摘要：保護(hù)性耕作是國(guó)際農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)，秸稈回收技術(shù)是機(jī)械化保護(hù)性耕作中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)新疆棉花種植模式，通過分析對(duì)比國(guó)內(nèi)外棉花秸稈回收技術(shù)與裝備的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種秸稈粉碎回收機(jī)。該機(jī)主要由懸掛裝置、變速箱、一次秸稈粉碎機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、二次粉碎機(jī)構(gòu)和地輪等組成。該機(jī)能有效減少焚燒秸稈產(chǎn)生的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)秸稈回收的機(jī)械化，提高秸稈綜合利用水平，河南省富通新能源生產(chǎn)銷售的秸稈粉碎機(jī)是老百姓們不錯(cuò)的選擇。
關(guān)鍵詞：秸稈；粉碎回收；輸送；二次粉碎
0、引言
    中國(guó)是世界秸稈大國(guó)，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)作物產(chǎn)量不斷提高，使得秸稈總產(chǎn)量總體呈不斷增長(zhǎng)之勢(shì)。目前，全國(guó)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(guó)棉花播種面積28%。按照每公頃地產(chǎn)棉秸稈4500kg計(jì)算，全國(guó)每年棉秸稈產(chǎn)量約為2.40×107t。我國(guó)的秸稈開發(fā)利用主要是從三個(gè)方面來進(jìn)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(guān)工業(yè)原料利用，如用于造紙、制炭、編織等。提高農(nóng)作物秸稈的綜合利用水平，實(shí)現(xiàn)棉花秸稈的資源化和商品化，對(duì)提高資源利用率、環(huán)境保護(hù)和農(nóng)民增收等方面具有重要意義。
    通過查找國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)械化秸稈粉碎技術(shù)資料顯示，目前國(guó)內(nèi)根據(jù)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(jī)有代表性的是SMS-1500型秸稈粉碎機(jī)，該機(jī)具有可以平穩(wěn)切割和拋灑秸稈、作業(yè)振動(dòng)小、能耗低等特點(diǎn)，在切割秸稈工作時(shí)采用往復(fù)式切割器，能夠?qū)崿F(xiàn)收割后的秸稈根茬整齊、高度低。楊星釗等人研制開發(fā)了一種4FMJB-180型秸稈粉碎玉米免耕精播機(jī)，該機(jī)具有一機(jī)多功能，可實(shí)現(xiàn)田間作業(yè)時(shí)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(zhèn)壓等多項(xiàng)農(nóng)藝的復(fù)式作業(yè)，具有結(jié)構(gòu)合理、成本低、功能多、易于調(diào)整和操作等特點(diǎn)。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(jī)行走輪旋轉(zhuǎn)方向相同的滾刀和與地面平行的定刀進(jìn)行有支撐切割，利用風(fēng)機(jī)葉片可對(duì)秸稈進(jìn)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(diǎn)。美國(guó)于20世紀(jì)60年代初首先嘗試在聯(lián)合收割機(jī)上使用粉碎裝置對(duì)秸稈粉碎還田，其后研制了與90kW拖拉機(jī)配套的60型秸稈切碎揉碎機(jī)；意大利OMARV公司開發(fā)出多功能秸稈還田機(jī)，可適用于不同的農(nóng)作物，但是價(jià)格昂貴。西班牙AGRIC公司著重研發(fā)立式秸稈粉碎還田機(jī)，與聯(lián)合收割機(jī)或拖拉機(jī)配套作業(yè)，主要用于玉米秸稈、棉桿等硬質(zhì)秸稈的粉碎還田。法國(guó)在聯(lián)合收割機(jī)上集成了莖稈切碎還田機(jī)，作業(yè)幅寬為2～4 m；丹麥研發(fā)的SKT系列秸稈還田機(jī)，與小功率拖拉機(jī)配合使用，可滿足中小規(guī)模秸稈還田作業(yè)的需求。在以上研究的裝置中，均能實(shí)現(xiàn)秸稈的機(jī)械化粉碎還田作業(yè)，但部分裝置價(jià)格昂貴，不能對(duì)粉碎后秸稈進(jìn)行回收利用，限制了秸稈粉碎后的使用范圍。因此，亟需設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、作業(yè)質(zhì)量高的秸稈粉碎回收機(jī)械，提高秸稈綜合利用水平，實(shí)現(xiàn)秸稈粉碎回收作業(yè)的機(jī)械化。1、秸稈粉碎回收機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理
1.1結(jié)構(gòu)構(gòu)成
    秸稈粉碎回收機(jī)主要由機(jī)架、變速箱、一次粉碎機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、二次粉碎機(jī)構(gòu)及地輪等組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該機(jī)的機(jī)架由型鋼焊接而成；懸掛裝置采用三點(diǎn)懸掛方式與拖拉機(jī)進(jìn)行掛接；變速箱的動(dòng)力傳輸主要以皮帶傳送為主。
    輸送機(jī)構(gòu)主要由螺旋輸送裝置及風(fēng)機(jī)兩部分組成；二次粉碎機(jī)構(gòu)采用螺旋式排列的直刀型甩刀。
1.2技術(shù)原理
    工作時(shí)，機(jī)具與拖拉機(jī)采用三點(diǎn)懸掛方式進(jìn)行掛接，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸經(jīng)萬向節(jié)將動(dòng)力傳給變速箱，變速箱將動(dòng)力通過皮帶傳送給一次粉碎機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、二次粉碎機(jī)構(gòu)。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(yùn)輸至風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)將秸稈輸送至二次粉碎機(jī)構(gòu)，二次粉碎機(jī)構(gòu)對(duì)秸稈進(jìn)一步粉碎，并將秸稈通過輸出管道拋送至回收箱中。
2、關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1一次粉碎機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
    一次粉碎機(jī)構(gòu)主要由定刀、動(dòng)刀輥（如圖2所示）等組成。動(dòng)刀輥采用橫軸布置，動(dòng)刀采用錘片式Y(jié)型刀片。當(dāng)?shù)遁佫D(zhuǎn)速較小時(shí)，棉秸稈不能充分粉碎，部分粉碎后的棉秸稈長(zhǎng)度過大，達(dá)不到秸稈粉碎還田農(nóng)藝要求；當(dāng)?shù)遁佫D(zhuǎn)速較大時(shí)，雖對(duì)棉秸稈粉碎有利，但相應(yīng)的功耗增加，刀具磨損加劇，機(jī)具振動(dòng)也隨之增大。因此，綜合考慮莖稈無支撐切割最小速度及機(jī)具作業(yè)速度后選擇一次粉碎刀輥轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速較高，故甩刀尺寸不易過大，以免造成機(jī)具工作的不平穩(wěn)，考慮到對(duì)粉碎棉稈的拋送作用，結(jié)合現(xiàn)有的秸稈粉碎還田機(jī)，選取甩刀的寬為60mm,長(zhǎng)度為165 mm，Y型甩刀設(shè)計(jì)成凹面圓弧形。甩刀材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼65 Mn并且刃口經(jīng)淬火處理。
    秸稈粉碎還田中，在機(jī)具前進(jìn)速度、作業(yè)幅寬及刀輥轉(zhuǎn)速一定的條件下，刀片的數(shù)量與粉碎效果密切相關(guān)，刀片的數(shù)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(shí)消耗的功率也隨之增大，增加了制造成本；刀片的數(shù)量過少，達(dá)不到秸稈粉碎還田的農(nóng)藝要求，造成秸稈的漏割。(0. 02～0. 04)片·mm-1，則Y型刀片的數(shù)量可由式1確定：
2.2輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
    輸送機(jī)構(gòu)主要用于將一次粉碎的秸稈運(yùn)輸?shù)蕉�次粉碎裝置。輸送過程中要保證粉碎后的秸稈能及時(shí)順利地輸走，不出現(xiàn)堆積現(xiàn)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(dòng)輸送和氣力輸送等。根據(jù)物料特性，即秸稈特性和一次秸稈粉碎裝置結(jié)構(gòu)，選擇攪龍輸送裝置和風(fēng)機(jī)輸送裝置聯(lián)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(nèi)，高速旋轉(zhuǎn)的攪龍將秸稈輸送至物料輸送風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)通過風(fēng)壓將秸稈吹送至二次粉碎裝置。攪龍機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、橫截面尺寸小、工作可靠、制造成本低；風(fēng)機(jī)輸送機(jī)構(gòu)運(yùn)行可靠而穩(wěn)定，效率高、工況適應(yīng)性強(qiáng)。
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(shù)，直接關(guān)系到給料器的生產(chǎn)量和結(jié)構(gòu)尺寸。一般根據(jù)螺旋給料器的生產(chǎn)能力、輸送物料類型等確定葉片直徑。
3、結(jié)論
    設(shè)計(jì)的集一次粉碎機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、二次粉碎機(jī)構(gòu)等為一體的秸稈粉碎回收機(jī)。該機(jī)能有效減少焚燒秸稈產(chǎn)生的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)秸稈回收的機(jī)械化，提高秸稈綜合利用水平。
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