秸秆粉碎装置（共7篇）
秸秆粉碎装置 篇1
0 引言
玉米是世界栽培历史最悠久的粮食作物之一,而且作为世界三大粮食作物之一,其在全世界每年的种植面积约为1.3亿hm2,总产量约为6亿t,占全球粮食总量的35%左右[1]。
我国既是玉米生产大国,又是玉米消费大国。随着玉米价格持续上升,农民种植玉米的热情不断高涨,促使了玉米种植面积的持续扩大。2010年,我国玉米种植面积达到3000万hm2[2]。
从20世纪20年代第1台玉米收获机诞生到20世纪末,经济发达国家已经实现全面玉米机械化收获。发达国家的玉米收获机械正向着智能化、专业化、大型化和人性化方向发展,一些先进的技术被应用到玉米收获机上,如液压无级变速、玉米对行采用电子导向装置、运转部件转速显示和故障检测报警等。历经半个世纪的时间,我国的玉米收获机械历经了引进、研究、仿制和自行设计几个阶段,到21世纪技术已经相当成熟。加上国家对农机具的补贴政策的推出,新世纪初玉米收获机厂家如雨后春笋般地出现,生产出的玉米收获机样式繁多。我国玉米机收面积从2000年的38.92万hm2增加到2007年211.37万hm2,玉米联合收获机拥有量从2000年的0.36万台增加到2007年的2.65万台[3]。由此可见,我国玉米收获机械行业进入了一个快速发展的时期。但是从总体上来看,玉米收获机保有率低,玉米收获机科技水平低。因此,大力发展玉米收获机械是实现粮食增产和农民增收的必要途径。
我国玉米种植面积大,同样每年留下的玉米秸秆的数量也非常惊人。目前,我国处理玉米秸秆的方式不够合理,除了极少部分用作饲料外,大部分被焚烧掉。焚烧秸秆不仅浪费资源,污染环境,而且还造成了极大的火灾隐患。从目前的研究状况来看,玉米秸秆可以还田、用作青贮饲料、用作替代能源以及工业原料等。
针对秸秆还田这一种秸秆处理方式来说,秸秆还田机是目前农民首选的机器。秸秆还田机有两种应用方式:一种是农民手工收完玉米棒后,用拖拉机带着秸秆还田机将留下的玉米秸秆粉碎还田;另一种则是玉米联合收获机在中部或尾部悬挂秸秆还田机。
目前,秸秆还田机的锤爪在离心力的作用下高速旋转,切碎秸秆。这种结构消耗动力大,以117.68kW4垄自走式玉米联合收获机为例,其秸秆还田机消耗的动力约为44.13kW。为此,本文设计出一种新型的秸秆粉碎装置,以解决上述问题。
1 结构参数及工作原理
1.1 整机结构
割台由割台大架、摘穗系统、粉碎系统和搅龙系统组成,见图1所示。动力由拖拉机的后动力输出轴经传动轴传递到中轴上,动力一路由中轴经一对链轮(图1中(3)所示)传动到摘穗系统,另一路则经过另一对链轮(图1中(4)所示)传动给搅龙系统。搅龙轴经过一对平齿轮(图1中(7)所示)将动力传递给粉碎系统的喂入轴,经过一对链轮(图1中(6)所示)将动力传递给粉碎系统的动力轴,经过一对链轮将动力传递给升运系统。
粉碎系统由3部分构成,即入轴、定刀轴和动刀轴。喂入轴向前滚将玉米秸秆送给动刀。定刀轴上固定两片定刀片,每一片刀片对应一行秸秆。定刀片两边带刃,一边对着喂入轴,另一边对着动刀。定刀起两个作用:一是将喂入轴缠绕的杂草和秸秆切碎,防止堵塞;二是与动刀一起切碎秸秆。动刀片安装动刀架上,3把动刀片成一组,对应1行秸秆。动刀架靠花键与动刀轴配合。动刀片与定刀片的距离可调(见图1所示)。
1.割台大架 2.中轴 3.摘穗系统链轮组 4.搅龙系统链轮组5.搅龙系统 6.粉碎系统链轮组 7.喂入轴齿轮组 8.喂入轴9.定刀片 10.动刀片 11.动刀架 12.粉碎边板 13.摘穗系统
1.2 工作原理
玉米秆进入到摘穗系统后,一对相向转动的摘穗辊将玉米秆往下拉,摘穗辊上螺旋形状的钢筋带动着秸秆往摘穗辊根部走。当玉米秸秆碰到动刀片后,动刀片将其切断,秸秆下部留在地里,秸秆上部在高速旋转的动刀片的带动下喂入动刀片和定刀片之间,动刀和定刀将其粉碎成一定长度小段,见图2所示。
1.3 主要结构参数
割台总质量m=200kg; 适应行距500~700mm;割台外型尺寸为长×宽×高=990mm×1130mm×730mm;配套拖拉机的功率为22.37~29.83kW。
2 关键部件设计
2.1 喂入轴
喂入轴由左轴头、轴管、右轴头和钢筋4个部分焊接在一起。轴管采用ϕ50无缝圆管,两端分别与两个轴头过盈配合,并焊接到一起,然后在车床上加工,保证两个轴头的同轴度。3个钢筋成一组,均布在圆管上,如图3所示。
1.左轴头 2.轴管 3.右轴头 4.钢筋
两个摘穗辊的平均转速为n1=900r/min,摘穗辊的直径为D=60mm(不算螺纹钢筋的直径)。假设两个摘穗辊夹着玉米秸秆往下走的过程中没有滑动,则玉米秸秆下移的速度等于摘穗辊的线速度v1,即
undefined
代入数据得,ν1=2.826m/s。
喂入轴的动力由搅笼轴经一对齿轮变速传递过来,齿轮的齿数比为z1:z2=27:39,搅笼轴的转速n2=1440r/min,则喂入轴的转速n3为
undefined
代入数据得,n3=997r/min。
喂入轴钢筋中心到喂入轴中心的距离r=25+4=29mm。同理,可得喂入轴钢筋的线速度ν2为
undefined
代入数据得,ν2=3.026m/s。
由于ν2>ν1,因此秸秆可以被喂入轴喂入到动刀片和定刀片之间,而不至于堵在喂入轴上边。
2.2 定刀轴
定刀轴是由一个40×40×4方管两端焊接上两个方钢块,再在方管的一个面上加一块加强铁板焊接而成。每个定刀片靠3个M10的内六角螺栓固定在定刀轴上。定刀轴由两个M16的螺栓固定在定刀座上,定刀座上的固定孔为长孔,这样定刀就可以上下微调,见图4所示。
1.定刀方管 2.定刀加强板 3.定刀方铁块 4.内六角螺栓 5.定刀片
2.3 动刀
3把动刀片固定在3个动刀架上成一组刀,对应1行玉米,动刀架通过花键与动刀轴连接,动刀片上的螺栓孔为长孔,通过3个8.8级M10的高强螺栓固定在3个刀架上,动刀轴通过两个调心FC206轴承座固定在粉碎边板上。
结合摘穗辊顶圆的线速度,根据相关公式计算秸秆切碎长度L为[4]
undefined(mm) (4)
其中,ν1=2.826m/s为秸秆喂入速度。
1.动刀片 2.动刀架 3.动刀片固定螺栓 4.动刀轴
n4为动刀轴的转速,动刀轴的动力是由搅龙轴经过一对链轮(图 1 中6所示)传递来的。链轮的齿数比z3:z4=23:13,因此有
undefined=2548r/min (5)
式中 z—每组刀的刀数,本设计中z=3。
代入数据得,L=22.182mm。
3 田间性能试验
3.1 试验基本条件
配备了该割台的背负式玉米收获机通过了吉林省农业机械试验鉴定站的鉴定。鉴定试验在长春市九台经济开发区的卡伦湖附近进行,选取长势良好的地块。
3.1.1 试验地块
试验地长1000m,试验地宽200m,试验地面积200000m2,土壤质地为壤土,土壤坚定度814kPa,土壤含水率30%;垄距65cm,垄高13cm,测定区杂草密度为11株/m2。
3.1.2 作物状态
作物品种为郑单958,成熟度为完熟,种植方式为垄作,籽粒质量1667.43g/m2,百粒质量48.17g,植株倒伏率2%,果穗下垂率3%,植株折弯率3%,果柄含水率35%,秸秆根部含水率40%,苞叶含水率29%,籽粒含水率26%,果穗长度253mm,果穗最大直径60mm,最低结穗高度137cm,自然高度312cm,株距38cm。
3.1.3 试验环境条件
温度22.5~26.0℃,湿度29%~32%,风速0.7~1.5m/s。
3.1.4 主要仪器设备名称
电子天平、秒表、手提电子秤、管形测力计、红外非接触测温仪、钢板尺、钢卷尺、土壤硬度计和电热恒温干燥箱。
3.2 试验结果
试验结果(如表1所示)表明,该机器的各项指标均达到了合格水平秸秆切碎长度合格率要求大于85%,而试验结果合格率为98.1%;秸秆抛撒不均匀度要求小于30%,试验结果不均匀度为3.8%。这两项指标表明,粉碎系统工作性能良好。22.07kW拖拉机作业时,未出现闷车等动力不足现象。
4 结论
1)该机器能够一次性完成摘穗、秸秆还田、收集、清洗和剥皮任务;作业效率高,机器可靠性好;可收获不同品种、不同行距的玉米;收完的玉米破损率低、含杂率低,损失率低,基本完成了当初的设计指标;该机器安装和拆卸方便,实现了一机多用。中型功率拖拉机背负该机器以慢Ⅲ或慢Ⅴ挡作业时,未出现动力不足的现象。因此可见,该结构消耗的动力明显少于秸秆还田机,极大地节约了能源。
2)秸秆粉碎达到了预期的效果,粉碎的秸秆长度在20mm左右。动刀片和定刀片之间未发现堵塞现象,而且定刀也起到了相应的作用,喂入轴上没有缠绕太多的杂草。通过跟踪观察发现,动刀和定刀的切割过程会对秸秆产生向下的拉力,加快了秸秆下移的速度,如果摘穗辊发生堵塞,下拉力还会拽着秸秆下移,避免发生堵塞。切碎的秸秆被快速旋转的动刀片推出,从而使得秸秆以较快的速度均匀地喷到地面上。作业过程中,各个轴承位、齿轮和链轮均未发生过热现象,而且作业时机器发出的声音良好,说明该机器的粉碎结构设计是比较合理的。
3)本文只是对这种粉碎结构做了一个简单的介绍,其中有结构和工作原理以及一些相应的工作参数。但是还有一些问题没有具体讨论,如喂入轴和动刀轴的速度配比、喂入轴和定刀轴的工作角度、动刀片和定刀片的工作角度,动刀片和定刀片之间的距离、喂入轴和定刀片之间的距离等。这些参数都会直接影响到粉碎结构是否能达到最佳的工作状态,笔者将在后续文章中进行讨论。
参考文献
[1]宋玉祥,师瑞娟.世界玉米生产与分布[J].地理教育,2007(1):78.
[2]佚名.2010年中国玉米种植面积3000万公顷[EB/OL].[2011-10-20].http://www.cnki.net/.
[3]白人朴.我国玉米生产机械化进入快速发展时期[J].农业技术与装备,2008(7):06-07.
[4]李明利.玉米摘穗秸秆青贮打捆联合作业机的设计[D].泰安:山东农业大学,2009.
秸秆粉碎装置 篇2
秸秆粉碎装置种类繁多,但在锤爪式动刀和切碎式定刀组合下,以小麦秸秆为粉碎对象的研究尚不多见,且粉碎装置的各种结构、运动参数对粉碎质量的影响不够清楚。本研究模拟秸秆还田机、破茬播种联合作业机的实际工作情况,设计制造了秸秆粉碎试验台。以自然成熟、含水率为70%的小麦秸秆为试验物料进行了粉碎试验,建立了粉碎率的数学模型,优化确定了最佳结构和运动参数,为秸秆还田机和破茬播种联合作业机的参数选择提供了试验依据。
1 试验装置及原理
试验装置如图1所示。
试验原理:首先将秸秆托板放在输送带上,然后按照预定的喂入量将方向任意的秸秆(即乱秸秆)均匀地铺放在长6m,宽0.6m的输送装置上,依次驱动粉碎刀辊、喂入轮和输送装置。试验时,粉碎刀辊高速旋转,入口处形成负压时高速旋转的动刀对物料有很强的抓取作用,再加上喂入轮的辅助喂入,使得秸秆很快顺利进入粉碎室,被由切碎定刀(由标Ⅱ型定刀改制而成,可以有效地提高刀具的锋利性和自磨性)和动刀(动刀刀座焊装在刀轴上,刀片与刀座采用铰链式连接,动刀在刀轴上呈双螺旋线排列,相位角90%)组成的粉碎偶件切断、打击、撕裂、揉搓成碎段,然后从出口抛出粉碎室。秸秆粉碎过程中,转速转矩传感仪将粉碎刀辊所受的转矩、转速等信号转变为连续的电信号,CRAS数据采集系统将电信号转变为数字信号传送给计算机处理。最后,对粉碎后的秸秆进行分类、称取质量,计算粉碎合格率。
2 试验内容与结果
试验对象为当年自然成熟的小麦秸秆,经测试其含水率为70%;试验喂入量模拟2.2m割幅联合收获机田间工况,按照谷草比1∶1.5,每公顷产量7 500kg计算,喂入量为1.98kg/s。试验因素为粉碎室包角A(°),刀辊转速B(r/min),动定刀间隙C(mm)。试验指标为粉碎质量η(%),η=(G-G1)/G×100%。其中,G为试验用秸秆总质量;G1为粉碎后长度大于100mm的秸秆质量。
2.1 正交试验
小麦秸秆的粉碎质量主要受刀辊速度、动定刀间隙、壳体包角的影响。为此,本文采用正交试验(为保证数据准确,每个试验点重复两次),找出其影响程度的主次。通过正交分析可得:对于粉碎质量,壳体包角的显著水平为一水平150°,动刀轴转速为一水平2600r/min,动定刀间隙为一水平10mm。各因素的显著次序依次为:刀辊转速、壳体包角、动定刀间隙。
2.2 回归试验
在上述试验的基础上,为了更深入地了解壳体包角、动刀转速、动定刀间隙动定刀间隙对秸秆粉碎质量的影响规律,进行了全因素回归试验分析。试验因子水平编码,如表1所示。
将壳体包角A=(X1-110)/40,刀辊速度B=(X2-2 100)/500,C=(X3-20)/10代入因子空间回归所得回归方程见式(1)、式(2),方程的检验如表2所示。
粉碎功耗回归方程为
粉碎质量回归方程为
从上面的计算可以看出,方程的拟合是好的,其显著性水平均为0.01,即方程的置信度为99%。
2.3 参数优化及验证试验
小麦秸秆粉碎装置要求粉碎合格率在90%以上,功率消耗越小越好。本研究以功率消耗为目标,以粉碎质量≥90%为约束条件优化获得最佳参数组合为:粉碎室包角为70°、动刀转速为1 997r/min、动定刀间隙为21mm。预测性能指标为:在秸秆粉碎合格率不小于90%时,最低的秸秆粉碎功率消耗为2.29kW。
对优化结果进行的验证试验结果如表3所示,由表3可以看出验证值和预测值比较接近。
3 结构、运动参数对粉碎性能的影响
为了了解某结构或运动参数对粉碎功耗、粉碎质量的影响,本文将回归方程中3个变量中的2个固定在优化点,分别得出包角、刀辊转速、动定刀间隙对粉碎功耗的影响曲线,如图2所示。包角、刀辊转速、动定刀间隙对粉碎质量影响曲线,如图3所示。
由图2和图3可知,随着包角的增加,提高了粉碎质量,增加了粉碎功耗。随刀辊转速增加,也提高了粉碎质量,增加了粉碎功耗;随着间隙的增加,粉碎质量、粉碎功耗呈下降趋势。
4 结论
试验台试验表明,影响小麦秸秆粉碎质量的主要因素依次为刀辊转速、壳体包角、动定刀间隙;对于粉碎功耗依次为壳体包角、刀辊转速、动定刀间隙。随着刀辊转速、壳体包角的增加和动定刀间隙的减少,粉碎功耗增大,粉碎质量提高。小麦秸秆粉碎装置的结构和运动参数宜确定为:粉碎室包角为70°、刀辊转速为1997r/min、动定刀间隙为21mm。
摘要：利用自行设计的秸秆粉碎试验台,在锤爪式动刀和切碎式定刀组合下,以壳体包角、刀辊转速、动定刀间隙为3个试验因素,以粉碎质量、粉碎功耗为试验指标,对小麦秸秆进行了粉碎试验,建立了粉碎质量和粉碎功耗的数学模型;分析了粉碎装置结构、运动参数对粉碎质量、粉碎功耗的影响规律,优化确定了粉碎装置的最佳结构和运动参数,为秸秆还田机的研制提供了依据。
关键词：小麦秸秆,粉碎装置,粉碎性能,粉碎功耗
参考文献
[1]高允彦.正交及回归试验设计方法[M].北京:冶金工业出版社,1991.
[2]杜新武,蔺公振.双立轴园盘刀玉米秸秆还田装置切碎效果的试验分析[J].洛阳工学院学报,2001,22(4):4-6.
[3]毛罕平.秸秆还田机工作机理与参数分析[J].农业工程学报,1995,11(4):62-66.
[4]张晋国,高焕文.不同条件下麦秸切碎效果的试验研究[J].农业工程学报,1998,14(3):248-250.
二次粉碎式香蕉秸秆粉碎机的设计 篇3
关键词：香蕉秸秆,二级粉碎,锯齿刀片,双刃刀片
0 引言
香蕉属于热带水果,具有生长周期长和产量大的特点。我国是香蕉的重要生产国,产区主要集中在海南、广东、广西、福建、台湾一带。由于香蕉的植株相对高大,在每年产出大量香蕉的同时,几乎等量地产出香蕉秸秆等农业的废弃物。目前,对于香蕉秸秆的利用主要有纤维的提取、粉碎用作牲口饲料以及粉碎还田当作肥料。但是,以上3种利用方式占每年的香蕉秸秆产量的比例非常小,大部分的农民对秸秆的处理方式为堆积自然腐烂或者直接焚烧还田。由于香蕉秸秆具有纤维素、半纤维素和木质素含量高且含水量大等特点,导致秸秆的腐烂周期长和焚烧不彻底等问题,使秸秆长期占用大量的空间,影响农业生产作业。香蕉秸秆的粉碎机械在国内已有发展,主要分为牵引式和固定式两大类。牵引式由拖拉机牵引,直接在田中将秸秆就地粉碎;但由于香蕉秸秆本身的特点,容易产生粉碎不彻底的缺点,影响下一周期的农作物的种植。固定式是由人工将秸秆搬移到指定的地点,用专用机械进行集中的粉碎处理。其粉碎效果与牵引式相比,有了较大的提高。本文香蕉秸秆粉碎机的设计即为固定式。
1 粉碎方法及原理
1.1 粉碎方法
一般的粉碎机械常采用锤爪型刀片,工作时锤爪由高速旋转的刀轴带动,依靠自身质量较大产生很大的锤击惯性力从而把秸秆砸碎,达到秸秆粉碎的效果。此类粉碎机械对玉米、高粱、棉花等硬质类秸秆有较好的粉碎性能。而香蕉的秸秆是由香蕉叶片的根部层层包裹而成,且纤维较粗、韧性大,锤击式不能起到很好的粉碎效果。但是,根据测试,当用刀片沿秸秆的纤维垂直方向对秸秆进行切割时,却很容易切断。因此,本设计采用交叉锯齿形刀片对秸秆进行粉碎。
1.2 剥衣原理
机器开启以后,将香蕉秸秆放置于机器的输送装置,由输送装置对机器进行送料。秸秆首先经过两对具有一定间隙的辊轴,辊轴用来吸料并且将质地相对较密的秸秆进行纵向的压缩,使秸秆的各组成层之间的间隙扩大,有利于刀片对秸秆进行一次粉碎。秸秆通过辊轴进入一级粉碎装置。该粉碎装置由固定在两个旋转轴上的一定数量、一定间距的相互交叉的锯齿形刀片组成。秸秆途经该粉碎装置以后,经过各层的分离而被切割成一定弧度的条状,落入下一级螺旋传送装置;螺旋传送装置将初次粉碎后的秸秆传送到二级旋转刀片,完成二次粉碎,由出料口排出。另外,输送装置的延长线与锯齿粉碎刀片的旋转轴应当有一定的夹角,有利于初次粉碎;螺旋传送装置的底板有一定的斜度,有利于送料;同时底板末端要与旋转切刀相配合,完成对秸秆的二次粉碎,要求有足够的厚度和硬度,并加工成有一定的刃口,从而更好地完成切料动作。
2 主要结构及部件设计
2.1 基本结构
香蕉秸秆粉碎机的结构简图,如图1所示。
1.辊轴2.机壳3.香蕉秸秆4.输送装置5.电动机6.旋转切刀7.螺旋传送装置8.带轮9.电动机10.齿轮11.锯齿形交叉粉碎刀片
2.2 辊轴
辊轴的主要作用有3个:一是有吸料的功能。其动力源自于电动机,上面两个辊轴顺时针方向转动,下面两个辊轴顺时针方向转动,其表面粗糙度较大,以增大吸料的摩擦力。二是碾压香蕉秸秆的功能。前一组辊轴的距离略小于秸秆的直径,后一组辊轴的距离再小于前一组辊轴的距离,从而对香蕉秸秆起到碾压的作用。经碾压后的香蕉秸秆各层分离,有利于刀片的切割。三是起到夹持的作用,使香蕉秸秆向刀片方向稳定地进料。经数据统计,成熟的香蕉秸秆的直径在30~40cm之间,故兼顾进料可靠以及碾压效果,取第一级辊轴的距离为35cm,第二级辊轴的距离为32cm。经试验,以上两种距离满足机器的要求。其外形及配合方式如图2所示。
2.3 锯齿形交叉粉碎刀片
该粉碎装置由两组刀片配合,且刀片相互交叉,结构类似辊轴。刀片的两个旋转轴与香蕉秸秆的进料方向相同,并在输送装置倾斜的作用下与香蕉秸秆成一定的角度,从而使刀面与秸秆的纤维近似相垂直,有助于更好地粉碎秸秆。刀片采用圆盘锯齿刀片,经试验,该种类型的刀片的切割效果远比光刃圆盘形的效果好。为了减小刀片在高速旋转时应力集中的影响,锯齿的底部应以小圆弧过度。此外,由于传送装置与刀片的旋转轴形成一定的角度,且刀片切割秸秆是一个逐渐进料、逐渐切割的过程,旋转的阻力相对较小,因此不考虑切割深度所产生的阻力对刀片强度的影响。根据对香蕉秸秆直径的统计结果,选取刀片的半径为20cm,刀片的重合距离为5cm,故两旋转轴间的距离为35cm。靠近辊轴的位置的刀片的直径可适当的增大,以提高切割的效率。刀片的排布与形状如图3所示。
1.辊轴2.旋转轴3.齿轮
1.带轮2.齿轮
2.4 螺旋传送装置
该装置的主要作用为螺旋送料,将一次粉碎后的秸秆碎片推送到旋转切刀的位置,进行二次粉碎作业,防止因秸秆碎片的过度堆积而出现送料停滞的情况,以提高粉碎的效率。其结构如图4所示。
2.5 旋转切刀
旋转切刀是二次粉碎的主要部件,也关系到最后香蕉秸秆的最终粉碎效果。本切刀采用在圆周空间上均匀分布3个双刃矩形刀片的旋转机构,其组成分为旋转轴、刀架和矩形刀片。其整体组件的左视图如图5所示。
1.普通平键2.转轴3.旋转刀架4.双刃矩形刀片
2.5.1 旋转刀架
旋转刀架通过平键与转轴相连接,带动刀片进行切割动作。刀架上所安装的刀具的个数对秸秆粉碎精度的影响,随着转速的增加而逐渐减小。本着经济的原则,本刀架的设计只选择安装3个刀片。一般中小型破碎机转速为750~1 500r/min、切刀线速度为25~70m/s。大型破碎机转速为200~350r/min、切刀圆周速度为18~25m/s。转速越高,线速度越大,秸秆的二次粉碎的效果也就越好。综合考虑本机器的设计,为了减小磨损以及不必要的功率的损耗,选择转速为900r/min。所以,刀具的线速度可由下面的公式计算V=nπd/60。其中,V为转速,d为刀刃到转轴中心距离的2倍。刀架的三维造型如图6所示。
2.5.2 双刃矩形刀片
由于香蕉秸秆本身具有纤维韧性大、含水量高的特点,因此对刀片的材料要求较高。普通的碳素钢不能够满足耐磨性和耐腐蚀的特点,本刀片的材料选用T12。采用双面刀刃的优点是当有一面磨损时,可以直接改变刀刃的方向,节省了更换刀具的成本和时间。刀架的刀面上开有4个沉头孔,与刀架配合,便于安装。刀片的三维造型如图7所示。
3 传动装置
因两组辊轴以及一级粉碎刀片相向转动时需要有相同的线速度,故其之间的传动采用齿轮啮合的方式,其余由动力源到各个机构的传动应采用V形带传动的方式。带传动的方式平稳,传动精度的要求较低,且在载荷较大时会发生皮带打滑的现象,具有过载保护的功能,完全符合农业机械的要求;但皮带工作一段时间容易出现松弛。所以,在两极带传动之间,应装有皮带张紧轮,以提高机械工作的可靠性。
4 结束语
本设计在已有的香蕉秸秆的粉碎机械基础上,设计出二级粉碎的机械。与以往的机械相比,具有粉碎效果稳定、粉碎颗粒更小的优点,有助于减小粉碎秸秆还田的速率和增大秸秆的回收利用率,有助于解决以前的自然腐烂以及焚烧处理所造成的环境污染的问题,促进农业发展向绿色农业化的迈进。
参考文献
[1]朱晓闯,张喜瑞,陈致水.滚压式香蕉假茎粉碎机的设计[J].广东农业科学,2011(18):144-146.
[2]朱晓闯,张喜瑞,李粤,等.我国香蕉秸秆回收利用研究[J].价值工程,2011(34):273-274.
[3]朱德荣,常云朋,梁莉,等.香蕉茎秆/根茬还田工艺研究和机械结构设计[J].农机化研究,2011,33(9):136-138.
[4]张景强,李清春,张奇志,等.香蕉秸秆资源的工业化利用[J].广州化工,2013(11):18-21.
[5]M D弗拉维尔.碎磨回路的设计和装备[M].北京:冶金工业出版社,1990.
[6]马少健,陈炳.辰颚式破碎机破碎物料影响因素的研究[C]//中国选矿学会粉体工程学委会编.第四届全国粉体工程学术会议论文集,1996:26-30.
[7]孙成林.破碎机的新发展(待续)[J].硫磷设计与粉体工程,2001(3):34-40.
秸秆粉碎还田机如何保养 篇4
每年作业结束保养机具时, 应清洗变速箱, 更换齿轮油, 添加量不允许超过油尺刻线。工作前要检查油面高度, 及时放出沉淀在齿轮箱底部的脏物。
更换锤爪或甩刀时应成组更换, 以保持刀轴的动平衡, 要将同组锤爪按质量分级, 质量差不大于25 g, 只有同一质量级的锤爪或甩刀方可装在同一滚筒上。
秸秆粉碎装置 篇5
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2011年10月18日至2012年6月9日在河南省农业职业学院农业高新科技示范园区进行, 前茬作物为玉米。该地块田面平整, 肥力均匀, 排灌方便, 土壤类型为潮土, 小两合土。试验前土壤肥力状况:土壤容重1.30 g/cm3, p H值8.54, 有机质20.9 g/kg, 全氮1.50 g/kg, 碱解氮73.1 mg/kg, 有效磷20.8 mg/kg, 速效钾282.3 mg/kg, 缓效钾1067.7 mg/kg。
1.2 试验材料
供试作物:小麦, 品种为众麦1号;供试秸秆为上季玉米秸秆。供试秸秆腐熟剂种类:HM秸秆腐熟剂、RW秸秆腐熟剂、BM秸秆腐熟剂、BYM秸秆腐熟剂 (不同种类腐熟剂由各生产企业提供) 。
1.3 试验设计
试验设6个处理, 分别为:处理1:常规施肥+秸秆还田 (不施腐熟剂) ;处理2:常规施肥+秸秆还田+HM秸秆腐熟剂;处理3:常规施肥+秸秆还田+RW秸秆腐熟剂;处理4:常规施肥+秸秆还田+BM秸秆腐熟剂;处理5:常规施肥+秸秆还田+BYM秸秆腐熟剂, 以常规施肥, 无秸秆还田作对照 (CK) 。3次重复, 随机区组排列, 小区面积50 m2。
1.4 田间管理
试验在常规施肥的基础上进行。常规施肥:基施复合肥 (17-17-17) 750 kg/hm2、尿素150 kg/hm2, 返青期追施尿素150 kg/hm2。试验地玉米秸秆于2011年10月18日粉碎, 将腐熟剂30 kg/hm2与适量潮湿的细砂土混匀后均匀撒在玉米秸秆上, 结合深耕还田。2011年10月24日进行小麦播种, 2012年6月9日收获。试验除按方案要求施用腐熟剂外, 其他管理措施均同一般小麦田。
1.5 调查统计
秸秆腐熟剂使用后第10、30、60、150天调查秸秆腐解程度。观察测定项目:秸秆颜色 (分中黄、微黄、褐黄、黑黄, 分别定为1、2、3、4级) , 秸秆气味 (分霉味、氨味、酒味、腐烂味, 分别定为1、2、3、4级) , 手感软化程度 (分硬、微软、软、腐烂, 分别定为1、2、3、4级) 。另外, 采用秸秆抗拉强度法测定秸秆腐解度 (配用山度SH-500型拉力计) 。
作物成熟后, 进行田间测产 (每处理9 m2) 、考种[7] (随机选3处取连续10株样) 、田间群体数调查 (随机选3处1 m2 行) 。
2 结果与分析
2.1 不同处理对土壤理化性质的影响
施用不同秸秆腐熟剂对土壤理化性质的影响如表1所示。可以看出, 与CK相比, 施用秸秆腐熟剂能够降低土壤容重及土壤p H值 (处理2除外) , 增加土壤有机质等各种养分的含量 (处理2土壤缓效钾、速效磷含量、处理3速效磷含量除外) ;与处理1 (秸秆还田) 相比, 各处理土壤容重数值和p H值都有所下降, 有机质等各种养分的含量都有增加的趋势 (处理2除外) 。说明在同等管理条件下, 施用腐熟剂能够降低土壤的容重, 提高土壤疏松程度, 改善土壤结构, 不同程度增加土壤养分含量。
2.2 不同处理对玉米秸秆腐熟程度的影响
施用不同秸秆腐熟剂对玉米秸秆腐熟程度的影响结果如表2所示。可以看出, 与处理1相比, 各处理秸秆还田10、30、60 d, 玉米秸秆的剪切拉力变化比较明显, 而颜色、气味、手感变化不大;秸秆还田150 d, 处理3、4软化程度有所加大, 剪切拉力变化比较明显, 处理2、5剪切拉力变化比较明显。由此表明, 4种秸秆腐熟剂对玉米秸秆腐熟程度的影响较为明显。
2.3 不同处理对小麦生物学性状的影响
不同秸秆腐熟剂对小麦成产因素的影响如表3所示。可以看出, 与CK相比, 处理1的群体数、穗粒数都有所提高, 说明在秸秆还田的情况下, 小麦产量主要受群体数、穗粒数的影响。与处理1相比, 这4种秸秆腐熟处理能够增加小麦群体数 (处理3除外) , 提高小麦分蘖数, 增加小麦穗粒数 (处理2和处理5除外) 和小麦千粒重。
2.4 不同处理对小麦产量的影响
不同秸秆腐熟剂对小麦产量的影响如表4所示。可以看出, 与CK和处理1相比, 施用秸秆腐熟剂皆能提高小麦产量, 增产幅度分别为2.83%~10.70%、4.85%~7.69%。经方差分析, 处理间达极显著水平, 施用秸秆腐熟剂后小麦产量增加达显著水平。结合表3可知, 在常规施肥和秸秆还田的基础上, 处理3和处理4小麦增产主要受群体数、穗粒数、千粒重的共同影响, 施用秸秆腐熟剂的其他处理小麦增产主要受群体数、千粒重的影响。
3 结论与讨论
试验结果表明, 在玉米秸秆粉碎还田的前提下, 施用腐熟剂能够加快秸秆腐化速度, 降低土壤的容重, 提高土壤疏松程度, 改善土壤结构, 不同程度增加土壤养分含量, 这对小麦的前期生长有利[9,14];秸秆腐熟剂对小麦产量的影响主要受群体数、千粒重的影响, 与不施用秸秆腐熟剂相比, 小麦产量均达显著水平, 增幅为4.85%~7.69%, 有良好的推广前景[15,16,17]。
摘要：为验证大田条件下不同秸秆腐熟剂的应用效果, 选择了4种秸秆腐熟剂, 研究其对玉米秸秆粉碎还田腐熟程度、土壤理化性质、小麦生长发育及产量的影响。结果表明:施用秸秆腐熟剂能够降低土壤容重和pH值, 增加土壤养分含量, 显著提高小麦产量, 增产幅度为4.85%7.69%。
大力推进玉米秸秆粉碎还田技术 篇6
肇州县是以玉米种植为主的农业县, 年种植玉米达200万亩, 年产生玉米秸秆在260万t以上, 这些秸秆主要有两种处理方式。一种是较大面积的机械收获, 占种植面积的73%, 收获后的秸秆有40%由收获机直接粉碎抛撒到田间 (粉碎后秸秆长度10~40 cm) , 其余60%的秸秆未粉碎直接抛到田间;另一种是人工收割, 占种植面积的27%, 收获后的秸秆全部直接放在田间。粉碎的秸秆在机械整地时直接耕翻到土里, 完整的秸秆大部分在秋后或第二年春整地前露天焚烧, 只有极少部分秸秆被运出田间派作它用 (烧柴、饲料、发电) , 浪费了大量的秸秆资源。因此, 大力推广以玉米秸秆粉碎还田为主的秸秆综合利用技术, 发展秸秆经济, 具有广阔的发展空间和重要的现实及长远意义。
二、秸秆粉碎还田的好处
1.改变土壤结构性状, 使土壤疏松, 利于作物根系生长发育, 促使作物抗倒伏能力明显增强。
2.改善土壤理化性能, 增加土壤有机质, 培肥地力, 节省肥料10%左右, 降低生产成本。
3.促进作物增产增收5%左右, 实现节本增效。
4.避免秸秆焚烧造成的大气污染和交通、火灾事故, 有效地保护生态环境, 实现安全生产。
三、实施秸秆粉碎还田技术面临的问题
1.尽管肇州县的玉米机械化收获程度已达73%, 但玉米收获机上配置有秸秆粉碎装置的却不多, 在现有的486台玉米收获机中, 只有88台配置有秸秆粉碎装置, 但在收获作业时还没有全部投入使用秸秆粉碎功能。
2.农民对秸秆粉碎还田的好处认识不到位, 只顾眼前利益, 收获时节只顾抢收, 不愿因实施秸秆粉碎还田而拖延收获期。
3.由于在机械收获玉米的同时进行秸秆粉碎还田作业, 既增大燃油消耗又降低收获作业效率, 在增加成本、减少收入的同时还加速收获机械的磨损, 所以收获机车主也不愿意在机械收获玉米的同时进行秸秆粉碎还田作业。
4.土地承包经营地块零散, 制约着大型玉米收获机作业效率的正常发挥, 而小型玉米收获机又没有实施同步进行秸秆粉碎还田作业的功能。
5.因种植行距宽窄不一、品种和种植时间不同导致收获期不集中, 难以做到使用大型玉米收获机进行连片作业。
6.玉米收获机作业功能单一, 利用率低, 投资较多, 回报率低。
7.购机资金筹集困难, 补贴资金数额小, 单台补贴金额少, 一台20万元乃至价格更贵的玉米收获机最高补贴资金额为5万元, 不利于大型玉米收获机械的购置和更新配套。
四、对推进玉米秸秆粉碎还田技术的建议措施
1.加强领导, 把推进玉米秸秆粉碎还田技术摆上重要位置, 制定计划、分解任务、落实责任, 协调农业、财政、农机等部门共同解决问题、克服困难, 扎实有序地稳步推进。
2.大力宣传引导, 利用电视、广播、报刊、网络、科技大集、办班培训、印发宣传单、明白纸、微信等多种形式, 广泛宣传实施玉米秸秆粉碎还田技术的好处, 通过举办作业现场观摩演示会引导农民提高对实施玉米秸秆粉碎还田技术好处的认识。
3.政策扶持, 积极推动土地适度规模经营, 实行统一品种、统一种植规格、统一时间集中耕种, 为大型机械收获作业打下良好的基础。
4.实施作业补贴优惠政策, 安排专项资金作为进行玉米秸秆粉碎还田作业车组的作业补贴, 每亩在补足因进行秸秆粉碎还田作业而增加的耗油成本和磨损及降低收获作业效率损失外, 适当给予5~10元的奖励。
5.加大购机补贴力度, 积极向上级争取国家购机补贴资金, 增加单台补贴额度, 动员各方力量筹集购机资金, 促进带有秸秆粉碎还田功能的大型玉米收获机械的购入, 推动陈旧大型玉米收获机和小型玉米收获机的更新换代, 为推进玉米秸秆粉碎还田作业做好设施准备。
6.搞好培训和技术指导服务, 先是搞好对操作机手的技术培训, 还要做好农机化技术指导和售后服务人员的技术培训, 使他们学会玉米秸秆粉碎还田技术的工作原理, 掌握技术实施的操作技能, 按要求维护保养好作业机械设备, 提升秸秆机械粉碎还田作业质量。
秸秆粉碎还田机械的技术分析 篇7
关键词：秸秆粉碎还田机械,注意事项,技术,故障原因,排除方法
多年来由于施用化肥品种和数量增多, 致使土壤结构变坏, 土地板结, 土壤有机质严重下降。通过秸秆粉碎还田技术, 利用秸秆中丰富的有机质含量来培肥地力, 改善土壤理化性状, 增加土壤有机质和其他养分, 是促进农业增产的有效措施。
1 秸秆粉碎还填机械的使用注意事项
1.1 检查粉碎机与联合收割机、拖拉机的联接是否正确和牢固, 各部零件是否完好, 紧固件有无松动, 发现问题及时调整处理, 加注润滑油。
1.2 调整好留茬高度。
1.3 空车试运转5-10分钟, 确认各部件运转状况良好后, 方可作业。
1.4 作业时, 要将还田机提升, 离开地面, 在空转中逐步下降还田机, 待达到留茬高度后, 再加大油门正常作业。
1.5 作业时, 禁止刀片打土, 转弯时要提升还田机。工作中禁止倒退。转移中要切断拖拉机输出动力, 并锁紧还田机。
1.6 还田机工作时, 人员严禁靠近旋转部位。检查维修还田机时, 首先要切断动力源, 联合收割机、拖拉机要熄火。
1.7 合理选择作业速度, 对不同长势的农作物, 采用不同的前进速度
1.8 作业时应注意清除缠草和土埂、树桩等障碍物, 地头留出3-5米作为机组转弯地带。
1.9 作业时, 注意机组的异常现象, 及时检查调整和修理。
1.1 0 作业结束后, 清理、检修整机, 注油、防锈。机具要有木板垫好, 不能悬挂放置, 停放地要干燥, 放松皮带。
2 玉米秸秆机械化粉碎还田技术
2.1 玉米秸秆机械化粉碎还田工艺步骤
2.1.1 直接粉碎还田:
机械或人工收获 (摘穗) ;机械粉碎抛撤秸秆;补施氮肥;机械灭茬;高柱犁深耕翻埋或重耙或旋耕灭茬;压盖;播种。2.1.2堆沤还田。摘穗;割倒秸秆集运;机械切碎;补氮堆沤;机械灭茬;机械灭茬;人工铺撒堆沤后的碎秸秆;耕翻整地;播种。
2.2 农艺技术对玉米秸秆粉碎还田的要求
2.2.1 摘穗。
在玉米成熟保证其品质的条件下, 应及时连包叶一起收获棒穗。2.2.2桔秆粉碎。最好用玉米联合收割机收获, 同时直接将秸秆粉碎还田。如人工摘穗, 最好不要将桔秆割倒, 以免延误粉碎时间使秸秆变黄, 要在秸秆保持青绿的状态下进行粉碎, 所含水分最宜在30%以上, 以便于腐烂。留茬高度不大于5厘米, 粉碎秸秆长度不大于10厘米, 防止漏切和刀片打土。秸秆还田也不宜太多, 应保证当年还田秸秆充分腐烂, 对密植玉米可采取隔行取秆或截短秸秆的办法, 还田太多可能影响下茬耕作质量。2.2.3施肥。秸秆腐烂时要吸收土壤中的氮, 所以秸秆在粉碎后翻埋前应增补氮肥, 每公顷施300~600千克速效氮肥或150~225千克尿素, 使秸秆碳氮比由80:1提高到25:1, 以加速秸秆腐烂。补施的氮肥被微生物利用后仍保存在土壤里, 其利用效果比施在秸秆没还田的耕地里要好。2.2.4深耕翻埋。深耕不小于23厘米, 采用大型拖拉机配带高柱犁、合墒器、镇压器、耪等机具, 经复式作业将耕翻、镇压、整平一次完成。通过耙压消除因秸秆造成的土壤架空, 并起到碎土保墒作用, 为播种创造条件, 以利下茬作物生长。2.2.5播种。秸秆还田会增加土壤中的农作物纤维, 可采用圆盘开沟式播种机, 使圆盘滚切土壤及残留在土壤浅层中的秸秆, 进-步压实土壤, 减少架空麦粒和麦苗根部漏风现象。
3 小麦秸秆机械化粉碎还田技术
3.1 小麦秸秆机械化粉碎还田工艺步骤
3.1.1 联合收割机收获。
留高茬;秸秆还田机粉碎抛撤;补施氮肥;灭茬、高柱犁深翻入土;压盖。3.1.2小型割晒机收获。留高茬;秸秆粉碎还田;晚秋作物免耕播种。
3.2 农艺技术对小麦粉碎还田的要求
3.2.1 联合收割机收获小麦, 可留高茬35.45厘米, 约占秸秆总高的
40%, 以免联合收割机作业时秸秆喂入量过大影响脱粒。留茬最低也要高于10厘米, 以防切割器碰到地面硬块受损;留茬也不能过高, 以免漏穗, 麦秸粉碎长度不大于15厘米。3.2.2免耕播种时, 应选用带圆盘开沟器的播种机, 播种后应及时喷施除草剂。3.2.3小麦秸秆采用堆沤还田技术时, 在玉米长到7-10cm高时, 人工将堆沤好的麦秸均匀铺撤于玉米苗行间。
4 秸秆还田机的常见故障及排除方法
4.1 传动皮带磨损严重
4.1.1 故障原因。
(1) 张紧度不当; (2) 皮带长度不一; (3) 负荷过重或刀片打土; (4) 张紧轮压不正。4.1.2排除方法。 (1) 调整; (2) 更换; (3) 改为低一档作业速度, 加大留茬高度; (4) 调正。
4.2 粉碎质量太差
4.2.1 故障原因。
(1) 传动皮带过松; (2) 刀片短缺或磨损; (3) 前进速度过快; (4) 负荷过重; (5) 装反刀片; (6) 刀片打土; (7) 拖拉机输出轴转速低。4.2.2排除方法. (1) 调整; (2) 补充或更换; (3) 减速; (4) 减少粉碎行数、降低前进速度; (5) 重新安装; (6) 提高机具离地高度; (7) 检修。
4.3 机器强烈振动
4.3.1 故障原因。
(1) 刀片脱落、折断、转动不灵活; (2) 紧固螺栓松动; (3) 万向节叉方向装错; (4) 轴承损坏; (5) 旋轴部分有碰撞。4.3.2排除方
法。 (1) 补充、更换或调整刀片; (2) 紧固; (3) 正确安装; (4) 更换; (5) 检查排除。
4.4 万向节损坏
4.4.1 故障原因。
(1) 缺油; (2) 万向节装错; (3) 倾角过大; (4) 降落过猛。4.4.2排除方法。 (1) 加注润滑油; (2) 重新安装; (3) 提升不要太高, 调整限位链; (4) 缓慢下降。
4.5 喂入口堵塞
4.5.1 故障原因。 (1) 农作物过密; (2) 前进速度过快。4. 5.2排除方法。 (1) 减少粉碎行数; (2) 减速。
4.6 万向节传动轴折断
4.6.1 故障原因。 (1) 传动系统卡死; (2) 突然超负荷。4. 6.2排除方法。 (1) 排除故障更换新油; (2) 减轻负荷。
4.7 轴承温升过高
4.7.1 故障原因。
(1) 缺油; (2) 传动皮带过紧; (3) 轴承损坏; (4) 传动轴发生扭曲。4.7.2排除方法。 (1) 注机械油; (2) 适当调整; (3) 换轴承; (4) 调整至转动灵活。
4.8 齿轮箱漏油
4.8.1 故障原因。 (1) 油封损坏或失效; (2) 密封垫破损; (3) 螺栓松动。
4.8.2 排除方法。 (1) 换油封; (2) 换密封垫; (3) 紧固螺栓。
4.9 刀片折断
4.9.1 故障原因。碰坚硬物体。4. 9.2排除方法。补充刀片, 加大留茬高度。
4.1 0 声响异常
4.1 0. 1 故障原因。
(1) 刀片孔磨大; (2) 刀片销轴磨细; (3) 轴承损坏或固定螺钉松动。4.10.2排除方法。 (1) 换刀片; (2) 换销轴; (3) 换轴承、紧固螺钉。
4.1 1 齿轮箱内有杂音、温升过高
4.1 1. 1 故障原因。
(1) 齿轮间隙不当; (2) 齿轮损坏; (3) 油过多或过少; (4) 箱内有异物。4.11.2排除方法。 (1) 调整间隙; (2) 更换齿轮; (3) 放油或加油; (4) 清除异物。
参考文献