摘要
設計一種適用于小型養殖企業或農村個體養殖戶的新型農作物秸稈粉碎機,該機型不采用篩分裝置,采用增加研磨裝置部分,以粗切、擊碎、研磨三個步驟完成纖維物料的尺寸減小。降低整機成本，提高生產率，目前市場上尚無此機型。
現有農作物秸稈粉碎機大多尺寸大，功率高，功耗大，多應用在大型飼料企業。針對農村小型養殖企業和個體用戶的飼料加工機械目前還沒有。常用的粉碎機多是有篩的鑿片粉碎機，結構復雜，主要用于精飼料的粉碎，生活中常用加工精飼料的機械加工粗飼料，這顯然不是很適合的，因為兩者物理特性是很不同的。由于纖維質物料的特性，易堵塞篩孔，導致生產率極低。本課題旨在設計一種加工纖維質飼料的粉碎機，不采用篩分裝置，而是采用粗切、擊打和研磨三者結合，從而達到一定粉碎細度的物料，在均勻性上雖然沒采用篩的那么均勻，但生產率有較大的提高，能滿足某些情況的應用。
1、結構設計
1.1粉碎機理
本機主要是將較干燥(水分＜18%)的牧草和秸桿加工成細碎狀和粉狀,尺寸在0.7~5mm范圍內，以滿足各種使用要求。該機工作時秸稈類物料從進料口切向進入機體后，受到安裝在轉子上端高速旋轉的動刀配合定刀板所產生的剪切作用，被切成碎段，在撥料板和離心力作用下，均勻布開進入圓筒與齒板之間的揉搓粉碎室內，在高速回轉鑿片的沖擊作用下，使秸稈類物料受到鑿片和齒板劇烈的搓擦作用而逐漸細碎并沿螺旋線下落，從上排料口排出。當關閉上排料口，物料進入磨盤之間的引入區，在磨盤之間被研磨粉碎，在重力作用下進入下排料口排出。
1.2總體結構形式
牧草和農作物秸桿類物料是一種含有豐富的纖維素、半纖維素、木質素等的物料。具有韌性大、容重小的特點，其粉碎過程與谷物類物料大不相同，牧草和農作物秸稈等粗纖維類物料粉碎時，主要粉碎作用
是靠搓擦和剪切的共同作用使之粉碎成細粉。根據現有的粉碎理論、粉碎機理和粉碎方法，確定本機結構形式和布置方案為以下幾方面：
①采用立式無篩圓筒型粉碎桶；
②本機由進料裝置、切碎裝置、揉搓粉碎裝置、磨碎裝置、出料裝置、機體和傳動裝置組成；
③進料口設置在機體上方，與水平面有一定傾角，物料徑向進入機體，進料口設有安全保護裝置；
④切碎裝置在機體頂端，采用動刀和定刀板相配合所產生的剪切作用來將秸桿切成碎段；
⑤揉搓粉碎裝置是在轉子圓筒上安裝鑿片，在
機體內表面安裝齒板，工作時兩者相互配合來揉搓粉碎物料，鑿片排列的工作密度小，以加強搓碎的效果；
⑥磨碎裝置采用定圓錐形磨盤與動圓錐形磨盤相對轉動來將物料進一步磨碎而得到粉狀成品；
⑦本機設置兩個出料口，按實際需要調節排料插門可以得到細碎狀和粉狀兩種成品；
⑧機體和機架采用普通鋼材制造，以降低制造成本；
⑨采用電動機作為動力，通過三角皮傳動。
本機結構布置如圖1所示。
圖1無篩農作物秸桿粉碎機總體結構
1.2.1進料切碎部分
本機采用徑向進料。圓錐形轉筒的上方側端安有兩把動刀，與安裝在機體內壁的定刀板構成切碎器。其作用是將從進料口進入的秸稈物料初步切碎段，以幫助進料及防止纏草。
1.2.2揉搓打擊部分
粉碎部分由齒板和轉子組成。齒板分為六塊，裝在機體內壁的圓周側壁上。轉子為圓形，轉筒表面裝有四列鑿形錘片，鑿片形狀呈U形。鑿片在轉筒上采用螺旋線排列。齒板與鑿片共同作用實現秸稈類物料的揉搓打擊粉碎過程。
1.2.3磨碎部分
由動磨盤、定磨盤、彈簧和撥料板組成。定、動磨盤均是由冷鑄法制成的。磨盤表面為白口合金鑄鐵、堅硬耐磨。定、動磨盤上都有鑄造成形的螺旋磨齒，能起研磨和推出作用。彈簧起到調節動磨盤與定磨盤之間的間隙作用。
1.2.4排料部分
排料口有兩個，一個是位于機體轉筒中下部的側面，排出的是經切碎和鑿片打擊后的碎狀物料，一個是位于機體最下部端側面截面呈矩形，排出的是經過切碎打擊磨碎的細碎狀物料。出口處安裝有撥料板，以便撥出堆積的成品。
2、主要零部分
2.1切碎裝置
切碎器是本機的重要工作部件。本設計采用滾刀式切割器形式，該切碎器具有結構緊湊、切割質量好、負載比較均勻的優點。選擇單葉雙曲面平板直刃滾筒式切碎器，切碎裝置設置在揉搓粉碎筒上方，主要由動刀、定刀板和動刀支撐板組成。動刀材料采用65Mn鋼，刃部高頻淬火處理,淬火區硬度要求達到HRC58～62。切割器工作時是旋轉動刀配合安裝在機體上的定刀產生的剪切作用來切斷秸桿。
2.2轉筒
轉筒主要用來安裝鑿片，能使揉搓粉碎過程中物料通暢地由上至下作軸向運動。轉筒采用薄鋼板空心圓柱形狀，轉筒上端面用鋼板封閉，轉筒下端采用鋼筋支撐，轉筒采用普通A3鋼板，圓筒下端鋼筋和加強筋板采用普通鋼材，圓筒上、下端套筒采用35號結構鋼。
2.3鑿片
鑿片安裝在圓筒上，是主要的工作部件，其作用是對物料進行沖擊、揉搓和摩擦以達到揉搓粉碎物料的要求。
由于鑿片是易損件，為提高使用壽命，選用優質鋼（65Mn鋼），進行熱處理，淬火深度為0.8～1.2mm，淬火后工作側面硬度HRC50～70，距螺孔4mm范圍內的硬度不超過HRC28。鑿片數量32片。
鑿片分四列，按在圓周上互差呈螺旋線排列，用螺釘緊固在圓筒上，該排列方式簡單，工作時轉子運行動平穩，這種排列方式可使物料在揉搓粉碎過程中在粉碎室內沿螺旋線至上向下做軸向運動，增加物料在機內的停留時間，物料粉碎過程通暢。
2.4圓錐磨盤
定、動磨頭均是由冷鑄法制成的。磨頭表面為白口合金鑄鐵，堅硬耐磨。定、動磨頭上都有鑄造成形的螺旋磨齒，能起研磨和推出作用。定、動磨盤之間的間隙靠調整彈簧來改變。定圓錐磨盤齒高為2.5mm，齒形為直齒。因主軸轉速較高，只有使物料通過研磨區時流層變薄，這樣對物料研磨作用才會加強。因此，定磨盤采用密齒，密齒齒數多，兩磨齒的間距小，同時也延長了對物料的研磨時間。
3、主要技術參數和尺寸參數
該機型主要技術參數和尺寸參數見表1
4、結語
①本機采用滾刀式切割器與定刀板配合產生的剪切作用，能很好地將秸稈類切斷，刀片拆卸和磨刀較方便；轉子采用立式圓形轉筒，鑿片按螺旋線排列，可滿足揉搓粉碎秸稈類物料的要求；加裝磨盤研磨,顆粒更細，間隙可調；設計兩個排料口,排料口設置插板能控制物料成品的粗細度。
②本機型可滿足廣大農村對秸稈等纖維類物料揉搓粉碎的加工要求，無篩分裝置,采用切碎打擊研磨三個步驟綜合減小物料尺寸,粉碎粒度在一定范圍內可控制，是目前市場上沒有的新型粉碎機械。
③本機結構緊湊、占地少、成本低，對推動秸稈類物料的加工利用，促進畜牧業發展有一定的現實意義。
