CN105875102A - 一种秸秆切碎抛送试验台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种秸秆切碎抛送试验台，其输送带支架安装有升降装置，升降装置可升降输送带，调节秸秆与刀片之间的距离，输送带链板安装有支撑毛刷，传输秸秆时，秸秆放在支撑毛刷上，避免刀片切割秸秆时误切链板，遮挡秸秆的物料挡板喂入角和入腔角可调，对不同质量、含水率、半径的秸秆设计最佳的挡板喂入角和入腔角，挡板为光滑曲面设计，有利秸秆被精确快速导入腔室，托辊与电机连接，可调节刀片的旋转速度，输送带与电机连接，可调节输送带的输送速度；采用本发明能更换不同的刀片进行试验，有效提高抛送精度，还能解决物料挡板寿命短问题、减少漏抛和外抛现象，且实验耗能少。

Description

一种秸秆切碎抛送试验台
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种秸秆切碎抛送试验台。
背景技术
秸秆作为一种充足的可再生新生能源，在我国每年的储备数量巨大，每年我国仅东北产生的秸秆就达近亿吨并持续增长中，秸秆不仅可以蓄水保墒、畜牧养殖、沼气发酵和造纸，更是在燃烧发电和作为建筑材料等方面发挥着不可替代的作用；散落在田地中的秸秆需要打捆才有利于进行造纸和发电等综合运用，现在市场上使用的秸秆打捆机种类繁多。
然而针对玉米、芦苇等整株秸秆打捆作业时采用的侧牵引小方捆打捆机，由于玉米秸秆粗壮坚硬，小方捆打捆秸秆切断较长，导致打捆密度小，弹齿损坏严重，机具可靠性差、作业效率低，应用较少。针对这种情况，对捡拾机构进行改进，采用锤片式捡拾结构，可切碎捡拾整株秸秆，提高打捆密度，但该机构由于直接借鉴秸秆粉碎还田机，存在着捡拾净度低和部分秸秆不能被一次准确抛送到打捆机打捆室内，而使秸秆回落二次切割，造成不必要的能量消耗并降低打捆装置抛送精度，不能快速且有效完成打捆作业，影响了打捆作业速度。因此，需要针对植株较长、粗壮硬质秸秆的捡拾机构进行结构设计与理论研究，提高工作性能。
发明内容
本发明是为了研究捡拾机构对长植株硬质秸秆的秸秆切段效率，抛送精度，切割能耗的影响，对捡拾机构的优化设计提供理论依据，设计出的一种秸秆切碎抛送试验台，①该试验台可以根据秸秆粗细、含水率不同等因素，通过电磁调速电动机改变秸秆输送速度和刀片转速，在切割过程上达到快速准确地切碎秸秆，②同时可根据实验目的更换不同的功能的刀片，输送带可以根据刀片长度不同调整高度，以完成打碎作业，③还可根据打碎的长度、质量等不同设计物料挡板喂入角α的大小，同时入腔角β的角度也会随之改变，完成精确省力抛送秸秆进入打捆腔室。
本发明包括有第一电机、第一带轮、输送带、输送带支架、升降装置、托辊支架、第二带轮、第二电机、第三带轮、托辊、T型连接件、物料挡板、刀片、链板、支撑毛刷和第四带轮，第一电机通过第四带轮和第一皮带与第一带轮连接，第一带轮安装在输送带的轴承上，第一电机为输送带提供输送动力；
输送带由链轮、链条、轴承和轴承座组成；链轮通过轴承设置在轴承座上，轴承座设置在输送带支架上，链条绕设在链轮上，两条链条上设置链板；输送带支架由两个平行的支架单体构成，升降装置通过螺栓固连在输送带支架上，通过调节升降装置升降输送带。
托辊支架由两个平行放置的支架单体构成，第二电机通过第二带轮和第二皮带与第三带轮连接，第三带轮安装在托辊的伸出轴上。
托辊由空心圆辊、伸出轴和刀座组成，刀座焊接在托辊圆周面上，若干刀座在托辊表面沿轴向呈直线方式排列，每列6个，沿周向共4列，共24个刀座。
T型连接件安装在托辊支架的顶部与物料挡板之间，T型连接件能随物料挡板升降旋转。
物料挡板为曲面，物料挡板的截面曲线SJV的方程为:
y＝2E-07x3-0.0004x2+0.2864x+8.356
上式中：x的取值范围为：1cm≤x≤93cm，y的取值范围为：1cm≤y≤8.1cm。
物料挡板的喂入角α的调节范围为：110°≤α≤170°，物料挡板的入腔角β的变化范围为：30°≤β≤90°。
所述的物料挡板能够减少秸秆漏抛和外抛，减弱挡板所受撞击力，延长其使用寿命，提高抛送精度和打捆效率；刀片安装在刀座上，刀片随托辊高速旋转，对秸秆进行打碎作业。
链板上设置支撑毛刷，支撑毛刷为工业除尘毛刷，具体为在每根输送带链板上通过螺栓安装七组支撑毛刷，刷毛向上，间距约为270～280mm，两侧毛刷距链板为等间距，约为250mm，每块支撑毛刷的尺寸约为:长35mm、宽25mm、高40～50mm。
可升降输送带具有以下优点：
可根据实验对象的需要设计不同的打碎间距，可改变秸秆和与旋转刀片之间的间距，达到最佳的切碎效果，当更换不同的刀，有可能尺寸也会随之改变，使用可升降输送带就可以保证试验台应用不同的刀进行实验。
支撑毛刷为工业除尘毛刷，支撑毛刷的作用是支撑秸秆，避免秸秆直接置于链板上，同时可帮助刀片对短碎秸秆有更好的捡拾作用，具体为在每根输送带链板上通过螺栓安装7组支撑毛刷，刷毛向上，间距约为270～280mm，两侧毛刷距链板为等间距，约为250mm，每块支撑毛刷的尺寸约为:长35mm、宽25mm、高40～50mm。
具有毛刷的输送带其优点是：当工作时，秸秆铺放在支撑毛刷上随输送带移动，由于旋转的刀片切割区刚好在支撑毛刷顶部，可使秸秆被完全切断，使其被切割粉碎的更加充分，旋转切断秸秆时，刀片与毛刷接触，由于毛刷对秸秆没有刚性撞击，刀片的旋转力完全作用在秸秆上，使其被抛到物料挡板上，进入打捆腔室使秸秆抛送的更加精确，切抛过程更省力，更好控制旋转速度，同时秸秆被支撑毛刷支撑又可避免旋转刀片切割链板，损坏刀片和链板。
物料挡板12的喂入角α可变是通过调节与物料挡板相连的T型连接件，T形连接件共四个，分别安装在物料挡板侧边上，两个在底角，两个在中间，T型连接件通过凸出圆头与挡板上连接孔间隙配合，可以360°旋转，T型连接件与挡板支架通过螺栓连接，T型连接件上有横向滑动槽，挡板支架有竖向滑动槽，通过调整连接螺栓的位置就可任意改变喂入角α和入腔角β，
本发明的喂入角可调的物料挡板，其优点是：能够对粉碎秸秆植株粗细、质量等因素的不同调整喂入角α和入腔角β，引导秸秆沿挡板光滑表面精确快速地滑进打捆腔室，该物料挡板能够减少秸秆漏抛和外抛，减弱挡板所受撞击力，延长其使用寿命，提高抛送精度和打捆效率，增加作业人员的安全系数。
本发明的有益效果：
本发明能对不同特性的秸秆进行试验，有效提高抛送精度，还能提高物料挡板寿命短问题、减少漏抛和外抛现象，且减少秸秆浪费。
本发明相比秸秆粉碎还田机在切割抛送方面，应用支撑毛刷可增强秸秆被粉碎效果，减少了漏切、漏抛和外抛，同时避免旋转刀片切割链板，损坏刀片和链板，延长它们的使用寿命，并可根据不同特性的粉碎秸秆改变物料挡板喂入角α和入腔角β，实现秸秆精确快速入腔，减少秸秆对挡板的撞击力度，解决了物料挡板更换频繁的问题。
附图说明
图1为本发明的立体示意图。
图2为本发明的物料挡板喂入角α和入腔角β示意图。
图3为本发明的托辊支架立体示意图。
图4为本发明的物料挡板曲线示意图。
图5为本发明的T形连接件立体示意图。
图6为本发明的输送装置示意图。
图7为本发明的托辊结构示意图。
图8为本发明的安装支撑毛刷的链板结构示意图。
图9为本发明的托辊装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括有第一电机1、第一带轮2、输送带3、输送带支架4、升降装置5、托辊支架6、第二带轮7、第二电机8、第三带轮9、托辊10、T型连接件11、物料挡板12、刀片13、链板14、支撑毛刷15和第四带轮16，第一电机1通过第四带轮16和第一皮带161与第一带轮2连接，第一带轮2安装在输送带3的轴承19上，第一电机1为输送带3提供输送动力；
如图6所示，输送带3由链轮17、链条18、轴承19和轴承座20组成；链轮17通过轴承19设置在轴承座20上，轴承座20设置在输送带支架4上，链条18绕设在链轮17上，两条链条18上设置链板14；输送带支架4由两个平行的支架单体构成，升降装置5通过螺栓固连在输送带支架4上，通过调节升降装置5升降输送带3。
如图3所示，托辊支架6由两个平行放置的支架单体构成，第二电机8通过第二带轮7和第二皮带71与第三带轮9连接，如图9所示，第三带轮9安装在托辊10的伸出轴上。
如图7所示，托辊10由空心圆辊101、伸出轴102和刀座103组成，刀座103焊接在托辊10圆周面上，若干刀座103在托辊10表面沿轴向呈直线方式排列，每列6个，沿周向共4列，共24个刀座。
如图5所示，T型连接件11安装在托辊支架6的顶部与物料挡板12之间，T型连接件11能随物料挡板升降旋转。
如图4所示，物料挡板12为曲面，物料挡板12的截面曲线SJV的方程为:
y＝2E-07x3-0.0004x2+0.2864x+8.356
上式中：x的取值范围为：1cm≤x≤93cm，y的取值范围为：1cm≤y≤8.1cm。
如图2所示，物料挡板12的喂入角α的调节范围为：110°≤α≤170°，入腔角β的变化范围为：30°≤β≤90°。
所述的物料挡板12能够减少秸秆漏抛和外抛，减弱挡板所受撞击力，延长其使用寿命，提高抛送精度和打捆效率；刀片13安装在刀座103上，刀片13随托辊10高速旋转，对秸秆进行打碎作业。
如图8所示，链板14上设置支撑毛刷15，支撑毛刷15为工业除尘毛刷，具体为在每根输送带链板上通过螺栓安装七组支撑毛刷15，刷毛向上，间距约为270～280mm，两侧毛刷距链板为等间距，约为250mm，每块支撑毛刷的尺寸约为:长35mm、宽25mm、高40～50mm。
在对秸秆长度为2100～2550mm、直径为20～30mm，含水率约为70％的秸秆进行多次切割抛送作业试验后，测定的结果为：喂入角α为149°，入腔角β为51°，秸秆总损失率为0.65％(≤2％)，吨秸秆耗电量大约为8～10KW，秸秆切碎抛扔净度可达到98.5％，刀片平均寿命(MTTF)195h(≥100h),秸秆总损失率和刀片使用寿命均超过国家标准的规定(括号内为国家行业标准要求的数值)，吨秸秆耗电量和秸秆切碎抛扔净度也在实验预定数值内。
本发明相比秸秆粉碎还田机在切割抛送方面，应用支撑毛刷可增强秸秆被粉碎效果，减少了漏切、漏抛和外抛，同时避免旋转刀片切割链板，损坏刀片和链板，延长它们的使用寿命，并可根据不同特性的粉碎秸秆改变物料挡板喂入角α和入腔角β，实现秸秆精确快速入腔，减少秸秆对挡板的撞击力度，解决了物料挡板更换频繁的问题。

Claims (2)

1.一种秸秆切碎抛送试验台，其特征在于：包括有第一电机(1)、第一带轮(2)、输送带(3)、输送带支架(4)、升降装置(5)、托辊支架(6)、第二带轮(7)、第二电机(8)、第三带轮(9)、托辊(10)、T型连接件(11)、物料挡板(12)、刀片(13)、链板(14)、支撑毛刷(15)和第四带轮(16)，第一电机(1)通过第四带轮(16)和第一皮带(161)与第一带轮(2)连接，第一带轮(2)安装在输送带(3)的轴承(19)上，第一电机(1)为输送带(3)提供输送动力；输送带(3)由链轮(17)、链条(18)、轴承(19)和轴承座(20)组成；链轮(17)通过轴承(19)设置在轴承座(20)上，轴承座(20)设置在输送带支架(4)上，链条(18)绕设在链轮(17)上，两条链条(18)上设置链板(14)；输送带支架(4)由两个平行的支架单体构成，升降装置(5)通过螺栓固连在输送带支架(4)上，通过调节升降装置(5)升降输送带(3)；托辊支架(6)由两个平行放置的支架单体构成，第二电机(8)通过第二带轮(7)和第二皮带(71)与第三带轮(9)连接，第三带轮(9)安装在托辊(10)的伸出轴上；托辊(10)由空心圆辊(101)、伸出轴(102)和刀座(103)组成，刀座(103)焊接在托辊(10)圆周面上，若干刀座(103)在托辊(10)表面沿轴向呈直线方式排列；T型连接件(11)安装在托辊支架(6)的顶部与物料挡板(12)之间，T型连接件(11)能随物料挡板(12)升降旋转；刀片(13)安装在刀座(103)上，刀片(13)随托辊(10)高速旋转；链板(14)上设置支撑毛刷(15)；物料挡板(12)为曲面，物料挡板(12)的喂入角α的调节范围为：110°≤α≤170°，入腔角β的变化范围为：30°≤β≤90°。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆切碎抛送试验台，其特征在于：所述物料挡板(12)的截面曲线SJV的方程为:
y＝2E-07x3-0.0004x2+0.2864x+8.356
上式中：x的取值范围为：1cm≤x≤93cm，y的取值范围为：1cm≤y≤8.1cm。
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