CN113841519B - 一种应用于捆扎秸秆垛的秸秆切割成屑装置及其切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于捆扎秸秆垛的秸秆切割成屑装置及其切割方法，通过螺旋向切刀沿秸秆垛端面做螺旋向切割，通过升降切刀沿秸秆垛端面做环形向切割，可以将捆扎的秸秆垛彻底切割成碎片，螺旋向和环向的切割可彻底对错综复杂的秸秆切段；高度微调架可将盖体高度微调，使螺旋向切刀脱离秸秆垛，不影响其秸秆垛自转，升降机构可下降，将升降切刀切入秸秆垛。本发明可将已捆扎的秸秆垛进行粉碎成屑，可当作原材料制作产品，也可以当作秸秆肥料，方便其沤肥，使沤肥效果彻底，时间短，作为饲料时，也方便加工和调配。

Description

一种应用于捆扎秸秆垛的秸秆切割成屑装置及其切割方法

技术领域

本发明属于秸秆材料加工技术领域，尤其是一种应用于捆扎秸秆垛的秸秆切割成屑装置及其切割方法。

背景技术

秸秆是成熟农作物茎叶部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。秸秆是一种具有多用途的可再生的生物资源，秸秆也是一种粗饲料；因此，秸秆是一种无污染、低成本、耐用性高的环保材料。

应用在建材上，秸秆建材是以农作物的副产物，秸秆为原料的一种新型节能环保生态建筑材料，主要品种有：秸秆人造板材、秸秆建筑装饰板、秸秆复合墙板、秸秆砖、秸秆砌块等。秸秆建材可用于室内作民用家具、办公家具、门、天花板、

断墙等；室外用于作高保温轻钢秸秆房、各种被动式建筑的高强保温外墙和屋顶等。秸秆建材具有：轻质、高强、利废、保温、隔热、防火、隔音、绿色、节能、环保等特点。这几年，秸秆材料的餐具应运而生，其环保健康，经久耐用的特点深受消费者青睐。碎片状态的秸秆，其可塑性更强，更适用于建材。

应用在农业上，秸秆肥料是指将人粪尿、烂叶子、动物粪便、杂草与秸秆混合堆积、糊泥密封，然后在自然条件下利用微生物的发酵作用，成为一种含氮丰富的腐殖质，秸秆肥料的使用和沤肥简单且肥料质量好，但目前制约秸秆肥料的主要因素就是沤肥时间较长，而能将秸秆碎片化，即可大幅缩短沤肥时间。

应用在饲料原料上，秸秆本身作为一种农作物，光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，其营养物质丰富，秸秆生物饲料无毒、无残留，在体内完全代谢或被利用，在体内完全代谢或被利用；含有大量有益于动物健康的微生物；含有丰富的营养物质和未知生长因子；可以调控动物的消化道生理和免疫机能；改善适口性。秸秆饲料目前品种多样，通常还要加入其他营养成分和原料，经过加工成为适合不同动物的饲料成品，因此，需要将秸秆打碎，便于成品饲料的加工。

而传统秸秆都会捆扎成垛，便于输运和摆放，而后续加工则需要逐个拆捆，打松，这需要额外的人工，松散的秸秆又需要占据空地。

发明内容

本发明针对捆扎的秸秆垛可进行直接切碎，而提供一种应用于捆扎秸秆垛的秸秆切割成屑装置及其切割方法。为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

技术方案：一种应用于捆扎秸秆垛的秸秆切割成屑装置，包括工作台，秸秆垛立式置于工作台上，秸秆垛周围的工作台上等分设有三个升降架，秸秆垛上端部设有盖体，盖体为开口朝下的圆槽结构，升降架顶部与盖体的圆槽边缘连接；

所述盖体绕圆心开设有螺旋状的通孔，所述盖体上表面中心设有步进电机，步进电机的输出轴贯穿盖体的中心，位于盖体下部的输出轴上设有转动臂，转动臂平行于秸秆垛上端部，转动臂上安装有螺旋向切刀，螺旋向切刀可沿转动臂移动，螺旋向切刀的下部为与秸秆垛上端部接触的刀头，上部限位于螺旋状的通孔内移动。

作为更进一步的优选方案，升降架顶部安装有用于承托盖体的高度微调架，高度微调架与盖体的圆槽边缘接触；所述盖体上部还设有升降机构，升降机构上安装有升降刀架，所述升降刀架下部设有一排升降切刀，一排升降切刀可依次贯穿连续的螺旋状的通孔，升降刀架下降后升降切刀可接触秸秆垛上端；升降刀架可锁死在升降机构上；所述工作台上设有由电机带动转动的转盘，秸秆垛位于转盘上，转盘上具有用于固定秸秆垛的夹具。

作为更进一步的优选方案，升降机构包括立式安装在盖体上部的螺杆和导杆，导杆位于靠盖体中心位置，螺杆位于靠盖体边缘位置，升降刀架的两端分别开设有螺纹孔和导杆孔，螺纹孔与螺杆配合，导杆贯穿导杆孔，螺杆于盖体上限位转动，螺杆顶部具有手持转动的把手。

作为更进一步的优选方案，升降架为由液压控制升降的剪刀式升降机构，剪刀式升降机构为电驱动，三个升降架同步升降。

作为更进一步的优选方案，高度微调架包括一对平行设置的限位板，限位板为弧形板，一对限位板底部之间设有底座，底座与升降架连接，底座上设有高度调节环，高度调节环围绕于秸秆垛，依次穿过三个高度微调架，高度调节环上设有高度调节凸起，高度调节凸起的最高点开设有凹槽；盖体的圆槽边缘上设有三个滚轮，滚轮可限位于凹槽内，三个滚轮周向均分于盖体的圆槽边缘上，一个凹槽对应一个滚轮；高度调节凸起的高度大于螺旋向切刀插入秸秆垛的深度。

作为更进一步的优选方案，凹槽两侧高度调节凸起的斜坡为凹面朝向的弧形。

作为更进一步的优选方案，底座的上表面设有滚球。

作为更进一步的优选方案，限位板上设有用于限制盖体转动的托架，托架内侧具有竖向键槽，托架内侧的盖体的圆槽上具有限位于竖向键槽内上下活动的竖向键条。

作为更进一步的优选方案，盖体上螺旋状的通孔的内圈端与外圈端处各设有用于检测螺旋向切刀的一个感应器，感应器发送信号至步进电机。

作为更进一步的优选方案，工作台上设有龙门架，龙门架上设有竖向的升降轨道，所述步进电机侧部具有沿升降轨道升降活动的滑块。

一种应用于捆扎秸秆垛的秸秆切割成屑装置的切割方法，包括以下步骤：

步骤一：将秸秆垛放置于转盘上并通过夹具固定；

步骤二：同步调节三个升降架的高度，使盖体下降，直至螺旋向切刀插入秸秆垛的上端面；

步骤三：开启步进电机，带动转动臂转动，驱动螺旋向切刀沿盖体螺旋状的通孔移动，当螺旋向切刀移动至螺旋状的通孔的内圈端或外圈端时反转，螺旋向切刀在秸秆垛的上端面上做螺旋向切割；

步骤四：螺旋向切割完毕后，关闭步进电机，手动转动高度调节环，使高度调节环上的高度调节凸起向盖体圆槽边缘上对应的滚轮推动，在竖向键槽和竖向键条的限制下，滚轮逐渐沿高度调节凸起滚动并实现上升，直至掉落至凹槽，过程中盖体上升，螺旋向切刀脱离秸秆垛的上端面；

步骤五：转动螺杆顶部的把手，带动升降刀架下降，直至升降切刀依次贯穿连续的螺旋状的通孔，并插入秸秆垛的上端面；

步骤六：启动工作台上的电机带动转盘转动，转盘上的秸秆垛随之转动，升降切刀对秸秆垛的上端面上做环形向切割，过程中手持高度调节环，避免滚轮脱离凹槽；

步骤七：关闭工作台上的电机，反向转动螺杆顶部的把手，带动升降刀架上升并脱离秸秆垛以及拔出撤出通孔，再次转动高度调节环，使滚轮脱离凹槽，并由重力影响滚轮逐渐沿高度调节凸起滚动并下降，过程中盖体上下降升，操控升降架的系统，使三个升降架同步下降，同时盖体下降，直至螺旋向切刀再次插入秸秆垛的上端面，反复上述过程，将秸秆垛粉碎切断。

有益效果

本发明可将已捆扎的秸秆垛直接进行粉碎成屑，可当作原材料制作产品，也可以当作秸秆肥料，方便其沤肥，使沤肥效果彻底，时间短，作为饲料时，也方便加工和调配，无需将捆扎的秸秆垛逐个拆捆和打松，减少工序，也避免松散的秸秆占据空地。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为高度微调架结构示意图；

图3为螺旋状的通孔结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明的一种应用于捆扎秸秆垛的秸秆切割成屑装置，包括工作台1，秸秆垛10立式置于工作台1上，秸秆垛10进行固定，秸秆垛10周围的工作台1上等分设有三个升降架2，秸秆垛10上端部设有盖体3，盖体3相对秸秆垛10限位固定，不可旋转，盖体3为开口朝下的圆槽结构，升降架2顶部与盖体3的圆槽边缘连接，盖体3的重量由三个升降架2共同承担。

升降架2为由液压控制升降的剪刀式升降机构，剪刀式升降机构为电驱动，三个升降架2同步升降。

工作台1上也可设有龙门架15，龙门架15上设有竖向的升降轨道，所述步进电机5侧部具有沿升降轨道升降活动的滑块，龙门架15限定步进电机5和盖体3不可转动，升降轨道和滑块保证步进电机5和盖体3可以上下移动。

图1和图3所示，盖体3绕圆心开设有螺旋状的通孔6，所述盖体3上表面中心设有步进电机5，步进电机5对螺旋状的通孔6长度有记录，可正转反转，步进电机5的输出轴贯穿盖体3的中心，位于盖体3下部的输出轴上设有转动臂7，转动臂7平行于秸秆垛10上端部，步进电机5带动转动臂7转动，转动臂7上安装有螺旋向切刀8，螺旋向切刀8可沿转动臂7移动，螺旋向切刀8的下部为与秸秆垛10上端部接触或插入的刀头，上部限位于螺旋状的通孔6内移动；

首先通过外部结构固定盖体3，开启步进电机5启动，带动转动臂7转动，螺旋向切刀8则沿螺旋状的通孔6移动，步进电机5的正转和反转，螺旋向切刀8则在螺旋状的通孔6内向内一端移动或向外一端移动，由于秸秆垛10内的秸秆或稻草的布置均为错综复杂，因此，螺旋向移动的螺旋向切刀8则可以秸秆或稻草进行切割，形成小段。

为了提高切割效率，将秸秆或稻草切割更加细化，因此增加了二次切段设备，在升降架2顶部安装有用于承托盖体3的高度微调架4，高度微调架4与盖体3的圆槽边缘接触，用于将盖体3小范围内的上升下降调节；

盖体3上部还设有升降机构9，升降机构9上安装有升降刀架11，所述升降刀架11下部设有一排升降切刀12，一排升降切刀12可依次贯穿连续的螺旋状的通孔6，升降刀架11下降后升降切刀12可接触或插入秸秆垛10上端；升降刀架11可锁死在升降机构9上；所述工作台1上设有由电机带动转动的转盘13，秸秆垛10位于转盘13上，转盘13上具有用于固定秸秆垛10的夹具；

使用时，先使用高度微调架4将盖体3上升，使螺旋向切刀8拔出秸秆垛10，最好保持螺旋向切刀8处于一排升降切刀12的另一侧螺旋状的通孔6，保证螺旋向切刀8与一排升降切刀12相互不干涉，然后调节升降机构9，使一排升降切刀12下降，穿过螺旋状的通孔6并插入秸秆垛10上端，最后启动转盘13，带动秸秆垛10转动，一排升降切刀12相对秸秆垛10转动，形成多道环形的切割路径，对已经形成螺旋向切割的秸秆垛10再次进行多道环向的切割，实现二次切割，使秸秆和稻草的切段更加细化。

具体的说，升降机构9包括立式安装在盖体3上部的螺杆91和导杆92，导杆92位于靠盖体3中心位置，螺杆91位于靠盖体3边缘位置，升降刀架11的两端分别开设有螺纹孔和导杆孔，螺纹孔与螺杆91配合，导杆92贯穿导杆孔，螺杆91于盖体3上限位转动，螺杆91顶部具有手持转动的把手，通过转动把手，驱动螺杆91转动，带动升降刀架11沿导杆92升降。

如图2所示，本发明的高度微调架4包括一对平行设置的限位板41，限位板41为弧形板，一对限位板41底部之间设有底座42，底座42与升降架2连接，底座42上设有高度调节环43，高度调节环43围绕于秸秆垛10，依次穿过三个高度微调架4，高度调节环43上设有高度调节凸起44，高度调节凸起44的最高点开设有凹槽45；盖体3的圆槽边缘上设有三个滚轮46，位于一对限位板41之间，滚轮46可顺着可限位于凹槽45内，三个滚轮46周向均分于盖体3的圆槽边缘上，一个凹槽45对应一个滚轮46；高度调节凸起44的高度大于螺旋向切刀8插入秸秆垛10的深度。

使用时，手持高度调节环43进行转动，使高度调节环43上的高度调节凸起44向盖体3圆槽边缘上对应的滚轮46推动，促使滚轮46逐渐沿高度调节凸起44的侧部的坡度滚动并实现上升，直至掉落至凹槽45中，实现盖体3的微调上升。

凹槽45两侧高度调节凸起44的斜坡为凹面朝向的弧形，可减小滚轮46滚动上升的初始难度。

底座42的上表面设有滚球，便于高度调节环43转动。

限位板41上设有用于限制盖体3转动的托架14，托架14内侧具有竖向键槽，托架14内侧的盖体3的圆槽上具有限位于竖向键槽内上下活动的竖向键条，保证盖体3不会相对高度微调架4以及升降架2转动。

盖体3上螺旋状的通孔6的内圈端与外圈端处各设有用于检测螺旋向切刀8的一个感应器，感应器发送信号至步进电机5，保证步进电机5的转动圈数，避免螺旋向切刀8与螺旋状的通孔6的外端或内端撞击。

本发明的一种应用于捆扎秸秆垛的秸秆切割成屑装置的切割方法，包括以下步骤：

步骤一：将秸秆垛10放置于转盘13上并通过夹具固定；

步骤二：同步调节三个升降架2的高度，使盖体3下降，直至螺旋向切刀8插入秸秆垛10的上端面；

步骤三：开启步进电机5，带动转动臂7转动，驱动螺旋向切刀8沿盖体3上螺旋状的通孔6移动，当螺旋向切刀8移动至螺旋状的通孔6的内圈端或外圈端时反转，螺旋向切刀8在秸秆垛10的上端面上做螺旋向切割；

步骤四：螺旋向切割完毕后，关闭步进电机5，手动转动高度调节环43，使高度调节环43上的高度调节凸起44向盖体3圆槽边缘上对应的滚轮46推动，在竖向键槽和竖向键条的限制下，滚轮46逐渐沿高度调节凸起44滚动并实现上升，直至掉落至凹槽45，过程中盖体3上升，螺旋向切刀8脱离秸秆垛10的上端面；

步骤五：转动螺杆91顶部的把手，带动升降刀架11下降，直至升降切刀12依次贯穿连续的螺旋状的通孔6，并插入秸秆垛10的上端面；

步骤六：启动工作台1上的电机带动转盘13转动，转盘13上的秸秆垛10随之转动，升降切刀12对秸秆垛10的上端面上做环形向切割，过程中手持高度调节环43，避免滚轮46脱离凹槽45；

步骤七：关闭工作台1上的电机，反向转动螺杆91顶部的把手，带动升降刀架11上升并脱离秸秆垛10以及拔出撤出通孔6，再次转动高度调节环43，使滚轮46脱离凹槽45，并由重力影响滚轮46逐渐沿高度调节凸起44滚动并下降，过程中盖体3上下降升，操控升降架2的系统，使三个升降架2同步下降，同时盖体3下降，直至螺旋向切刀8再次插入秸秆垛10的上端面，反复上述过程，逐层下降，将秸秆垛10完全粉碎切断。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种应用于捆扎秸秆垛的秸秆切割成屑装置的切割方法，所述秸秆切割成屑装置包括工作台（1），秸秆垛（10）立式置于工作台（1）上，秸秆垛（10）周围的工作台（1）上等分设有三个升降架（2），秸秆垛（10）上端部设有盖体（3），盖体（3）为开口朝下的圆槽结构，升降架（2）顶部与盖体（3）的圆槽边缘连接；所述盖体（3）绕圆心开设有螺旋状的通孔（6），所述盖体（3）上表面中心设有步进电机（5），步进电机（5）的输出轴贯穿盖体（3）的中心，位于盖体（3）下部的输出轴上设有转动臂（7），转动臂（7）平行于秸秆垛（10）上端部，转动臂（7）上安装有螺旋向切刀（8），螺旋向切刀（8）可沿转动臂（7）移动，螺旋向切刀（8）的下部为与秸秆垛（10）上端部接触的刀头，上部限位于螺旋状的通孔（6）内移动；

所述升降架（2）顶部安装有用于承托盖体（3）的高度微调架（4），高度微调架（4）与盖体（3）的圆槽边缘接触；所述盖体（3）上部还设有升降机构（9），升降机构（9）上安装有升降刀架（11），所述升降刀架（11）下部设有一排升降切刀（12），一排升降切刀（12）可依次贯穿连续的螺旋状的通孔（6），升降刀架（11）下降后升降切刀（12）可接触秸秆垛（10）上端；升降刀架（11）可锁死在升降机构（9）上；所述工作台（1）上设有由电机带动转动的转盘（13），秸秆垛（10）位于转盘（13）上，转盘（13）上具有用于固定秸秆垛（10）的夹具；

所述升降机构（9）包括立式安装在盖体（3）上部的螺杆（91）和导杆（92），导杆（92）位于靠盖体（3）中心位置，螺杆（91）位于靠盖体（3）边缘位置，升降刀架（11）的两端分别开设有螺纹孔和导杆孔，螺纹孔与螺杆（91）配合，导杆（92）贯穿导杆孔，螺杆（91）于盖体（3）上限位转动，螺杆（91）顶部具有手持转动的把手；

所述高度微调架（4）包括一对平行设置的限位板（41），限位板（41）为弧形板，一对限位板（41）底部之间设有底座（42），底座（42）与升降架（2）连接，底座（42）上设有高度调节环（43），高度调节环（43）围绕于秸秆垛（10），依次穿过三个高度微调架（4），高度调节环（43）上设有高度调节凸起（44），高度调节凸起（44）的最高点开设有凹槽（45）；盖体（3）的圆槽边缘上设有三个滚轮（46），滚轮（46）可限位于凹槽（45）内，三个滚轮（46）周向均分于盖体（3）的圆槽边缘上，一个凹槽（45）对应一个滚轮（46）；高度调节凸起（44）的高度大于螺旋向切刀（8）插入秸秆垛（10）的深度；

所述凹槽（45）两侧高度调节凸起（44）的斜坡为凹面朝向的弧形；

所述底座（42）的上表面设有滚球；

所述限位板（41）上设有用于限制盖体（3）转动的托架（14），托架（14）内侧具有竖向键槽，托架（14）内侧的盖体（3）的圆槽上具有限位于竖向键槽内上下活动的竖向键条；

所述盖体（3）上螺旋状的通孔（6）的内圈端与外圈端处各设有用于检测螺旋向切刀（8）的一个感应器，感应器发送信号至步进电机（5）；所述升降架（2）为由液压控制升降的剪刀式升降机构，剪刀式升降机构为电驱动，三个升降架（2）同步升降；

所述工作台（1）上设有龙门架（15），龙门架（15）上设有竖向的升降轨道，所述步进电机（5）侧部具有沿升降轨道升降活动的滑块；

其特征在于，所述切割方法包括以下步骤：

步骤一：将秸秆垛（10）放置于转盘（13）上并通过夹具固定；

步骤二：同步调节三个升降架（2）的高度，使盖体（3）下降，直至螺旋向切刀（8）插入秸秆垛（10）的上端面；

步骤三：开启步进电机（5），带动转动臂（7）转动，驱动螺旋向切刀（8）沿盖体（3）上螺旋状的通孔（6）移动，当螺旋向切刀（8）移动至螺旋状的通孔（6）的内圈端或外圈端时反转，螺旋向切刀（8）在秸秆垛（10）的上端面上做螺旋向切割；

步骤四：螺旋向切割完毕后，关闭步进电机（5），手动转动高度调节环（43），使高度调节环（43）上的高度调节凸起（44）向盖体（3）圆槽边缘上对应的滚轮（46）推动，在竖向键槽和竖向键条的限制下，滚轮（46）逐渐沿高度调节凸起（44）滚动并实现上升，直至掉落至凹槽（45），过程中盖体（3）上升，螺旋向切刀（8）脱离秸秆垛（10）的上端面；

步骤五：转动螺杆（91）顶部的把手，带动升降刀架（11）下降，直至升降切刀（12）依次贯穿连续的螺旋状的通孔（6），并插入秸秆垛（10）的上端面；

步骤六：启动工作台（1）上的电机带动转盘（13）转动，转盘（13）上的秸秆垛（10）随之转动，升降切刀（12）对秸秆垛（10）的上端面上做环形向切割，过程中手持高度调节环（43），避免滚轮（46）脱离凹槽（45）；

步骤七：关闭工作台（1）上的电机，反向转动螺杆（91）顶部的把手，带动升降刀架（11）上升并脱离秸秆垛（10）以及拔出撤出通孔（6），再次转动高度调节环（43），使滚轮（46）脱离凹槽（45），并由重力影响滚轮（46）逐渐沿高度调节凸起（44）滚动并下降，过程中盖体（3）上下降升，操控升降架（2）的系统，使三个升降架（2）同步下降，同时盖体（3）下降，直至螺旋向切刀（8）再次插入秸秆垛（10）的上端面，反复上述过程，将秸秆垛（10）粉碎切断。

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