玉米秸稈收集機攪龍吹風除塵裝置的設計與研究

河北雙天機械制造有限公司 閆躍玲 許佩靜 由雪輝 崔杰

前言

玉米秸稈是農村最常見的作物秸稈，每年種植面積大，秸稈產量高但利用率不高。許多年來農民將秸稈進行就地焚燒處理。在田地里集中焚燒秸稈會對土壤結構產生破壞，地表中的微生物被燒死，腐殖質、有機質被礦化，改變了土壤的物理性狀從而導致土壤板結，破壞了地力，影響了農作物的正常生長，同時對環境造成很嚴重的污染。國家現在已經出臺了新的政策與規定，禁止焚燒秸稈并實行常態化管理，提倡對秸稈進行還、離田處理，合理利用秸稈。秸稈利用途徑：一是用作牲畜飼料，二是用作能源原料，三是造紙、制作建筑和工程材料的原料等。在此形勢下，各種收集機應運而生，收集起來的秸稈無論做牲畜飼料還是作能源原料均對秸稈含土量都有一定的要求。如若秸稈內含土量大則需進行篩土、除塵才能喂養牲畜或作為能源燃料供給電廠合理利用[1]。

此次設計的攪龍吹風除塵裝置，與其它除塵裝置（裝有除塵筐、攪龍軸、風機拋送等）比較，結構簡單，故障率低，易安裝，易拆卸。在攪龍輸送秸稈過程中對秸稈進行強制吹風，形成類似篩土機的工作狀態，把秸稈中夾雜的塵土通過攪龍底殼上的孔排出，大大降低了輸送到拋送殼體內的秸稈含土量。這樣收集起來的秸稈無需進行專門篩土即可直接儲存，用于喂養牲畜或送往電廠做燃料。既降低了勞動強度，提高了效率，又大大減少了篩土過程中粉塵對人身體健康的危害。

1 攪龍吹風除塵裝置功用及特點

1.1 攪龍吹風除塵裝置的功用

攪龍吹風裝置是安裝在秸稈收集機上的一種除塵裝置。秸稈經過刀軸粉碎、攪龍輸送、風機拋送進行收集。秸稈在攪龍輸送過程中，用吹風裝置對秸稈進行強制吹風，加速秸稈中的塵土排出，降低進入拋送殼體內的秸稈含土量。這樣收集起來的秸稈可直接做飼料或生物燃料，降低了成本，提高了效率。

1.2 攪龍吹風除塵裝置的特點

普通的秸稈收集機收集的秸稈含土量大，如果做喂養牲畜的飼料或電廠的生物燃料則需減少秸稈內的含土量。這就需要用專門的篩土裝置進行篩土或在收集機上安裝除塵裝置進行除塵才能滿足其要求。目前國內大部分收集機上裝的除塵裝置是把風機吹出來的秸稈拋送到除塵筐內，秸稈掉落到除塵攪龍殼體內，通過攪龍輸送到除塵拋送殼體內，再次由風機拋出進行收集。除塵過程復雜，而且容易堵塞，故障率較高，不易維修且生產成本高。

此處設計的攪龍吹風除塵裝置除塵過程簡單，結構簡單，故障率低，易拆卸而且除塵效率高、除塵效果好。秸稈在攪龍的推動及吹風除塵裝置的吹動下快速除塵，使秸稈收集機一次性完成秸稈粉碎、除塵、拋送、收集。

2 吹風除塵裝置安裝形式及工作原理

2.1 安裝形式（圖1），傳動方式（圖2）

圖1 安裝形式

圖1所示，吹風除塵裝置兩端各有兩個固定耳，用螺栓將除塵裝置固定在收集機殼體上，攪龍軸上端的蓋板去掉除塵裝置出風口位置，兩個出風口分別對向前、后兩個攪龍。

圖2 傳動方式

圖2顯示了整個除塵裝置安裝在收集機上的傳動方式。采用了帶傳動結構簡單、傳動平穩、造價低廉、不需潤滑以及緩沖吸震的特點。通過帶傳動在后攪龍軸與吹風裝置主要運轉部件吹風軸之間傳遞動力，有耗能低的特點[2]。

2.2 吹風除塵裝置工作原理

本次設計采用了通風機的工作原理，吹風筒的進氣方式為雙側進風。攪龍軸轉動帶動吹風軸旋轉，吹風軸各葉片之間的氣體也跟著旋轉，并在離心力的作用下甩出這些氣體，氣體流速增大。氣體在流動中最終將動能轉化成速度能，通過排氣口排出。而在吹風軸中間形成一定的負壓，由于入口成負壓，使外界氣體在大氣壓的作用下立即補入。在吹風軸連續旋轉作用下不斷排出和補入氣體，從而達到連續吹風的目的。

秸稈經粉碎刀軸粉碎沿殼體甩到前攪龍軸，再進入后攪龍軸，由后攪龍軸進行推送，同時吹風軸旋轉產生的風進入到攪龍底殼內。秸稈在攪龍軸推送和強制風的作用下，其中夾雜的塵土將由攪龍底殼上的孔排出,使推送到風機殼體內的秸稈含土量降低。

3 攪龍吹風除塵裝置結構

3.1 攪龍吹風裝置結構介紹

正如圖3所示，整個攪龍吹風除塵裝置由以上9個部件及有關連接標準件構成。出風口蓋板（6、8）為可拆卸件，收集機如在作業過程中秸稈堵塞到攪龍底殼內，可拆掉蓋板通過蓋板下的空間把堵塞的秸稈進行清理。從使用安全角度考慮在吹風筒兩側壁外側分別裝有安全防護網（2），用防護網壓圈壓住，螺栓固定。吹風軸兩端裝有外球面軸承，外球面軸承有很好的調心作用，減少吹風軸運轉過程中因兩端不同心造成裝置不平穩，影響使用。整體結構簡單但不失其作用，其中吹風軸為整個裝置的核心部件。

圖3 除塵裝置結構圖

圖4 吹風軸總成

3.1.1 核心部件——吹風軸的設計

吹風軸側固定盤（圖5）在吹風軸總成中位于軸兩端，在吹風軸焊接時只與葉片相連，固定盤上的圓弧缺口弧度與葉片相同，中間為大孔，便于轉動過程中外界氣流涌進。

圖5 吹風軸側固定盤

吹風軸中間固定盤（圖6），中間孔與軸主體配合，固定盤上的圓弧缺口弧度與葉片相同。

圖6 吹風軸中間固定盤

吹風軸總成（圖4）中吹風軸中間固定盤3個與軸主體焊接在一起，起支撐與加強的作用，吹風軸側固定盤2個分別放在兩端，葉片插到固定盤上的圓弧缺口內并焊接，兩端形成一個懸空的狀態。焊接時側固定盤上的圓弧缺口和中間固定盤圓弧缺口方向一致并成一線，以此保證葉片無歪斜，減少軸總成的不平衡量。葉片數量為6個，出口角β2A為43°屬于后向葉片，超載能力大，一般情況下后向葉片較前向葉片噪音低。葉片形狀為圓弧形，用模具成型[3]。

吹風軸焊合后進行動平衡試驗，不平衡量≤10g平衡品質等級6.3mm/s，組裝后總成不再做平衡此裝置。工作狀態下無大的震動和噪音。

4 總結

攪龍吹風除塵裝置以簡單的結構設計達到較理想的除塵效果，它的產生將對其它結構的除塵裝置和專門對秸稈篩土的設備造成一定的影響，將是秸稈收集機配裝的除塵裝置中不錯的一種。