0、引言
近年來，我國畜牧業發展迅猛，但是飼料不足成為制約畜牧業進步發展的突出問題。我國作為農業大國，秸稈資源十分豐富，據資料統計，我國的農作物秸稈總產量達7億t。秸稈作為飼料的比重大約為24%。秸稈類粗飼料質地粗硬、咀嚼費力、適口性差，直接飼喂牲畜，其采食浪費量大，消化利用率低。秸稈經過切斷、粉碎、揉搓絲化后，加大了反芻動物瘤胃內微生物與草的接觸面積，有利于降解發酵，從而提高秸稈消化利用率，提高了飼料的適口性。而秸稈青貯主要是利用青貯原料上所附著的乳酸菌等生物的生命活動，通過厭氧呼吸過程將青貯原料中的碳水化合物變成有機酸．抑制有害細菌及霉菌的生長、活動，使青貯原料得以保存起來。經過青貯的玉米秸稈柔軟、氣味醇香，牲畜采食適口性好、采食率高，和干玉米秸稈飼喂育相比，增重效果明顯。同時便于貯運，克服了秋冬季節飼草匱乏的困擾，是農業秸稈綠色綜合利用開發的一條有效途徑。
目前國內新疆、內蒙古、黑龍江、遼寧、河南、山東等地的揉碎機系列和型號很多，如9R-40、9RS-700、9RFQ-34、93RJ-40、9RC-430、93RQ-40等。揉碎機的錘片末端線速度為40～60m/s．度電產量為80～136 kg/kW-h(玉米秸稈)，轉子直徑為340～600mm，轉子轉速為1800～2960r/min。主要存在以下問題：(1)功率消耗較高，折合到小時產量的生產率為500～2500kg/h，生產率偏低，不能夠適應現代畜牧養殖需要；(2)工作時堵塞現象時有發生；(3)揉碎質量較差。
為了更好地適應畜牧養殖業的發展，研究開發了一種大型高效的青貯秸稈鍘切揉絲機，轉子轉速為500r/min，轉子直徑1600mm，錘片末端線速度為42m/s，度電產量大于260kg/kW·h（鮮玉米秸稈），采用鍘揉、輸料雙動力結構方式，對青貯秸稈進行鍘切揉絲加工，提高了青貯飼料揉絲加工的作業效率，降低了生產成本，青貯飼料揉絲效果良好。
1、系統結構
1.1總體構成及工作過程
92-30大型青貯鍘切揉絲機由喂入裝置、鍘切裝置、拋送裝置、傳動裝置、行走裝置、防護裝置和機架等部分組成，主要用于鍘切青玉米秸稈、稻草等農作物秸稈（圖1），其工作過程為：設備正常啟動運轉后，由人工將青貯秸稈放人喂人裝置中，青貯秸稈在喂人裝置的鏈條及壓輥帶動下進入鍘切口，鍘切裝置將青貯秸稈鍘切，在鍘切腔內錘片以及齒板的作用下，對秸稈進行揉搓，揉絲后的青貯料由拋送裝置拋送至儲料處。
1.2主要工作部件的配置關系
1.2.1喂入裝置
喂入裝置由鏈板式輸送器、壓草輥和上、下喂入輥等部件組成。鏈板式輸送器用鏈條傳動，以保證喂入量均勻連續，其傳動鏈輪裝在下喂入輥軸上，被動鏈輪裝在輸送器的主動軸上。
1.2.2切碎裝置
鍘草機喂入口設置切碎裝置，先將物料鍘切成段，再送入粉碎拋送室。切碎裝置由刀盤主軸、大皮帶輪、齒輪箱、動刀架、動刀片、定刀片等組成。
1.2.3拋送裝置
拋送裝置包括固定在動刀架上的拋送葉板、輸送管道和方向器等，切碎段經葉板的拋送以較高的速度沿切碎裝置外殼切線方向進入輸送管道中，在上升氣流的作用下繼續將切碎段向上輸送，經方向器改向落至指定處。
1.2.4傳動系統
傳動系統采用雙動力結構，主電機用于鍘揉和拋送作業，從電機主要用于輸送、喂料作業。主電機通過皮帶傳動帶動主軸。從電機通過聯軸器與齒輪箱輸入軸連接，在齒輪箱輸入軸通過齒輪傳動輸出為兩個輸出軸，兩個輸出軸運轉方向相反，通過萬向節帶動上下喂人輥軸。
1.2.5揉絲裝置
揉絲裝置主要將鍘切后的青貯料進行揉搓，使青貯飼料中的硬節、稈芯以及籽粒在揉搓作用下破碎均勻、成條成絲。主要包括錘片、轉軸、擋圈、揉絲架等組成。揉絲裝置安裝在刀架上，錘片隨著刀架在主軸的帶動下進行公轉，并對鍘切后的青貯料進行揉打，同時沿轉軸自轉。
2、傳動設計及主軸強度分析
2.1擬定傳動方案
本項目所研究的鍘草機采用雙電機方案，主電機用來提供鍘切動力，喂料電機用于提供輸送及喂料動力（動力參數見表1）。
根據結構布置以及鍘切作業的沖擊性等要求，鍘切動力采用V帶傳動方案。而喂料動力采用電機直連減速機，并通過齒輪箱、鏈條將動力分配給物料輸送、物料鎮壓、強制輸料等機構（如圖3所示）。雙電機方案避免了單電機方案物料堵塞時不易清理物料的弊端，同時利用正反轉電氣控制系統易操作性，還避免了單電機方案的變速、離合箱結構復雜、加工困難、故障率高等問題。
通過上述的設計計算以及有限元分析計算，主軸的強度、剛度、變形等都完全滿足設計要求，并有足夠的安全余量，在設計功率的條件下，設備具有較高穩定性和安全性，滿足設計產量下的負荷要求。
3、測試試驗
92-30大型青貯鍘切揉絲機由山東省泰安市農業機械科學研究所研制，在肥城市儀陽鎮進行了產品試驗。
3.1試驗條件
試驗材料選用去除籽粒的青玉米秸稈，平均長度為2200mm，秸稈平均直徑為22mm，秸稈平均含水率為64.9%，按照國家行業標準《JB/T9707-2013鍘草機》的要求，對整機及鍘切后的青貯料進行了測定。
3.2試驗數據及結果
測試數據如表2所示。測試結果表明：樣機完全滿足設計要求，同時達到了行業標準的要求，適用于青貯飼料的加工，生產的青貯飼料均勻，揉絲破節率大于84.5%。
4、結論
通過對92-30大型青貯鍘切揉絲機的研究和設計，創新設計了喂人物料防堵塞控制系統，實現了喂人物料發生堵塞時喂人機構自動停止運轉，并通過反轉吐料，在最短時間內解決物料堵塞問題，減輕了勞動強度，提高了鍘切效率；采用了雙動力裝置，既滿足鍘草作業時對動力分配的要求，又簡化了結構，保證了作業效果。經過性能測試和用戶實際使用，均優于行業標準，整機設計緊湊、可靠、操作方便、鍘切效率高、揉絲效果好，極大地滿足了畜牧養殖特別是反芻類動物飼養的需要。
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