工作中無(wú)拋送裝置，多數(shù)應(yīng)用在中小型的機(jī)型上。由于切割方式與結(jié)構(gòu)上的差異，盤(pán)刀式鍘草機(jī)相對(duì)滾刀式鍘草機(jī)在能耗上要大，工作中刀盤(pán)對(duì)空氣有強(qiáng)烈的擾動(dòng)，隨之帶來(lái)振動(dòng)和噪音加大，但是切割性能比較好。而滾刀式鍘草機(jī)結(jié)構(gòu)比較緊湊，動(dòng)刀磨刃特性和自磨刃特性較好，在大型青飼料收獲機(jī)上多數(shù)采用滾刀式的切碎方式。目前使用的鍘草機(jī)多數(shù)可以滿足生產(chǎn)上的要求，但由于在設(shè)計(jì)當(dāng)中缺乏對(duì)性能參數(shù)的優(yōu)化，導(dǎo)致切割性能欠佳，生產(chǎn)效率不高，相對(duì)能耗較大。鑒于這種情況，有必要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對(duì)鍘草機(jī)進(jìn)行一定的改進(jìn)，全面提高切割性能。
    9ZC-460型鍘草機(jī)是內(nèi)蒙古自治區(qū)科委創(chuàng)新引導(dǎo)資金項(xiàng)目的一部分，是內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)自主創(chuàng)新并得到廣泛推廣應(yīng)用的機(jī)器，課題組于2008年研究并投入生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)幾年的市場(chǎng)銷(xiāo)售和用戶使用，得到了用戶青睞。但也反映出一定的問(wèn)題。9ZC-460型鍘草機(jī)是以滾刀式切碎器為主的一種機(jī)型（見(jiàn)圖1），工作時(shí)上喂入輥2、下喂入輥3作方向相反的轉(zhuǎn)動(dòng)，物料1被拉入兩輥之間被壓緊送入，由滾筒5上的動(dòng)刀片6配合定刀片4將其鍘切成一定長(zhǎng)度的碎段，用于牲畜直接飼喂、青貯或后續(xù)產(chǎn)品的生產(chǎn)。可是在物料切碎的過(guò)程中不同程度存在著一些問(wèn)題，影響到設(shè)備的使用性能與進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
3、切碎器工作分析
    根據(jù)研究分析，9ZC- 460型鍘草機(jī)在作業(yè)過(guò)程當(dāng)中物料是沿著動(dòng)刀片垂直方向進(jìn)入切碎區(qū)進(jìn)行切割，是一種沿物料橫向正切的切割方式(見(jiàn)圖2.a)，開(kāi)始時(shí)莖稈被刀刃擠壓然后開(kāi)始切割。由于作物莖稈特殊的纖維結(jié)構(gòu)阻力，在切割時(shí)此力的大小與切割方向有關(guān)，也就是說(shuō)：切割阻力和功耗與割刀相對(duì)莖稈的位置有關(guān)。據(jù)克拉馬連科（Kramarenko）的測(cè)定，采用斜切及縱向歪切（見(jiàn)圖2.b.c）切割阻力可以減少30-40%，功耗也可以降低很多，縱向歪切的阻力約降低60%。由此可見(jiàn)，9ZC-460型鍘草機(jī)或目前許多使用的鍘草機(jī)其切割方向都可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儯�用于提高功效�?br />     在鍘草機(jī)研究的過(guò)程中，多數(shù)強(qiáng)調(diào)動(dòng)刀的刃口曲線與切割滑切角、喂入口與動(dòng)刀片回轉(zhuǎn)中心相對(duì)位置關(guān)系的研究，而忽視了喂人物料層厚度對(duì)其切割的影響，尤其是切割阻力、能耗。下面分析物料進(jìn)入喂入口動(dòng)刀橫向正切莖稈的過(guò)程，鍘草機(jī)上的物料層是由長(zhǎng)方形ABCD喂入口連續(xù)喂入的（見(jiàn)圖3），隨著旋轉(zhuǎn)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)刀片沿物料層開(kāi)始進(jìn)行切割，首先對(duì)喂入口左上側(cè)的物料進(jìn)行擠壓切割，然后陸續(xù)由動(dòng)刀將物料推向定刀底刃配合切割。從喂入口區(qū)域的整個(gè)切割過(guò)程分析，大致分力兩個(gè)階段：第一個(gè)階段（開(kāi)始階段）物料受到動(dòng)刀對(duì)它的擠壓，完全依靠刀片刃口的鋒利程度與慣性力作用將其壓切斷，相當(dāng)于無(wú)支撐切割，切割速度對(duì)其影響比較大；第二階段（終了階段）物料受到動(dòng)、定刀片的配合切割將其割斷，相當(dāng)于有支撐切割，切割速度在一定范圍內(nèi)對(duì)其影響不是太大。據(jù)上述分析，鍘草機(jī)在工作過(guò)程中，引起生產(chǎn)效率不高，耗能較大的原因之一是由于大量物料在切割過(guò)程中屬壓切斷，導(dǎo)致切割性能不佳。
4、鍘草機(jī)的改進(jìn)措施
    在目前開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用的9ZC-460型鍘草機(jī)基礎(chǔ)上，針對(duì)上述分析結(jié)果，對(duì)鍘草機(jī)的切碎器在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行一定的改進(jìn)，并在此基礎(chǔ)上試驗(yàn)研究，為鍘草機(jī)設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。
4.1喂入口方向
    將9ZC-460型鍘草機(jī)原喂料方向進(jìn)行調(diào)整，使物料莖稈進(jìn)入方向與動(dòng)刀切割平面偏置一定的角度，產(chǎn)生斜切的效果，用于減少切割阻力，改善切割性能。
4.2定刀底刃形狀
    目前多數(shù)的鍘草機(jī)底刃（定刀）采用的形狀為矩形，即動(dòng)刀切割平面沿矩形底刃垂直切割，是一種橫向正切的方式。本研究將其改為圖4的形狀，作業(yè)中使物料延水平方向向上傾斜一定角度，產(chǎn)生縱向歪切的效果，提高切割性能。
4.3喂入口增設(shè)定刀
    在9ZC-460型鍘草機(jī)原喂入口中部（見(jiàn)圖5>增加一把定刀片，使物料進(jìn)入切碎室時(shí)分為上下兩層，從而減少第一階段物料切割層厚度，變部分無(wú)支撐切割轉(zhuǎn)變成有支撐切割，有效提高物料的切割性能。
5、結(jié)論
    通過(guò)分析研究，提出將目前鍘草機(jī)橫向正切物料改為斜切及縱向歪切，且在工作中存在兩個(gè)作業(yè)段，意在探明切割規(guī)律，便于有針對(duì)性的進(jìn)行理論研究。為高性能鍘草機(jī)的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)，也為鍘草機(jī)在生產(chǎn)上發(fā)揮更大作用創(chuàng)造條件。


相關(guān)粉碎機(jī)鍘草機(jī)產(chǎn)品：
1、鍘草機(jī)
2、秸稈粉碎機(jī)
3、秸稈揉搓機(jī)