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0、引言

    香蕉屬于熱帶水果，具有生長周期長和產(chǎn)量大的特點(diǎn)。我國是香蕉的重要生產(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，幾乎等量地產(chǎn)出香蕉秸稈等農(nóng)業(yè)的廢棄物。目前，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焚燒還田。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焚燒不徹底等問題，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)計即為固定式，富通新能源主要生產(chǎn)銷售秸稈顆粒機(jī)、秸稈粉碎機(jī)等農(nóng)作物秸稈綜合利用機(jī)械設(shè)備。

1、粉碎方法及原理

1.1粉碎方法

    一般的粉碎機(jī)械常采用錘爪型刀片，工作時錘爪由高速旋轉(zhuǎn)的刀軸帶動，依靠自身質(zhì)量較大產(chǎn)生很大的錘擊慣性力從而把秸稈砸碎，達(dá)到秸稈粉碎的效果。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)�秸稈進(jìn)行切割時，卻很容易切斷。因此，本設(shè)計采用交叉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旋轉(zhuǎn)軸上的一定數(shù)量、一定間距的相互交叉的鋸齒形刀片組成。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，落人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，從而更好地完成切料動作。

2、主要結(jié)構(gòu)及部件設(shè)計

2.1基本結(jié)構(gòu)

2.2輥軸

    輥軸的主要作用有3個：一是有吸料的功能。其動力源自于電動機(jī)，上面兩個輥軸順時針方向轉(zhuǎn)動，下面兩個輥軸順時針方向轉(zhuǎn)動，其表面粗糙度較大，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，從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，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)，以上兩種距離滿足機(jī)器的要求。

2.3鋸齒形交叉粉碎刀片

    該粉碎裝置由兩組刀片配合，且刀片相互交叉，結(jié)構(gòu)類似輥軸。刀片的兩個旋轉(zhuǎn)軸與香蕉秸稈的進(jìn)料方向相同，并在輸送裝置傾斜的作用下與香蕉秸稈成一定的角度，從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。刀片采用網(wǎng)盤鋸齒刀片，經(jīng)試驗(yàn)，該種類型的刀片的切割效果遠(yuǎn)比光刃網(wǎng)盤形的效果好。為了減小刀片在高速旋轉(zhuǎn)時應(yīng)力集中的影響，鋸齒的底部應(yīng)以小網(wǎng)弧過度。此外，由于傳送裝置與刀片的旋轉(zhuǎn)軸形成一定的角度，且刀片切割秸稈是一個逐漸進(jìn)料、逐漸切割的過程，旋轉(zhuǎn)的阻力相對較小，因此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。靠近輥軸的位置的刀片的直徑可適當(dāng)?shù)脑龃�，以提高切割的效率�?/div>