滚压螺旋式香蕉秸秆粉碎机的设计

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1、2015年4月农机化研究第4期滚压螺旋式香蕉秸秆粉碎机的设计周开欢，张燕(海南大学机电工程学院，海口570228)摘要:香蕉是我国热带农业地区较为重要的作物之一，但其秸秆却一直无法得到正确处理。为此，设计了一种滚压螺旋式香蕉秸秆粉碎机。该机针对香蕉秸秆粗大、含水率高等问题，集脱水与粉碎为一体，实现了有效的粉碎，可提高香蕉产区资源利用效率，降低蕉农劳动强度。关键词:香蕉秸秆;粉碎;脱水;还田+中图分类号:S817．122文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)04－0121－03DOI:10.13427/j.cnki.njyi.201

2、5.04.029重力作用下进入脱水机构的压辊部分，由其挤压成0引言片状，且排除大部分水分。压辊附近下方的工作台香蕉是世界四大水果之一，在我国亚热带、热带为滤网结构，直接连接水箱，收集香蕉秸秆排出的逐渐变成了重要的支柱产业。香蕉秸秆是其种植过水分以便二次利用;香蕉秸秆在压辊的固定传动下程中主要的副产品，但一直未被合理地处理。香蕉秸送入后半部分的螺旋锯齿打碎机内，经过充分打碎秆、茎叶未经过处理加工而被废弃，造成秸秆和茎叶后还田。［1］中所含的有机质和微量元素的浪费。由于机械化1．2整体结构水平不高，大部分蕉农采用传统的人工收割方式，不粉碎机结构如图1

3、所示。仅劳动强度高，还会占用很大面积的田地，没有办法使秸秆得到有效的利用，严重影响了我国香蕉产业的发展。粉碎秸秆可作为再生物质滋养土地，也可用作［2］沼气的发酵材料亦或是作为燃料造福社会，用途十分广泛。在我国香蕉主产区，一些单位对此做过一些研究，但技术相对来说还不够成熟，无法在生产生活中应用，而国外的某些设备并不适合于我国的应用现状。为此，针对我国香蕉秸秆粗大且含水率高等特点，设计了一种全新的香蕉秸秆粉碎机，可有效地将秸秆粉碎至理想状态，对提高蕉农经济收入和社会生［3］态循环将性产生不可估量的作用。1．水箱2．滤网3．滚压轮4．进料口5．电机1总

4、体结构及工作原理6．锥齿轮7．螺旋刀具8．出料口9．机架图1秸秆粉碎机结构简图1．1工作原理Fig．1Thestructurediagramofstrawcrusher滚压螺旋式香蕉秸秆粉碎机由图1所示。其1．3工作流程图由两部分构成:前半部分为脱水机构，后半部分为系统的工作流程图如图2所示。粉碎还田机构。香蕉秸秆由入料口进入机器内，在2关键部件设计收稿日期:2014－04－092．1压辊装置的设计基金项目:海南省教育科学“十二五”规划项目(QJY125012)作者简介:周开欢(1994－)，女，山西运城人，本科学生，(E－为了使香蕉秸秆脱水率达

5、到最大化，使挤压的片mail)709235264@qq．com。状最薄、最易打碎，结合经济实用的原则，进行了在不通讯作者:张燕(1978－)，女，湖北鄂州人，副教授，硕士，(E－mail)z_yhs@163．com。同力的作用下挤压香蕉秸秆的实验，结果如表1所示。·121·2015年4月农机化研究第4期1．压辊1轴2．压辊2轴3．电动机图3传动部件图Fig．3Thediagramofdrivingpart2．2粉碎装置的设计粉碎装置是粉碎机最重要的部件，本设计将后续图2系统工作流程图传动动力与粉碎刀巧妙结合在一起，在螺旋传动的基Fig．2Thef

6、lowchartofsystemwork础上将螺旋顶尖部位设计成锯齿状。这样在切割的表1香蕉秸秆压缩率表同时亦能用螺纹将切碎的秸秆传送至出料口，末端切Table1Bananastalkcompressionrate割刀将秸秆打得更碎，如图4所示。由于香蕉秸秆纵实验原始尺寸压缩后尺寸压缩率向是丝状结构，为防止其缠绕在切割螺纹的主轴上，次数/mm/mm/%应在主轴的两螺纹空隙处均匀安装4个阻挡装置;同1369136．463时螺纹间距不宜过大，方便螺纹在回转横向切断秸2387123．068秆，使打碎部分直接进入切割装置内传动至出料口。3374105．2

7、72437289．97653469．780636762．883739158．785838553．386936147．087由表1可得，香蕉秸秆平均尺寸约为372mm，综合考虑压缩率应为85%，所以两压辊之间间距应为55mm。材料选用3Cr13合金钢，980℃淬油，600～750℃回火后冷却。轴材料选用40Cr，进行调质处理。压辊转速不宜过高，否则无法完全切碎，排出的水分无法完全进入水箱内，且可能溅射至后续的切割装置内，产生不良影响。经分析，取400r/min较合适。压辊装置的传动机构主要由电动机、传动轴及一、二级变速箱组成。其中，一级变速箱为带轮

8、传动箱;二级变速箱为齿轮传动箱，起到调节速度大小与方向的作用。同时，为了保证工作的可靠性，传动部图4粉碎刀具剖面图件强度、硬度都较高。其