基于新型移動作業式秸稈造粒機預切割裝置的設計

李亦哲 武娟娟 費秀國 葛艷艷 肖茂華

(1.南京農業大學工學院，江蘇 南京 210031；2.南京創力傳動機械有限公司，江蘇 南京 211103)

0 引言

我國每年秸稈產量巨大、種類多樣且分布廣泛，每年農作物秸稈的產量可以達到7億t。目前中國廣大農村地區對秸稈的收割還是以人工拾取為主，撿拾效率過低，且需要耗費大量的人力物力。由于人工撿拾的成本提高，秸稈的收獲周期縮短，當今國內市面上對成熟的秸稈進行拾取的裝置主要是打捆機，其中以圓捆機和方捆機為主，而經過聯合收割機收割的農作物，農作物秸稈無序地分散在田間，所以如何有效地改變傳統打捆的作業方式，一步到位，實現通過單人操作或者無人操作的智能化全自動移動作業式生物質成型裝備，直接將秸稈制成燃料顆粒是未來發展的方向[2]。

1 移動作業式秸稈造粒機的設計

本文擬以玉米秸稈為作用對象研究并設計出一種新型移動式秸稈造粒機，能夠大大提高工作效率，減小能耗及運輸成本，符合國家產業政策，符合國家發改委、農業農村部關于秸稈綜合利用的有關規定，項目研發成功后，可有效推進秸稈綜合利用，實現秸稈的資源化、商品化，促進資源節約、環境保護和農民增收。本文所設計的移動作業式秸稈造粒機整機結構圖如圖1所示。

2 預切割裝置的設計

秸稈通過前端撿拾裝置拾取收集后，進入輸送系統之前需要被切斷，否則可能造成機器的卡殼，損壞機器部件，

1.撿拾裝置；2.輸送裝置；3.粉碎裝置；4.造粒裝置圖1 移動作業式秸稈造粒機整機結構圖

且大段的秸稈不易于進一步處理，所以需要設計一種適合本裝置的切割器，便于輸送系統運輸，目前切割器根據切割原理可分為有支撐切割和無支撐切割，本文設計的預切割裝置與造粒機撿拾器相連接，采用有支撐切割；根據切割方式可分為往復式和旋轉式，往復式切割器的優點在于切割幅度大，往復式切割器在運動過程中，割刀的運動速度不為定值。由中部到兩端端點處，割刀速度逐漸減小，在中間位置擁有最大的切割速度，如果割刀平均速度過低，則不能保證正常有效的切割，而若平均速度過高，切割器存在的慣性力增大，會導致機器的振動、零件磨損等不良現象。在整機行進作業時，割刀的平均速度需與整機行進速度相適配，若整機行進速度過大，會使切割的空白區增大，若行進速度過慢，則會出現過大的重割區，耗費能源進行無效切割，減少了割刀的使用壽命。對于移動作業有著較大的局限性。旋轉式切割器切割精度高，對機器磨損小，但切割幅度小，對于秸稈田消耗的人力物力和工作時間過多，不適合大面積作業。本文通過分析2種切割器的優缺點，設計出一種結合往復式和旋轉式的雙盤帶狀單向旋轉切割器，如圖2，能夠在滿足一定作業面積的基礎上有效增加切割精度和減少機器損耗。

3 三維建模圖

3.1 預切割裝置三維建模圖

圖2 雙盤帶狀單向旋轉切割器設計圖

圖3 預切割裝置三維建模圖

3.2 整機總裝圖

圖4 整機與預切割裝置總裝圖

4 結論

本文所設計的一種新型移動作業式秸稈造粒機，它主要由撿拾裝置、粉碎裝置、輸送裝置和成型造粒裝置組成，能夠在田間移動作業，完成對秸稈撿拾、收集、粉碎、造粒的一體化處理。