固定式香蕉秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì),農(nóng)業(yè)機(jī)械化論文香蕉屬于熱帶水果，具有生長周期長和產(chǎn)量大的特點(diǎn)。我們國家是香蕉的重要生產(chǎn)國，產(chǎn)區(qū)主要集中在海南、廣東、廣西、福建、臺灣一帶。由于香蕉的植株相對高大，在每年產(chǎn)出大量香蕉的同時(shí)，幾乎等量地產(chǎn)出香蕉秸稈等農(nóng)業(yè)的廢棄物。當(dāng)前，對于香蕉秸稈的利用主要有纖維的提取、粉碎用作牲口飼料以及粉碎還田當(dāng)作肥料。但是，以上3種利用方式占每年的香蕉秸稈產(chǎn)量的比例非常小，大部分的農(nóng)民對秸稈的處理方式為堆積自然腐爛或者直接燃燒還田。由于香蕉秸稈具有纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量高且含水量大等特點(diǎn)，導(dǎo)致秸稈的腐爛周期長和燃燒不徹底等問題，使秸稈長期占用大量的空間，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)。香蕉秸稈的粉碎機(jī)械在國內(nèi)已有發(fā)展，主要分為牽引式和固定式兩大類。牽引式由拖拉機(jī)牽引，直接在田中將秸稈就地粉碎;但由于香蕉秸稈本身的特點(diǎn)，容易產(chǎn)生粉碎不徹底的缺點(diǎn)，影響下一周期的農(nóng)作物的種植。固定式是由人工將秸稈搬移到指定的地點(diǎn)，用專用機(jī)械進(jìn)行集中的粉碎處理。其粉碎效果與牽引式相比，有了較大的提高。本文香蕉秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)即為固定式。1粉碎方式方法及原理1．1粉碎方式方法一般的粉碎機(jī)械常采用錘爪型刀片，工作時(shí)錘爪由高速旋轉(zhuǎn)的刀軸帶動(dòng)，依靠本身質(zhì)量較大產(chǎn)生很大的錘擊慣性力進(jìn)而把秸稈砸碎，到達(dá)秸稈粉碎的效果。此類粉碎機(jī)械對玉米、高粱、棉花等硬質(zhì)類秸稈有較好的粉碎性能。而香蕉的秸稈是由香蕉葉片的根部層層包裹而成，且纖維較粗、韌性大，錘擊式不能起到很好的粉碎效果。但是，根據(jù)測試，當(dāng)用刀片沿秸稈的纖維垂直方向?qū)斩掃M(jìn)行切割時(shí)，卻很容易切斷。因而，本設(shè)計(jì)采用穿插鋸齒形刀片對秸稈進(jìn)行粉碎。1．2剝衣原理機(jī)器開啟以后，將香蕉秸稈放置于機(jī)器的輸送裝置，由輸送裝置對機(jī)器進(jìn)行送料。秸稈首先經(jīng)過兩對具有一定間隙的輥軸，輥軸用來吸料并且將質(zhì)地相對較密的秸稈進(jìn)行縱向的壓縮，使秸稈的各組成層之間的間隙擴(kuò)大，有利于刀片對秸稈進(jìn)行一次粉碎。秸稈通過輥軸進(jìn)入一級粉碎裝置。該粉碎裝置由固定在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上的一定數(shù)量、一定間距的互相穿插的鋸齒形刀片組成。秸稈途經(jīng)該粉碎裝置以后，經(jīng)過各層的分離而被切割成一定弧度的條狀，落入下一級螺旋傳送裝置;螺旋傳送裝置將初次粉碎后的秸稈傳送到二級旋轉(zhuǎn)刀片，完成二次粉碎，由出料口排出。另外，輸送裝置的延長線與鋸齒粉碎刀片的旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)當(dāng)有一定的夾角，有利于初次粉碎;螺旋傳送裝置的底板有一定的斜度，有利于送料;同時(shí)底板末端要與旋轉(zhuǎn)切刀相配合，完成對秸稈的二次粉碎，要求有足夠的厚度和硬度，并加工成有一定的刃口，進(jìn)而更好地完成切料動(dòng)作。2主要構(gòu)造及部件設(shè)計(jì)2．1基本構(gòu)造香蕉秸稈粉碎機(jī)的構(gòu)造簡圖，如此圖1所示?！緢D1】2．2輥軸輥軸的主要作用有3個(gè):一是有吸料的功能。其動(dòng)力源自于電動(dòng)機(jī)，上面兩個(gè)輥軸順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，下面兩個(gè)輥軸順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其外表粗糙度較大，以增大吸料的摩擦力。二是碾壓香蕉秸稈的功能。前一組輥軸的距離略小于秸稈的直徑，后一組輥軸的距離再小于前一組輥軸的距離，進(jìn)而對香蕉秸稈起到碾壓的作用。經(jīng)碾壓后的香蕉秸稈各層分離，有利于刀片的切割。三是起到夾持的作用，使香蕉秸稈向刀片方向穩(wěn)定地進(jìn)料。經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，成熟的香蕉秸稈的直徑在30～40cm之間，故兼顧進(jìn)料可靠以及碾壓效果，取第一級輥軸的距離為35cm，第二級輥軸的距離為32cm。經(jīng)試驗(yàn)，以上兩種距離知足機(jī)器的要求。其外形及配合方式如此圖2所示?！緢D2】2．3鋸齒形穿插粉碎刀片該粉碎裝置由兩組刀片配合，且刀片互相穿插，構(gòu)造類似輥軸。刀片的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸與香蕉秸稈的進(jìn)料方向一樣，并在輸送裝置傾斜的作用下與香蕉秸稈成一定的角度，進(jìn)而使刀面與秸稈的纖維近似相垂直，有助于更好地粉碎秸稈。刀片采用圓盤鋸齒刀片，經(jīng)試驗(yàn)，該種類型的刀片的切割效果遠(yuǎn)比光刃圓盤形的效果好。為了減小刀片在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)力集中的影響，鋸齒的底部應(yīng)以小圓弧過度。除此之外，由于傳送裝置與刀片的旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成一定的角度，且刀片切割秸稈是一個(gè)逐步進(jìn)料、逐步切割的經(jīng)過，旋轉(zhuǎn)的阻力相對較小，因而不考慮切割深度所產(chǎn)生的阻力對刀片強(qiáng)度的影響。根據(jù)對香蕉秸稈直徑的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，選取刀片的半徑為20cm，刀片的重合距離為5cm，故兩旋轉(zhuǎn)軸間的距離為35cm?？拷佪S的位置的刀片的直徑可適當(dāng)?shù)脑龃螅蕴岣咔懈畹男?。刀片的排布與形狀如此圖3所示?！緢D3】2．4螺旋傳送裝置該裝置的主要作用為螺旋送料，將一次粉碎后的秸稈碎片推送到旋轉(zhuǎn)切刀的位置，進(jìn)行二次粉碎作業(yè)，防止因秸稈碎片的過度堆積而出現(xiàn)送料停滯的情況，以提高粉碎的效率。其構(gòu)造如此圖4所示?！緢D4】2．5旋轉(zhuǎn)切刀旋轉(zhuǎn)切刀是二次粉碎的主要部件，也關(guān)系到最后香蕉秸稈的最終粉碎效果。本切刀采用在圓周空間上均勻分布3個(gè)雙刃矩形刀片的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其組成分為旋轉(zhuǎn)軸、刀架和矩形刀片。其整體組件的左視圖如此圖5所示。【圖5】2．5．1旋轉(zhuǎn)刀架旋轉(zhuǎn)刀架通過平鍵與轉(zhuǎn)軸相連接，帶動(dòng)刀片進(jìn)行切割動(dòng)作。刀架上所安裝的刀具的個(gè)數(shù)對秸稈粉碎精度的影響，隨著轉(zhuǎn)速的增加而逐步減小。本著經(jīng)濟(jì)的原則，本刀架的設(shè)計(jì)只選擇安裝3個(gè)刀片。一般中小型破碎機(jī)轉(zhuǎn)速為750～1500r/min、切刀線速度為25～70m/s。大型破碎機(jī)轉(zhuǎn)速為200～350r/min、切刀圓周速度為18～25m/s。轉(zhuǎn)速越高，線速度越大，秸稈的二次粉碎的效果也就越好。綜合考慮本機(jī)器的設(shè)計(jì)，為了減小磨損以及不必要的功率的損耗，選擇轉(zhuǎn)速為900r/min。所以，刀具的線速度可由下面的公式計(jì)算V=nd/60。華而不實(shí)，V為轉(zhuǎn)速，d為刀刃到轉(zhuǎn)軸中心距離的2倍。刀架的三維造型如此圖6所示?！緢D6略】2．5．2雙刃矩形刀片由于香蕉秸稈本身具有纖維韌性大、含水量高的特點(diǎn)，因而對刀片的材料要求較高。普通的碳素鋼不能夠知足耐磨性和耐腐蝕的特點(diǎn)，本刀片的材料選用T12。采用雙面刀刃的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)有一面磨損時(shí)，能夠直接改變刀刃的方向，節(jié)省了更換刀具的成本和時(shí)間。刀架的刀面上開有4個(gè)沉頭孔，與刀架配合，便于安裝。刀片的三維造型如此圖7所示?！緢D7略】3傳動(dòng)裝置因兩組輥軸以及一級粉碎刀片相向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)需要有一樣的線速度，故其之間的傳動(dòng)采用齒輪嚙合的方式，其余由動(dòng)力源到各個(gè)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)應(yīng)采用V形帶傳動(dòng)的方式。帶傳動(dòng)的方式平穩(wěn)，傳動(dòng)精度的要求較低，且在載荷較大時(shí)會發(fā)生皮帶打滑的現(xiàn)象，具有過載保衛(wèi)的功能，完全符合農(nóng)業(yè)機(jī)械的要求;但皮帶工作一段時(shí)間容易出現(xiàn)松弛。所以，在兩極帶傳動(dòng)之間，應(yīng)裝有皮帶張緊輪，以提高機(jī)械工作的可靠性。4結(jié)束語本設(shè)計(jì)在已有的香蕉秸稈的粉碎機(jī)械基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出二級粉碎的機(jī)械。與以往的機(jī)械相比，具有粉碎效果穩(wěn)定、粉碎顆粒更小的優(yōu)點(diǎn)，有助于減小粉碎秸稈還田的速率和增大秸稈的回收利用率，有助于解決以前的自然腐爛以及燃燒處理所造成的環(huán)境污染的問題，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展向綠色農(nóng)業(yè)化的邁進(jìn)。以下為參考文獻(xiàn):［1］朱曉闖，張喜瑞，陳致水．滾壓式香蕉假莖粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)［J］．廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018(18):144－146．［2］朱曉闖，張喜瑞，李粵，等．我們國家香蕉秸稈回收利用研究［J］．價(jià)值工程，2018(34):273－274．［3］朱德榮，常云朋，梁莉，等．香蕉莖稈/