新型液壓低速剪切式粉碎機的設(shè)計與應(yīng)用

摘 要：農(nóng)村秸桿綜合利用成為再生能源，需先解決秸桿粉碎的難題。經(jīng)過我們研究和試驗，成功設(shè)計了一種新型液壓低速剪切式秸桿粉碎機，將秸桿等農(nóng)作物粉碎成10cm以下長度，為秸桿綜合利用提供了條件。

關(guān)鍵詞：秸桿綜合利用；秸桿粉碎；液壓；低速剪切式

近些年，每年夏收和秋冬之際，總有大量的水稻、小麥、玉米等秸稈在田間焚燒，產(chǎn)生了大量濃重的煙霧，不僅成為農(nóng)村環(huán)境保護的瓶頸問題，甚至成為殃及城市環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)住?jù)有關(guān)統(tǒng)計，我國作為農(nóng)業(yè)大國，每年可生成7億多噸秸稈，成為“用處不大”但必須處理掉的“廢棄物”。農(nóng)村生物質(zhì)各種秸稈綜合利用成為再生能源，解決焚燒帶來的環(huán)境污染，開辟清潔能源新途徑，已經(jīng)倍受各級政府及企業(yè)的關(guān)注。秸稈的綜合利用，無論是將秸稈再生造粒為燃料棒或發(fā)電或生化處理等，均需將秸稈等農(nóng)作物粉碎至10cm以下的長度。針對這一課題我們成功開發(fā)研制了新型液壓低速剪切式粉碎機

1 新型液壓低速剪切式粉碎機的特點

傳統(tǒng)的粉碎設(shè)備為高速離心捶搓式設(shè)備（速度為1800轉(zhuǎn)/分左右）。其轉(zhuǎn)速要求高，需配備大功率電機，能耗高；內(nèi)置甩捶式刀具易損，一般工作1～2小時就需要更換刀具，使用成本高；內(nèi)置式機械零件因高速運行易損壞甩出，存在安全隱患；設(shè)備因高速運行，工作場地粉塵極大，污染環(huán)境，影響操作人員健康；工作效率低，該系列產(chǎn)品最大的粉碎量每小時不超過8～10T。

我公司研制的新型液壓低速剪切式粉碎設(shè)備突破傳統(tǒng)的粉碎方式與理念，采用低速剪切的原理，通過兩平行的主軸上相互交錯的刀片實現(xiàn)剪切粉碎，以滿足低轉(zhuǎn)速、低能耗、低成本，無環(huán)境污染和安全隱患等要求。

該設(shè)備不同于目前國內(nèi)外同類設(shè)備，根據(jù)多次試驗，針對秸稈長短不一、干濕不一、硬軟不一的特性，采取了獨特的設(shè)計理念。主要體現(xiàn)在：（1）在傳動上采用了液壓方式。液壓傳動扭矩大，功耗小，能實現(xiàn)無級變速，能自動卸荷，安全穩(wěn)定可靠，可在較惡劣環(huán)境中正常工作。（2）在結(jié)構(gòu)上粉碎切削主軸采用了軸高不一的設(shè)計，以保證各種秸稈能自動均勻下料。為保證秸稈硬軟通吃，刀片與主軸選用了特種材質(zhì)的合金鋼并經(jīng)過特殊的調(diào)質(zhì)、表面淬火處理，使刀片與主軸的表面硬度達HR58～62，整體有一定的柔性，以保證刀片及主軸的經(jīng)久耐用，剛?cè)峒鎮(zhèn)洹＃?）相對獨立的齒形不一的刀片利用主軸與刀片的內(nèi)外六角交疊，精確地安裝在主軸上，形成螺旋型的形態(tài)在相對方向旋轉(zhuǎn)時形成剪切線，利用主軸強力的扭矩將秸稈一次切碎。（4）為防止阻塞，在粉碎機主機的下方裝有二組機動剃齒裝置，能順利地將含水量較高堵在刀縫中的殘渣剃落，以保證粉碎機的正常運行。（5）在粉碎過程中遇有硬物時，為防止主軸曲張，在主軸中間及刮板上裝有曲張保護器及阻尼輥，以防止主軸變形而影響粉碎效果。（6）為解決農(nóng)村秸桿捆扎包裝直接送入粉碎設(shè)備無法有效粉碎、易堵塞的問題，粉碎系統(tǒng)前配有自動破卷喂料等輔助裝置，后有機動輸出設(shè)施，能有效滿足捆扎包裝的秸桿進料、破卷、勻料、送料、粉碎、輸送等要求，無需人工破卷上料，操作簡單安全。（7）整套設(shè)備采用PLC智能化程序操作，操作方便。運行時每條線用工2人，1人機械化上料，1人出料即可，因此設(shè)備自動化程度高。

2 新型液壓低速剪切式粉碎機的組成結(jié)構(gòu)

見圖1：低速剪切式粉碎機工作原理圖

低速剪切式秸桿粉碎機由進料輸送帶（1）、料倉（2）、定刀（3）、破卷機構(gòu)（4）、勻料機構(gòu)（5）、輸送帶（6）、料斗（7）、分料器（8）、粉碎刀片組（9）、（10）、（11）、（12） 動力剔齒機構(gòu)（13）、（14） 主軸（15） 刀片（16）、曲張保護器（17） 阻尼滾（18） 出料輸送帶（19）等組成。該粉碎機工作時，直接將捆扎包裝的秸桿包20放置于進料輸送帶（1）上，向料倉（2）內(nèi)輸送，在秸桿包裝輸送至料倉進口處，由勻料倉破卷機構(gòu)（4）的定刀（3）將秸桿包裝的捆扎繩索割斷，使秸桿包裝松動；松動后的秸桿包裝繼續(xù)送至破卷機構(gòu)（4），由破卷機構(gòu)上均勻間隔安裝的多個破卷刀片組將秸桿包裝完全均勻打散于勻料倉內(nèi)；均勻打散的秸桿由破卷輥送至勻料倉內(nèi)的勻料機構(gòu)（5），由勻料機構(gòu)（5）將秸桿均勻滾壓在勻料輸送帶（6）上，確保勻料輸送帶上秸桿厚度一致，同時勻料板上的弧型勻料開口將秸桿方向統(tǒng)一縷順；勻料輸送帶將厚度、方向一致的秸桿輸送至料斗（7）處，物料通過料斗（7）掉進分料器（8），由多組粉碎刀組對秸桿進行粉碎，同時曲張保護器對粉碎刀組的兩刀軸進行曲張保護、剔齒軸剔齒剔除粉碎刀組相互交錯的粉碎刀片間殘留秸桿；粉碎后的秸桿由粉碎倉底部落入出料輸送帶送出。

3 與傳統(tǒng)粉碎設(shè)備比較：（以每小時2T機為例）

4 應(yīng)用該技術(shù)，實現(xiàn)經(jīng)濟和社會雙效益

隨著環(huán)境問題逐漸被重視，節(jié)能、環(huán)保成為各國的發(fā)展主題，已經(jīng)開始為農(nóng)村秸桿綜合利用提供產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機會。國務(wù)院近日頒發(fā)的《“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出，到2015年我國節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將達4.5萬億元，增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重為2%左右，產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆＝^大部分農(nóng)作物都是無法簡單化解的，必須要經(jīng)過高科技的技術(shù)把這些農(nóng)村垃圾變廢為寶回收利用成為新的資源。因此，開辟綜合型技術(shù)處理之路，對農(nóng)村秸桿進行高效綜合處理和再生利用勢在必行。

對秸桿等農(nóng)作物進行粉碎處理，是實施綜合利用并使之產(chǎn)業(yè)化的首要環(huán)節(jié)。經(jīng)過粉碎后的秸桿成為10cm以下的顆粒，可適用于做燃料棒、生化處理、焚燒發(fā)電等無論哪一種后續(xù)綜合處理，節(jié)省了處理成本，提高了綜合利用的效率和效益，是實現(xiàn)綜合利用的必要條件。

液壓低速剪切式秸桿粉碎機的開發(fā)符合國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策，符合人們對環(huán)境的要求，符合社會發(fā)展的需要，順應(yīng)了市場發(fā)展的方向。應(yīng)用于農(nóng)村清潔能源和秸桿綜合處理領(lǐng)域中，一舉解決了農(nóng)村秸桿粉碎的難題，全自動控制，改善了操作人員的工作條件，減少了環(huán)境污染，技術(shù)先進，工藝成熟，性能優(yōu)良，將會有非常廣闊的市場前景，并可實現(xiàn)很好的社會效益和經(jīng)濟效益。

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