張小剛

（山西省農(nóng)業(yè)機械化科學研究院，山西　太原030031）

檸條破碎機的改進設計

張小剛

（山西省農(nóng)業(yè)機械化科學研究院，山西太原030031）

在秸稈粉碎機的基礎上，改造設計了檸條破碎機。采用無支撐切割、粉碎原理，徹底解決檸條定刀、動刀間卡滯故障；使風機的轉軸和主軸分別由獨立的外部電機進行驅動，有效防止物料發(fā)生阻塞；同時加大電機功率，增強了機器的粉碎能力、打擊能力和過載能力；采用薄型、多角寶塔形錘片，增加錘片對物料的角打擊力度和次數(shù)；同時采用窄V型皮帶傳動，保證錘片的線速度；采用鋸齒形齒板結構，增加了粉碎室的粉碎強度，保證了檸條破碎機的粉碎效率。

檸條破碎機；獨立送引風系統(tǒng)；寶塔形錘片；鋸齒形齒板

0　引言

檸條是豆科錦雞兒屬錦雞兒植物的俗稱，廣泛分布于我國北方各省區(qū)，是防風固沙、保持水土、造林的主要樹種。檸條鮮枝營養(yǎng)豐富，粗蛋白含量可達11.21%～36.27%，與苜蓿粗蛋白相當，是玉米的2～4倍。檸條所含氨基酸有19種之多，可達125.3 g/kg，是苜蓿的11倍左右，其中家畜日糧中所必需的10種氨基酸占氨基酸總量的44%～53%[1]。

檸條營養(yǎng)價值很高，不同生育期的營養(yǎng)價值差異很大。在營養(yǎng)期內含有較高的粗蛋白和鈣，但同時粗纖維的含量也較高，傳統(tǒng)的秸稈加工設備不適用于檸條加工。

1　整體設計方案

檸條破碎是檸條飼料加工中最基本、最主要的環(huán)節(jié)，直接影響著檸條飼料的加工成本、適口性和利用率等。檸條破碎機的設計采用改進設計，即在秸稈粉碎機的基礎上通過試驗進行改進設計。

秸稈粉碎機是成熟的飼草粉碎機，是以秸稈為主要粉碎對象，而檸條材質較硬、木質化程度較高，經(jīng)過認真的分析與方案論證后，通過試驗來確定技術路線。

1.1試驗

針對課題組前期制定的工藝路線，課題組經(jīng)過市場調研和考察研究，采用山西信誠源公司生產(chǎn)的秸稈飼草粉碎機作為檸條破碎機的第一代樣機。

課題組于2013年7月在山西省左云縣闊然農(nóng)牧開發(fā)有限公司進行了檸條粉碎試驗（使用秸稈粉碎機），并進行了技術性能測試。

2013年5月左云縣檸條破碎試驗數(shù)據(jù)見表1。

由表1可知，各個篩片孔徑的產(chǎn)量均不達標，無法滿足任務書的要求；試驗中存在以下客觀問題：①檸條含水率高（當時試驗用的檸條是當時剛收割的新鮮檸條）；②試驗用平茬檸條為未平茬過的老檸條枝條，木質化程度高，不易粉碎；③含水率高的檸條在粉碎過程中成團、絲長，纏繞于主軸上、主軸失速嚴重，與主電機直聯(lián)的風運系統(tǒng)由于風壓和風速不足，無法及時將粉碎后的檸條草粉吸出，粉碎系統(tǒng)全面故障。

表1　2013年5月左云縣檸條破碎試驗數(shù)據(jù)

1.2改進設計基本方案

通過試驗發(fā)現(xiàn)的問題經(jīng)過計算分析，確定以下改進設計方案：①加大粉碎機功率；②重新設計獨立的送引風系統(tǒng)；③重新設計齒板與錘片，加大粉碎機的打擊力度。

2　具體改進設計

針對以上問題，課題組集中科研人員進行攻關，結合檸條特性，在以下幾個方面做出改進。

（1）針對檸條枝桿粗、木質化程度高、粉碎加工沖擊電流大等特點，在現(xiàn)有飼草粉碎機粉碎室空間不變的情況下，為保證對檸條的粉碎、打擊能力和過載能力，主工作電機由原來的18.5 kW增加至30 kW[2]；增加工作動力和過載能力。

（2）為保證加工過程中對檸條的粉碎、打擊能力，同時保護機器系統(tǒng)在粉碎檸條粗枝過程中的超負荷，在設計中保持采用皮帶傳動，改變B型皮帶為窄V型皮帶，降低皮帶傳動打滑率，保證錘片的線速度。

（3）檸條破碎機采用薄型、多角寶塔形錘片（即錘片的邊沿均為寶塔形邊沿），相較于矩形錘片，薄型、多角寶塔形錘片在相同的線速度下，增加錘片對物料的角打擊力度和次數(shù)，更加適用于檸條的粉碎。

薄型、多角寶塔形錘片見圖1。

圖1　薄型、多角寶塔形錘片

（4）檸條破碎機粉碎室內部采用鋸齒形齒板結構，增加檸條破碎機粉碎室的粉碎撕裂強度，配合寶塔形錘片的粉碎打擊，有效解決了木質性檸條作物難以粉碎的問題。

鋸齒形齒板見圖2。

圖2　鋸齒形齒板

（5）針對檸條枝桿粗、木質化程度高、粉碎加工沖擊電流大等特點，設計中采用無支撐切割、粉碎原理，取消了飼草粉碎機的定刀設計，徹底解決了檸條定刀、動刀間卡滯故障。

（6）設計中針對檸條纖維長、木質化程度高、粉碎成草粉后過篩能力差、易成團等特點，風機的轉軸與主軸彼此分離。工作時，風機的轉軸和主軸分別由獨立的外部電機進行驅動。即使刀盤超負荷過載而發(fā)生主軸失速，風機的電機獨立，風速、風壓也不會降低，從而有效防止了物料發(fā)生阻塞，保證粉碎系統(tǒng)正常運轉。

秸稈粉碎機的一體式送引風系統(tǒng)見圖3，檸條破碎機的獨立送引風系統(tǒng)見圖4。

圖3　秸稈粉碎機的一體式送引風系統(tǒng)

圖4　檸條破碎機的獨立送引風系統(tǒng)

3　鑒定

2015年9月24日，山西省農(nóng)業(yè)機械質量監(jiān)督管理站在山西省五寨縣順喜強農(nóng)飼料有限公司對檸條破碎機進行了檢測鑒定。

鑒定測試依據(jù)：①GB/T 6971—2007飼料粉碎機試驗方法；②863項目（檸條飼料智能收獲、制粒裝備開發(fā)/2012AA10A509—03）研究任務合約。

鑒定測試內容：生產(chǎn)率、噪聲和千瓦小時產(chǎn)量。

檸條破碎機鑒定測試結果見表2。

表2　檸條破碎機鑒定測試結果

鑒定測試結果表明，檸條破碎機的研制開發(fā)是成功的。

4　結論

9FC-60型檸條破碎機是一款專門用于檸條草粉加工的集切斷、揉絲、粉碎（通過更換篩片可進行揉絲或粉碎）于一體的先進飼草粉碎機械。它采用無支撐切割、粉碎原理，徹底解決檸條定刀、動刀間卡滯故障；使風機的轉軸和主軸分別由獨立的外部電機進行驅動，有效防止物料發(fā)生阻塞；采用薄型、多角寶塔形錘片，增加錘片對物料的角打擊力度和次數(shù)，同時采用窄V型皮帶傳動，保證錘片的線速度。

經(jīng)試驗設計出9FC-60型檸條破碎機的主要性能指標為主電機功率30 kW，輸送風機電機3 kW，生產(chǎn)率0.8～1.0 t/h，篩片孔徑6 mm，90%的草粉細度5～10 mm。

開發(fā)研制成功的檸條破碎機見圖5。

圖5　開發(fā)研制成功的檸條破碎機

[1]劉國謙，張俊寶，劉冬慶.檸條的開發(fā)利用及草粉加工飼料喂技術[J].草業(yè)科學，2003（7）：26-31.

[2]劉春生.檸條飼草破碎機設計與研究[J].農(nóng)業(yè)工程，2015（6）：92-95.◇

Caragana Crusher Design Improvements

ZHANG Xiaogang
（Shanxi Mechanize of Agricultural Science，Taiyuan，Shanxi 030031，China）

Based on the design of straw grinder，reinvent and design Caragana crusher.Using unsupported cutting，crushing principle to solve korshinskii fixed knife，the knife between catching fault.It makes the fan shaft and the shaft respectively，by an independent external motor drive，effectively prevent the material blocking.While it can increas motor power，enhance crushing machine，combat and overload.Low-profile，polygonal pagoda-shaped hammer，hammer on the material can increase the frequency and angle crackdown.While using narrow V-belt transmission belt can ensure hammer line speed. Serrated tooth plate structure can increas the crushing strength of the crushing chamber，ensure the grinding efficiency korshinskii crusher.

Caragana crusher；independent air supply system；pagoda hammer；serrated tooth plate

S817

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.10.053

2016-09-07

張小剛（1978—），男，碩士，工程師，研究方向為農(nóng)業(yè)機械研究設計。