粉碎还田机

粉碎还田机（精选十篇）

粉碎还田机 篇1

一、使用与调整

1.空运转试验。秸秆粉碎还田机在使用前应将变速箱内加注4.0~4.5千克的30号齿轮油, 与主机挂接完毕后, 将机具升离地面, 用手扳动粉碎滚筒或用杠杆插入万向节传动轴节叉内转动, 检查各转动部件转动是否灵活, 有无碰撞异音, 各紧固件是否牢固可靠, 确认无异常再缓慢结合动力, 转速由低到高空转运行。如果发现强烈震动、摩擦碰撞等异常现象应立即停车排除, 正常后需高速运转5~10分钟方可投入作业。

2.田间作业及运输。田间作业时将液压分配器手柄置于“浮动”位置, 待留茬高度确定后, 油缸定位箍调到一定位置固定好, 然后缓慢结合输出动力, 待滚筒高速运转正常后, 再落地起步作业。作业中如遇较大土埂、水沟或机具倒退时, 应将整机升离地面。

3.留茬高度调整。把整机提起, 拧松限深滚筒紧固螺栓, 并将前边螺栓取下, 在上下3个孔内任意调整。向上调留茬高度增加, 向下调留茬高度降低, 调整后螺栓必须紧固。亦可增长拖拉机升降中拉丝, 使留茬高度增加, 反之则降低。但须注意, 不允许粉碎锤爪或刀片入土作业, 否则会加重作业负荷, 加快锤爪磨损, 减少机具使用寿命。

4.三角带松紧调整。调整三角带松紧, 主要靠调整张紧轮架上的调整拉丝来保证, 如三角带过松可把张紧轮架上螺母向内调整, 三角带过紧可向外调整, 调整合适后, 两对螺母必须锁紧。提醒使用者注意的是三角带应松紧适当, 不可过紧, 以机具工作时三角带无明显打滑为宜。

5.变速箱齿轮啮合位置调整。大小锥形齿轮正确啮合侧隙为0.15~0.35毫米。用涂色法检查齿轮啮合的接触斑点, 其啮合斑点的高度不小于齿高的40%, 斑点宽度不小于齿轮宽度的40%, 接触斑点不符合要求时采用增加或减少调整垫片的方法进行调整。

二、保养与贮存

1.一般保养。认真检查各紧固件, 特别是锤爪和刀片销轴的牢固情况。更换锤爪时, 要整套更换 (同轴锤爪的重量差不大于10克) , 否则会导致机具运转时强烈震动。粉碎刀片磨钝后可同组调换, 使锐刃向前, 磨损严重时应及时整套更换。检查各部润滑油情况, 不足时应立即添补。检查传动三角带的磨损及松紧情况, 如三角带较松, 可调整张紧螺栓, 如磨损严重应成套更换。

2.长期不用时保养。将整机内外的泥土、油污、秸草清除干净。将皮带拆下单独存放。更换变速箱齿轮油, 更换时将废油放净, 用柴油或清洗剂将变速箱内清洗干净。将机具放入通风透光的库房内 (露天存放应加盖雨具) , 用木板垫起, 涂好防锈油, 以免锈蚀。

秸秆还田机的使用与保养技术 篇2

机械化秸秆还田技术就是将摘穗后直立的作物秸秆，用大中型拖拉机配套的秸秆还田机直接粉碎、抛散于地表，随即耕翻入土，使之腐烂分解作底肥，与传统的种植方式相比，省去了砍、捆、运、铡、沤、翻、送、撒等多道工序。它是施肥方式的一次重大改革，是一项省时、高效、环保的先进农机化技术，深受广大农民的欢迎。为帮助机手用好秸秆还田机，充分发挥其效能，现将秸秆还田机的使用、保养知识分别介绍如下：

一、秸秆还田机使用前的调整

作业前应按照工厂产品验收鉴定技术条件对机具进行技术检查，并按使用说明书进行试运转和调整、保养。配套拖拉机或玉米联合收割机应保持的技术状态。将动力与机具挂接后，进行全面检查。

1、万向节的安装。必须注意三点：⑴应保证秸秆还田机在工作时，方轴、套管及夹叉既不顶死、又有足够的配合长度；⑵万向节要安装正确，若方向装错，则会产生响声；⑶万向节方轴、方套长度和主、被动皮带轮直径，应根据所配拖拉机悬挂机构的尺寸和动力输出转速的不同而异，购货和使用时要按说明书选择。

2、机具的调整。还田机与拖拉机连接后，要调整还田机左右水平、前后水平和作业留茬高度。通过调整主拉杆的长度，使机组前后保持水平，调整斜拉杆的长度使机组左右保持水平；根据作业质量要求和地面状态状况，确定液压手柄的位置，控制留茬高度和地头转弯时的提升高度。

(1)左右水平调整。调节斜拉杆，使机具呈左右水平，同时，将下端联接轴调到长孔内，使其作业时能浮动。

(2)前后水平调整。调节中间拉杆，使机具前后呈水平。

(3)留茬高度调整。锤爪或甩刀离地间隙应根据土壤坚实度、作物种植形式和地表平整状况酌情调整。把还田机升起，拧松滚筒两边吊耳上的紧固镙钉，在上下4个孔内任意调整，向下调留茬高度变高，向上调留茬高度变低，调整完后拧紧螺钉，也可用改变提升拉杆的方法进行调整，但以第1种方法最好。

(4)三角皮带松紧度调整。皮带过松可把张紧轮架上的螺帽向内调整；皮带过紧，螺帽向外调整。

(5)变速箱齿合间隙的调整。秸秆还田机工作一段时间后，由于磨损使主动轴轴向间隙和圆锥齿轮啮合间隙发生变化，调整时可通过增加或减少调整垫片的方法进行调整。

3、作业前应检查各部件是否完好，紧固件有无松动，并在齿轮箱内加注齿轮油，一般油面高度以大齿轮浸入油面1/3为宜，各润滑部位要加注黄油。

4、检查完毕，应进行空运转5-10分钟，确认各部件运转状况良好后，方可进行作业。

二、使用时注意事项

1、驾驶员必须有合法的拖拉机驾驶资格，作业前要对地面、土壤及作物情况进行调查，还要进行道路障碍物的清除，地头垄沟的平整（为避免万向节损坏），田间大石块的清除，并要设标志等。

2、作业时要空负荷低速启动，待发动机达到额定转速后，方可进行作业。应先将还田机提升至锤爪离地面20-25厘米高度（提升位置不能过高，以免万向节偏角过大造成损坏）接合动力输出轴，转动1-2分钟，注意机组四周是否有人接近，当确认无人时，要按规定发出起步信号。挂上作业挡，缓慢放松离合器踏板，同时操作液压升降调节手柄，使还田机逐步降至所需要的留茬高度，随之加大油门，投入正常作业。

3、合理选择作业速度，对不同长势的作物，采用不同的作业速度。作业中应注意清除缠草，避开土埂、树桩等障碍物，地头留3-5米的机组回转地带。

4、作业时禁止锤爪打土，防止无限增加扭矩而引起故障。若发现锤爪或甩刀打土时，应调整地轮离地高度或拖拉机上悬挂拉杆长度。

介绍两款秸秆粉碎还田机 篇3

该机是在综合了国内外同类机具特点的基础上研制开发的新型农机具，具有设计合理、性能可靠、粉碎率高、抛撒均匀等特点，可与国内各厂家生产的大、中、小型拖拉机相配套悬挂作业，对田间直立或铺放的玉米、高粱、棉花、水稻、麦类秸秆等均有良好的粉碎性能。

1.主要技术参数

该机外形尺寸：长×宽×高=123厘米×199.5厘米×94厘米，配套拖拉机动力≥58千瓦，刀轴转速为2200转/分钟，锤爪数量为12个，作业幅宽168厘米，秸秆切段长度≥8.5厘米，留茬平均高度≤8厘米，生产效率0.33～0.66公顷/小时，整机重量480公斤。

2.使用注意事项

（1）使用前必须检查粉碎刀销轴状况。

（2）还田机运转时，不得打开或拆卸皮带防护罩。

（3）作业时若发现锤爪或甩刀打土，可调节地轮离地高度（调节拖拉机后悬挂上方中央拉杆长度即可）。

（4）作业中禁止倒退，当拖拉机离开作业地行走时，必须切断拖拉机的动力输出，使还田机停止转动。

（5）作业时要注意避开石块、树桩等障碍物，以免折损锤爪或甩刀。

（山东玉丰农业装备有限公司 李建 邮编：272000）

二、4Q-180型秸秆粉碎还田机

主要技术参数：外形尺寸：长×宽×高=130厘米×215厘米×100厘米，配套动力44.13～58.84千瓦，锤爪数量为16个，作业幅宽180厘米，留茬高度为20～80厘米，生产效率0.53公顷/小时，整机重量525公斤。

（河北省石家庄农业机械股份有限公司 魏永奇 邮编：050061）

玉米秸秆粉碎还田机作业质量标准 篇4

范围:本标准规定了玉米秸秆粉碎还田机的作业质量评价指标、检验方法和检验规则。本标准适用于对玉米秸秆粉碎还田机作业质量评价。

主要技术内容

一、作业条件

1. 作业地块应基本符合还田机的适用范围, 地势平坦, 坡角不大于5度;

2. 还田机应经调整符合使用说明书和农艺要求, 机手应按使用说明书规定和农艺要求进行操作。

二、作业质量要求

1. 粉碎长度合格率≥90%;

2. 留茬平均高度≤50毫米;

3. 秸秆抛撒不均匀度性≤30%;

秸秆还田机的配套使用和操作知识 篇5

150型秸秆还田机的配套动力为大中型拖拉机，而小型秸秆还田机则以小四轮拖拉机为动力。由于拖拉机本身的结构尺寸不同，悬挂系统也有差异。大型机具配套时应注意传递动力的万向节方轴长度，当配套动力为上海－50拖拉机时，方轴长为250毫米；当配套动力为铁牛－55型拖拉机时，方轴长为320毫米；其他通用。

2.安装调试

秸秆还田机与配套主机挂接后，应对机组进行调节：

①横向水平调节 将机组置于水平面上进行观察，并调整左、右吊杆长度，使机具横向水平；

②纵向水平调节 调节中央拉杆长度，使机具纵向水平；

③刀齿与地面高度间隙调节 在田间调节地轮，使齿端与地面距离为1厘米～2厘米。

3.作业要求

秸秆还田机械的作业要求是：

①先运转再起步 田间作业前先将秸秆还田机缓慢降至工作位置，接合动力后逐渐加大油门，待运转正常后方可起步；

②地头转弯要缓慢 即机组行至地头时应降低速度，缓慢转弯，若地表埂洼较多，应缓慢提升机具，待转弯后再重新作业；

③运输中须注意地块 转移、空载运输前，必须将机组动力切断，然后再提升机组。若为半悬挂式，还要注意调整地轮，使机组呈运输状态。

4.安全要领

严禁在作业中排除故障、检修机具、提升旋转及机后站人。若发现机组有异常现象，应停机检查，待彻底排除故障后方可再行作业。

5.把握质量

①秸秆水分 作物进入黄熟期后，即可摘穗。作物黄熟期的秸秆和叶子呈黄绿色，含水量一般在30%以上，秸秆脆且未完全形成纤维状。此时，秸秆粉碎效果较好，还田后还可利用秸秆本身和田间的土壤水分，加快秸秆腐烂。若还田不及时，秸秆干枯、地表干燥、会使粉碎长度加大，效果变差；耕翻后，秸秆吸收土壤中的水分，局部干燥发热，会影响复播作物种子的发芽及根系生长。因此。较干枯的秸秆还田后不能直接复播， 有条件时可在浇水后整地复播。

②茬留高度 刀齿距地面的间隙直接影响留茬高度及还田质量。1厘米～2厘米的间隙是机组在实际作业时数值。影响的主要因素是田块土壤的干、湿、硬、松程度。实际作业中一般采用观察法确定间隙，机组边作业边调节液压控制限位螺帽（分置式悬挂系统应调节液压油缸上的限位板位置），使秸秆粉碎机的刀齿更充分地将秸秆粉碎而不入土为宜。此项工作需要在田间配合纵向水平调节反复进行调整。

③皮带张紧度 在秸秆还田作业中，往往出现稀疏田块还田效果好、茂密田块机组转速下降、还田质量较差的问题，这主要是由机组负荷增加、皮带打滑及轮子发热所致。所以，应经常检查调整三角皮带张紧度。

④善后处理 秸秆还田后应及时用旋耕机打茬，破碎根系；及时耕翻，将秸秆覆盖严实。并保持水分，促进秸秆及早腐烂成肥。

秸秆粉碎还田机甩刀的设计 篇6

农业发达的国家和地区都非常重视土地的用养结合和发展生态农业, 以保持农业的可持续性发展。秸秆粉碎还田技术是保护性耕作模式的核心环节之一。至目前为止, 秸秆粉碎还田技术在发达农业国家的水平已经比较完善, 应用十分普遍, 而国内尚处于待发展状态。

秸秆粉碎还田机的粉碎刀片是该机构的主要工作部件, 经常与茎秆、泥土、石块以及其它田间杂质接触摩擦, 工作条件极为恶劣, 且由于其转速一般较高, 需要承受很大的冲击力才能达到粉碎茎秆的目的。因此, 甩刀的质量直接影响秸秆粉碎还田机的粉碎质量和可靠性。

1 甩刀的研究进展与分析

秸秆粉碎还田机由拖拉机悬挂并驱动粉碎刀辊旋转来完成不同的粉碎作业任务。目前, 常见的刀轴旋转方式分为两类: 一类是刀轴采用反转的形式, 即粉碎刀转动方向与机器轮子转动方向相反的运动方式, 如图1 所示; 另一类是刀的旋转平面平行于地面, 如图2 所示。

1. 1 甩刀分类

目前, 国内外的秸秆粉碎还田机甩刀无论是拖拉机配套, 还是联合收割机配套, 都主要分为3 种类型:直刀型、甩刀型和锤爪型。其中, 甩刀型又细分为鞭式、T型、Y型和L型, 如图3 所示。

各种甩刀都有自己的优缺点和各自的适用环境, 其形状特性不仅与秸秆粉碎效果直接相关, 对于刀轴的设计和定刀的排列方式也有一定影响。各种甩刀的对比分析如表1 所示。

直甩刀的粉碎效果为组合使用时的效果。

1. 2 甩刀参数分析

1． 2． 1 结构参数

目前, 国内用于粉碎还田的道具主要直刀型和甩刀型。主要的结构参数有弯折角、正切面刃角、切削宽度和刃厚等。

弯折角是秸秆粉碎还田机作业的重要参数, 其大小影响甩刀工作时的阻力大小和功耗, 弯折角优化范围为225° ~230°[1]。正切面刃角决定刀刃的锋利程度, 减小正切面刃角降低功耗, 刀刃寿命也随之减少。

偏转角 β 是甩刀工作时另一个重要的参数, 其大小为

式中 β—甩刀偏转角;

T—甩刀端部的切割阻力 ( N) ;

m—甩刀质量 (g) ;

f—摩擦系数, 取f = 0. 25;

ω—甩刀角速度 (rad/s) ;

ρ—质心离旋转中心的距离 ( mm) ;

a—甩刀质心离甩刀铰接处的距离 ( mm) ;

g—重力加速度 (m/s2) ;

R—甩刀回转半径 ( mm) 。

偏转角过大会造成割茬高度增高, 并且不利于切割粉碎, 所以应当尽量减小偏转角。当甩刀几何尺寸及甩刀安装尺寸一定时, m, a, ρ 值的增大都会使得 β值减小, 所以甩刀的质量不宜过小, 在质量一定时, 质心应当尽量向刀端移动。刀辊转速一定时, R的增大也会使得 β 值减小, 增益粉碎效果; 但R的增大会增大刀辊的动不平衡因素, 同时增大功耗。

1. 2. 2 性能参数

为达到更好的秸秆粉碎效果, 要求甩刀有很高的刀端; 但是粉碎刀的工作环境极其恶劣, 经常与土壤以及其他杂物接触, 导致严重磨损, 所以粉碎刀的性能参数主要考虑其刀端速度、耐磨性能和旋转时的动平衡。

毛罕平、陈翠英[2]通过试验得出: 转速 ω 和旋转半径R配合, 应当使得刀端线速度≥34m/s, 才能达到90% 以上的粉碎合格率; 李明[3]通过对甘蔗叶粉碎还田机正交试验得出: 刀轴速度为48m/s时, 粉碎率和捡拾率最优; 张红霞、刘师多等通过对比试验得出: 刀端速度为32 ~36m/s。

已有研究[4 -6]表明: NiWC合金粉末喷焊层具有良好的耐磨性, 可用于强化和修复还田机甩刀, 并且具有良好的性价比。

付雪高等[7]对比分析已有的甩刀平衡的仿真分析之后认为, 甩刀不平衡是产生振动的根本原因。所以, 必须选择合理的排列方式, 甩刀要按质量分组, 并保证甩刀外形尺寸统一。

2 组合Y型甩刀的设计

2. 1 刀片设计

目前, 我国秸秆粉碎机的功率都不高, 且处于起步不久的阶段, 成本成为必须考虑的问题。Y型刀质量体积都较小, 成本不高, 消耗机器功率小, 符合当前用户对于秸秆粉碎机的实用性要求; 并且, Y型刀在各种刀型中具有良好的秸秆拾取性能, 能够将秸秆甩入粉碎腔内, 配合定刀进一步粉碎。

2. 1. 1 外观设计

根据现有各型甩刀的特点, 设计出一种Y型刀, 刀片结构如图4 所示。

Y型刀具有良好的对称性, 质心在刀轴对称线上, 能够克服其他秸秆粉碎还田刀在工作过程中机体震动猛烈、动力消耗大、粉碎效果不理想的缺陷, 并且在同样回转半径的条件下, 质心更加靠外, 在同转速下增加转动惯量。

2. 1. 2 刃口设计

刃口是甩刀工作时直接接触秸秆以及其他杂质的部分, 其形状的设计、材料的选择都直接影响甩刀的工作效率和寿命, 如图5 所示。

在刀刃部位焊接硬质合金条, 硬质合金条采用65Mn淬火制造, 并且在表面采用NiWC合金粉末喷焊强化。

为了保持刀片良好的砍切粉碎性能, 刀片刃口设计过程中, 参考自磨刃犁铧的原理及其刃口参数, 将刃口角度设为30°, 使其具有自磨性能, 以提高整体粉碎效率、延长刀片寿命、增加经济效益。

2. 2 组合甩刀设计

为了达到更好的粉碎效果, 甩刀应当组合使用, 如图6 所示。为减少摩擦, 取消了刀与刀之间的隔离套, 加深了刀孔, 使得刀孔与刀轴的接触面积增大, 刀孔更加耐磨, 同时增加了旋转时的稳定性[9]。刀孔的加深长度取决于Y型刀的大小, 最终使得两Y型刀的刀刃顶部相距在3 ~5mm之间。

2. 3 SliodWorks有限元分析

为保证刀片设计的科学性, 设计过程中, 查阅文件并运用Slidworks三维造型软件有限元分析模块对刀片进行分析, 如图7 和图8 所示。

对比图7 和图8 可知: 当秸秆粉碎刀的刃口采用65Mn淬火制造时, 能够明显地降低刃口的磨损程度, 比之普通的甩刀制造材料, 对65Mn作为材料的甩刀经过淬火、等温淬火、回火等热处理后, 甩刀断裂现象减少且耐磨性大大提高了。

3 结语

本设计结合以往的秸秆粉碎刀研究和现有的机械化还田机具, 设计出一种既能适用于刀轴反转式又能适用于刀旋转面平行于地面机型的甩刀, 改善了以往甩刀设计存在的缺陷, 提高了秸秆粉碎的效率和性价比, 可有效解决秸秆在长时间堆放腐化过程中造成的病害扩散、环境污染等难题, 同时可有效增加绿肥还田, 最终实现充分利用资源和保护环境的目的。

摘要：甩刀是秸秆粉碎还田机的重要工作部件。为此, 阐述了秸秆粉碎还田机机用甩刀的工作过程, 指出了现有刀片的优缺点, 对秸秆粉碎还田甩刀的形状、速度、排列方式、数量、耐磨性及刀辊平衡等方面进行分析, 设计出一种秸秆粉碎还田组合Y型甩刀。同时, 应用Solidworks软件对其进行创新结构设计, 利用Solidworks内含的有限元模块, 对新刀片进行有限元静力学分析, 优化其设计参数。

关键词：粉碎还田,甩刀,有限元,组合Y型甩刀

参考文献

[1]盖超, 董玉平.基于COSMOS的还田机械旋耕刀弯折角优化[J].农机化研究, 2011, 33 (3) :30-33.

[2]毛罕平, 陈翠英.秸秆还田机工作机理与参数分析[J].农业工程学报, 1995, 11 (4) :62-66.

[3]李明, 王金丽, 邓怡国, 等.1GYF-120型甘蔗叶粉碎还田机的设计与试验[J].农业工程学报, 2008, 24 (2) :121-125.

[4]郝建军, 马跃进.鞭式刀具的失效及火焰喷焊NiWC强化的可行性研究[J].农业工程学报, 2005, 21 (8) :74-77.

[5]马跃进, 郝建军.根茬粉碎还田机灭茬甩刀喷焊NiWC工艺优化[J].农业工程学报, 2005, 21 (2) :92-95.

[6]孟海波, 韩鲁佳, 刘向阳, 等.秸秆揉切机用刀片断裂失效分析[J].农业机械学报, 2004, 35 (4) :51-54.

[7]付雪高, 李明.秸秆粉碎还田机甩刀的研究进展[J].中国农机化, 2011 (1) :83-87.

[8]周俊生, 周百祥.秸秆粉碎还田机专用甩刀:中国, 200720100610.4[P].2008-08-20.

玉米秆粉碎还田机的作业要求 篇7

一、作业要求

玉米秸秆还田作业质量要求:割茬高度≤8厘米, 茎秆切碎长度≤10厘米, 抛散不均匀率≤20%。

1) 秸秆粉碎还田。玉米摘完穗后, 秸秆含水率在30%以上, 用秸秆粉碎还田机及时粉碎。作业时要注意选择拖拉机作业档位和调整留茬高度, 严防漏切, 玉米秸秆不能在撞倒后再粉碎, 工作部件的地隙宜控制在5厘米以上。

2) 深耕翻埋。玉米秸秆翻埋时, 应适量增施氮肥和磷肥, 以便加快秸秆腐解, 促其尽快变成有效养分。耕深以打破犁底层为宜, 通过翻耕、压、盖, 消除因秸秆造成的土壤架空, 并及时浇水促使秸秆腐解。

二、注意事项

1) 玉米收获后应趁秸秆鲜嫩及时还田。

2) 作业到地头时, 要待秸秆完全切碎后再提升秸秆还田机拐弯。

双辊式菠萝叶粉碎还田机研制报告 篇8

菠萝是著名的热带水果之一,在我国种植区域集中于广东、海南、广西和云南等地,其中广东菠萝种植面积占到全国的一半,徐闻县为我国菠萝主产区,被誉为“中国菠萝之乡”。目前我国菠萝年产量约100万t,徐闻就达34多万t。徐闻东部是中国最大的菠萝种植园,主要分布在曲界、前山、锦和等乡镇。菠萝种植期从6—10月,收获旺季在10月至次年4月。徐闻县生产的菠萝果大,汁多、肉脆和味甜,尤以愚公楼菠萝为最佳,被称为“中国愚公楼菠萝”,获得国家“原产地域保护产品”荣誉称号,素有“菠萝的海”的美誉,菠萝是徐闻县农民主要经济来源之一。

菠萝种植产生较大经济效益的同时,菠萝收获后亦面临大量菠萝残株需要处理,据有关资料报道,菠萝地残留植株高在120 t/hm2以上,如何有效、环保地处理这些残株是亟待解决的问题。菠萝残株有效的处理方式主要是粉碎还田,这种方式可提升地力、增肥增产,是目前菠萝主产区普遍采用的菠萝残株处理方式,如图1所示,每年菠萝收获后有大片菠萝园等待菠萝叶粉碎还田以种植下茬作物。

我国菠萝叶粉碎还田技术与机械的研究始于20世纪80年代末期、90年代初,由广东省国营收获农场和广东省国营友好农场都研制了菠萝茎叶粉碎回田机,该机效果较好,在农场及周边取得了较广泛的推广应用。随后,广东省友好农场在还田机械的基础上,研制双辊式甘蔗茎叶粉碎回田机(图3)对其进行了一定程度的改进,制造了一些用于菠萝叶粉碎还田的机械,主要是单辊还田机(图1)。这些机具一般是采用66.15~88.20 k W的轮式拖拉机作为配套动力,标准三点后悬挂,其结构主要由悬挂装置、传动系统、机架、粉碎机构和限位装置等组成,粉碎机构由刀轴、刀辊、刀座和甩刀等构成,刀辊可高速旋转,各机型的主要区别在于工作宽度、甩刀形状、排列方式和数量不同。根据刀具形状的不同,现有的菠萝叶粉碎还田机可分为锄形刀、L改进型刀和Y型刀3种机型。

现有单辊还田机1次作业,菠萝叶粉碎效果无法满足还田农艺要求,存在粉碎率低、菠萝头无法完全打烂。一般都需要连续作业2遍才能满足粉碎要求,因此能耗高、生产效率低和作业成本高。究其原因主要有以下几方面。

(1)菠萝采用宽窄行密植的方式种植,植株茎短,叶呈莲座式排列,剑形叶片最长可达100 cm,平均长60~70cm,叶肉含有一定量的菠萝纤维,具有一定的韧性,叶片纵横交错,厚度往往达到20 cm以上,给粉碎作业带来较大的难度。

(2)目前普遍使用的单粉碎辊菠萝叶粉碎还田机一般都是66.15 k W拖拉机带动,只能适用于作业幅宽1 m及以下的菠萝叶粉碎还田机。

(3)现有的菠萝叶粉碎还田机结构多是参照北方秸秆粉碎还田机研制,秸秆粉碎难度相对于菠萝叶粉碎难度较小,菠萝叶粉碎还田机的结构和工作参数有待参照菠萝叶机械物理特性和生物学特性来设计与改进。

据统计,现有1 m幅宽的机型生产率仅为18~22.5hm2/h,1.5 m幅宽的机型生产率为0.13~0.20 hm2/h,耗油量达到97.5~120.0 kg/hm2。除此之外,拖拉机需多次碾压土地,造成土地压实,因此,研制高效的菠萝叶粉碎还田机,对提高作业效率、降低作业功耗具有重要意义。

2 样机技术方案论证和研制

通过实地调研发现,目前使用的菠萝叶粉碎还田机械作业完成后菠萝叶长度小于15 cm才能不影响后续的土地翻耕和下茬作物的种植,能较好的提升地力,但因菠萝叶韧性较好、叶片厚重等因素的影响使得现有的菠萝叶粉碎还田机存在作业效率低、作业能耗高等缺点,通常需要在菠萝地来回粉碎2~3次才能达到前述粉碎效果,无法实现一次粉碎完成作业的目标。为此,友好农具厂于2005年研制了一台配套73.5 k W拖拉机的Y型甩刀单辊粉碎还田机,该机能勉强实现一次粉碎完成粉碎作业,但刀辊工作转速高,拖拉机行走速度慢,负荷大和功耗大。

2015年开始,两单位联合研制了双辊式菠萝叶粉碎还田机(图2),该机采用双刀辊结构,前刀辊直径大,离地面低,其上铰接布置Y型甩刀,起到切断、捡起地表菠萝茎叶,并与机架上的定刀配合对其进行初步粉碎的作用;后刀辊直径小,离地面高,其上固定布置直刀,与机架上的定刀、前刀辊相配合,对前刀辊送来的菠萝茎叶进行打击、剪切和撕裂等一系列动作,起到再次粉碎的作用。粉碎后的叶渣,在离心力作用下沿还田机后挡板抛洒于地表,完成还田作业。

3 样机试验和应用情况

该机进行了大量的应用试验,结果表明,其一遍作业效果与普通单辊粉碎机一遍作业效果相比,粉碎质量有显著的提升(如图5、图6所示),且可对荒芜的橡胶园进行灭荒作业(如图7、图8所示),灭荒作业生产率达到0.13 hm2/h。

2015年11月,双辊式菠萝叶粉碎还田机通过了农业部热带作物机械质量监督检验测试中心的检测,结果如下:

2015年12月,对相同工作幅度的单辊还田机进行了技术参数测量,结果如下:

由此可见,,该样机作业效率大幅提升,油耗显著降低,和传统同类机型相比,生产率提高50%,油耗降低30%。据测算,增收节支达1 350元/hm2。

4 总结

(1)双辊式菠萝叶粉碎还田机一次作业,菠萝叶粉碎效果就可满足还田农艺要求。

(2)双辊式菠萝叶粉碎还田机一次作业,菠萝叶粉碎率与传统同类机型两次作业的菠萝叶粉碎率相当。

(3)双辊式菠萝叶粉碎还田机和传统同类机型相比,生产率提高50%,油耗降低30%。

摘要：菠萝种植产生较大经济效益的同时,亦面临菠萝收获后大量菠萝残株需要处理的问题。据有关资料报道,菠萝地残留植株高达120 t/hm~2以上,如何有效、环保地处理这些残株是亟待解决的问题。菠萝残株有效的处理方式主要是粉碎还田,这种方式可提升地力、增肥增产。针对现有菠萝叶粉碎还田机效率低、功耗高的问题,本报告介绍了新研制了的双辊式菠萝叶粉碎还田机的项目立项、研制和应用情况等。该机试验表明,1次作业,菠萝叶粉碎效果就可满足还田农艺要求,和传统机型相比,生产率提高50%,油耗降低30%。

关键词：双辊式,菠萝叶,粉碎还田机,研制

参考文献

[1]欧忠庆,李玲,李玉林,等.一种双刀辊菠萝茎叶粉碎还田机[P].中国专利:201420329356.5,2014-10-29.

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[3]张劲,欧忠庆,李明福,等.菠萝叶粉碎还田机[P].中国专利:ZL200920264275.0,2009-12-07.

[4]李玲,张劲,欧忠庆,等.菠萝叶粉碎还田机偏置式悬挂机构[P].中国专利:ZL201520079630.2,2015-07-22.

粉碎还田机 篇9

由于拖拉机本身的通过能力和甘蔗叶粉碎的特性, 应选择在晴朗和干燥天气进行粉碎还田作业。地块坡度应该小于15°, 甘蔗叶含水率小于25%。如坡度大, 则机具平衡性差;甘蔗叶含水率高, 则粉碎质量差, 刀具易沾泥。为保证粉碎质量, 甘蔗地垄高应小于30 cm, 甘蔗叶铺放要均匀, 无明显集堆或成行的现象。

2 机具配套动力的选择

甘蔗叶的厚度、收获砍蔗方式、地形与垄高、甘蔗品种、天气、甘蔗叶含水率及土壤特性等多重因素影响粉碎还田作业质量和选择配套动力拖拉机功率, 应按照机具的额定功率并考虑传动效率进行计算。

由于出现甘蔗叶集堆情况下负载变化较大, 拖拉机应该稍有功率余量, 拖拉机功率和机具幅宽匹配如表1。拖拉机转速要向机具供应方了解, 机具的设计转速和拖拉机的传动轴输出转速要配合, 另外还要注意机具花键轴和拖拉机输出花键轴的高度配合。

3 机具的调整

机具新安装或重新安装前, 需要作整体检查保养, 检查并旋紧各个紧固件。用油枪在各油杯加注润滑油, 在变速箱加注齿轮油, 油面高度加至大齿轮1/3位置为止。使用后重新安装的机具, 需要对各部分检查调整。部分调整方法如下。

(1) 齿轮箱位置调整。调整齿轮箱位置需要先卸下传动带。 (1) 对于单边传动机型, 稍稍松开齿轮箱螺栓, 利用连接处的长孔或者位置调整螺母调整齿轮箱位置, 使传动轴和刀辊平行。简便检验方法是使两V带轮外端面平行或者完全对齐。 (2) 对于双边传动的机型, 则使变速箱轴承和两端传动轴轴承成一直线。 (3) 紧固齿轮箱螺栓后, 用手轻转传动轴, 转动平稳、流畅为佳。

(2) V轮位置的调整。V带轮位置出现不平行或者错位会降低传动V带的寿命和传动效率。首先, 需要选用形位精度好的V带轮。通过调整变速箱位置可使两V带轮平衡。如果仍然有错位, 可在V带轮内侧添加垫片。

(3) V带张力调整。由于V带使用一段时间后会发生磨损和伸长, 适时调整张紧装置可以防止因为打滑而使V带加速磨损。

(4) 刀辊的调整和检查。重新安装调整的刀辊可能出现转动不畅的情况, 检查各个可能接触的零部件并调整其位置, 使刀辊可以徒手转动。检查各个甩刀和定刀的相对位置, 确保高速运行时甩刀与定刀不发生相互碰撞。

(5) 圆锥齿轮箱的调整。齿轮箱长期使用磨合, 有可能发生松动的情况, 应进行适当的调整。虽然齿轮箱外观不尽相同, 但是一般都是通过调整垫片厚度和调节调整螺母的拧紧程度。齿轮箱轴承调整至能灵活转动又无明显间隙为好。轮齿啮合间隙可以用塞尺或用铅丝来检验, 其正常间隙为0.15～0.35 mm。

4 机具的安装

机具的安装和旋耕机基本一致, 安装位置如图1, 安装步骤如下。

1.拖拉机2.上拉杆3.下拉杆4.限位轮

(1) 把万向节传动轴的两部分分别配合装入拖拉机和机具合适位置上, 用开口销把销钉紧固好。安装时注意不能敲击2个十字架的各处轴承, 因为敲击产生的变形会严重影响传动轴寿命。

(2) 拖拉机行驶合适位置慢慢倒退插入传动轴。 (1) 万向节如图2所示对肩安装, 否则机具运行会引起很大的声响和振动, 导致机具部件的损坏。 (2) 安装后的万向节应使机具在工作和提升时候不顶死, 在放下机具的状态下, 图中H不小于2 cm。 (3) 万向节长度要求安装后重合8 cm以上且方轴不突出至母头的叉顶处, 运转灵活、顺畅为宜。 (4) 对准花键上开槽的地方插好销, 并加注润滑油。

(3) 对准3点悬挂下面2点的销孔, 安装销钉。由于机具运转速度高, 拖拉机3点悬挂各处的销钉连接的要求也相对提高。原配的自扣小销钉容易脱落产生危险, 比较安全的做法是直接用Φ8以上的钢筋弯折锁死或者选用尽可能大的高强度螺栓拧紧。

(4) 在平整地面通过调整拖拉机悬挂机构调整机具的位置, 机具提起状态下调节两提升杆, 使机具水平方向平衡。调整下拉杆的两个紧固铰链, 固定机具位置对中, 用手侧推不发生晃动。

(5) 机具撤除支撑杆, 在放下状态下调整上拉杆的长度和调节限位轮的高度调整机具的姿态。在平地上观察控制甩刀离地最低距离为12～20 cm, 万向节传动轴基本水平。

(6) 安装完毕后试运行, 观察拖拉机和机具是否运转正常, 有关振动和声响正常。

5 机具的使用

(1) 场地要求。进行粉碎作业前需要进行场地调查和清理, 要求没有石头、大块树根及树枝等杂物, 作业地块地头留3～5 m的宽度作为拖拉机拐弯回转地带。

(2) 机具初启动时要空负荷低速启动, 空转2～3 min待发动机运行平稳达到额定转速后, 方可进行带负荷前进作业。带负荷启动或突然高速启动则会因突然接合, 冲击过大而造成动力输出轴和花键套损坏, 并且容易造成甘蔗叶堵塞等。空运转期间同时观察机具的振动和声响特征, 以判断拖拉机和机具的运转状况。

(3) 作业时, 后3点调整为悬挂浮动状态。由于机具根据地形高低浮动, 因而只能在平地里调整3点悬挂以控制甩刀离地高度。

(4) 作业速度以尽量利用拖拉机功率, 保持输出轴高转速, 保证粉碎作业质量为原则作出选择和调整, 一般情况采用慢Ⅲ挡或慢Ⅳ挡作业。

(5) 在甘蔗叶量过多的地方, 拖拉机负荷过大时, 可适当放慢拖拉机速度, 必要时原地停止下来使甘蔗叶充分粉碎后再继续前进工作。

(6) 新机安装运行1h, 轴承和齿轮箱温升稳定后, 观察和测定轴承温升是否符合要求, 若温升过高即为轴承间隙过大或缺油所至, 应及时调整或加油。应适当调整各轴承座位置, 以保证粉碎轴同心度。

(7) 在地面不平整的地方可稍稍提升机具, 以防甩刀打土, 机具打土现象频繁则应重新调整机具姿态, 提高甩刀离地高度。

(8) 完成1行后在地头转弯时, 放慢油门降低动力输出轴转速, 同时稍稍提升机具使限位地轮离地进行转弯, 严格控制提升高度, 以免损坏传动轴。机具升降应平稳, 不宜过急、过快, 也不宜过高或过低, 否则容易损伤机具。

(9) 作业中, 应经常检查V带的张紧程度, 以免刀轴转速降低而影响粉碎质量或加速V带磨损。

(10) 作业时机具附近特别是机具后方严禁近距离站人或跟踪, 以免抛出的硬杂物伤人;机具产生振动、响声异常时, 立刻停止工作并检查排除。

(11) 在土壤较潮湿地块作业时需要及时清理机具内积泥缠草, 否则会引起振动加大、刀具变形和加剧刀具磨损等, 影响机具正常工作。注意, 清除积泥缠草或排除故障必须停机进行。

(12) 每班次工作后检查轴承和变速箱温升, 检查紧固件连接和刀具状况, 以及时排除故障隐患。

(13) 机具在路上行驶或地块转移时, 应先切断动力输出轴动力, 提起机具再行走。

6 机具的保养

(1) 严格按照产品说明书进行技术保养。

(2) 适时清理机具上的杂物, 检查并拧紧各连接处紧固件。

(3) 在各轴承润滑点加注高速润滑油, 主要包括粉碎刀辊两端轴承、变速箱输出轴轴承、张紧轮轴承、万向节传动轴的十字轴润滑点和地轮轴承等。

(4) 检查齿轮箱密封情况, 静结合面不漏油, 动结合面不滴油, 如有问题必要时更换密封圈或油封。

(5) 检查甩刀磨损情况, 磨损过大时应更换 (每组甩刀之间质量差应不大于10 g) , 以保持刀辊的动平衡。

(6) 检查刀辊上各销钉的紧固状况, 更换失效销钉。

(7) 检查万向节十字轴挡圈是否错位或脱落, 必要时进行调整或更换。

(8) 新机具在使用50 h后需要更换变速箱的齿轮油, 以后每季度工作后更换1次。

(9) 每季度使用后, 彻底清理机上的杂物, 清理机壳体内及各工作部件的泥土和杂物等并在各轴承润滑点加注高速润滑脂, 主要包括粉碎刀辊两端轴承、变速箱输出轴轴承、张紧轮轴承、万向节传动轴的十字轴润滑点和地轮轴承等。

(10) 机器应停放在通风干燥的地方, 避免日晒雨淋。传动V带应放松张紧轮或者取下置于阴凉干燥处保存。

7 机具常见故障及排除

甘蔗叶粉碎还田机的常见故障表现、故障原因及排除方法见表2。

参考文献

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[2]陈超平.甘蔗叶粉碎回田机的研制与应用[J].热带作物机械化, 1996 (1) :10-12

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[9]杨胜南, 刘玉.如何正确选择、使用和调整秸秆粉碎还田机[C].河北农机, 2006 (5) :13-14.

粉碎还田机 篇10

Solidworks是应用在Windows系统下的3D实体模型构建软件,其三维设计功能强大,界面友好,能让使用者以简单的操作方式进行高效的产品设计。它所提供的基于特征选型的参数化造型功能,更是为开发者提供了良好的开发环境。抛送式棉秸秆粉碎还田机的设计也可以采用现代设计方法,从而实现快速、高效的设计与改进。计算机仿真已成为现在重要的科研手段,不仅在可行性论证、工程设计和寻求最佳方案等方面发挥着重要作用,而且可以缩短产品的开发周期,提高工作效率。

1 整机机构仿真分析

虚拟样机(Virtual Machine)技术指在制造第1台物理样机之前,以机械系统运动学、多体动力学、有限元分析和控制理论为核心,将产品各零件的设计和分析集成在一起,建立机械系统的数学模型,从而为产品的设计、研究和优化提供基于计算机虚拟现实的研究平台。因此,虚拟样机亦被称为数学化功能样机。

进行产品三维设计的同时,运用分析仿真软件(CAE)对产品工作性能进行模拟仿真,发现设计缺陷,根据分析仿真结果,运用三维设计软件对产品的设计结构进行修改。重复上述仿真、找错与修改的过程,不断对产品结构进行优化,直至达到一定的设计要求。

1.1 主要部件模型的建立

在对机具进行运动仿真之前,先进行其零件主模型的建立及整机虚拟装配,利用机具的结构尺寸建立其主模型。秸秆粉碎还田及回收机采用由框架到零部件的装配形式。整机的零件较多,为了使装配紧凑,在组装前将某些相对固定配合在一起的零件组装成部件。在秸秆粉碎还田及回收机装配过程中,有机架部件、动刀辊部件、悬挂架部件、限深轮部件、回收送料斗部件,以及轴承和皮带轮等小零件。

1.2 动态干涉检查

运动仿真的重要内容之一就是进行零件之间的干涉检查。图1为整机结构简图,对整体结构及尺寸进行检查与验证,使设计趋于合理。

为了分析秸秆粉碎还田和回收机主要工作部件动刀辊上的甩刀运动轨迹,及其与相关部件间的相对位置关系,通过Solidworks软件,对甩刀运动进行跟踪分析,以便对甩刀在实际工作状态中的运动轨迹进行分析研究。图2为机具整机分析模型图。通过分析甩刀在运动过程中的角加速度及角速度的运动曲线,就可以判断出甩刀与粉碎室间及定刀是否发生了干涉。如果发生干涉,可以迅速查明甩刀和什么机构干涉,并进行调整。

2 动刀辊的运动仿真分析

2.1 动刀辊的设置

为了研究动刀辊的动平衡问题,设置了一种动刀辊(如图3和图4所示),对其进行运动仿真。由动刀辊的结构可知,由于机具动刀辊两端轴承与机架相连,刀座固接在动刀辊上,可将其视为一体,定义为一个构件。甩刀通过销轴与刀座相连,并通过连接销同刀轴一起转动,故每一组甩刀、铰链及其上连接螺栓可视为一个构件。

2.2 设置仿真参数

2.2.1 创建运动副

运动副用来定义两构件间的连接方式。由于机具动刀辊两端轴承与机架相连,刀座固接在动刀辊上,可将其视为一体,且为固定件。该构件通过两端轴承做匀速转动,因此在刀轴两端分别设置两个固定的转动副,甩刀与销子约束为同轴,有一个转动副,并在其中一个转动副的Motion Driver中填入相应的运动规律。本机构为加速-匀速转动。采用0～2s为步进函数,从0加速到188.50rad ,2s以后为衡速188.50rad,如图5所示。

2.2.2 定义3D碰撞

甩刀与销子约束为同轴,有一个转动副,在COSMOSMotion界面,定义3D碰撞,选择动刀辊为容器,将其余甩刀设为可与第一个容器中的动刀辊碰撞的零件。

2.2.3 阻尼设置

对甩刀与销子添加旋转阻尼,可以在运动过程中逐步消耗能量,逐步降低运动的响应,对甩刀与销轴的相对运动起反力。选择第1个部件为甩刀,第2个部件为销轴,选择位置为甩刀与销轴的接触圆弧线,选择方向为甩刀的侧面。通常情况下,阻尼系数是刚度的0.1%～1%。现取50N-mm(sec/deg)。

2.2.4 重力设置

在参数预设置过程中, 默认长度单位为°, 时间单位为s, 力的单位为N, 重力加速度为-9 810mm/s2,方向沿Z轴的负方向。

2.3 动刀辊动平衡的校核

动刀辊两端轴承受力结果如图6所示。当转动到达1.6s左右时,动刀辊运动平衡,轴端所受力为自身的重力。由图6可知:动刀辊转动时,基本上满足动平衡的要求。

3 甩刀的有限元分析

甩刀是棉秆粉碎机具的关键部件。由于刀辊做高速转动n=1 800r/min,并在旋转过程中切割棉秆,所以甩刀切割作物时受到很大的冲击载荷。在工作条件下,对甩刀的强度、抗冲击性、疲劳强度以及可靠性等都有一定的要求。因此,对甩刀在工作状态下应力分的情况进行有限元分析,是甩刀设计过程中不可少的环节之一。

3.1 甩刀的有限元计算结果

已知粉碎单株棉秆所需剪切力为6.5～19.9MPa,可以将其做为参考。为增大安全性,并选取其上限19.9MPa为甩刀切割单株棉秆所受的力。对甩刀施加约束,并在刀刃上施加F=19.9×πr2≈1 000N 的载荷(式中r为棉秆半径),进行求解运算,分析结果如图7所示。

由图7可知,不同工况下的甩刀应力分布及所受的最大应力。由此可得,当甩刀同时切割两组棉秆时的甩刀所受应力最大,所以选择该种状况下甩刀所受得最大应力进行甩刀的强度校核。

在所受应力最大状况下,甩刀所受最大应力为

σmax=2.848×108N/m2

3.2 甩刀的应力分析结果

3.2.1 强度校核[σ]>σmax

式中 [σ]—材料的许用应力(N/m2);

σmax—实际计算出的最大应力(N/m2)。

3.2.2 计算结果

由上述应力计算结果可知,当同时切割两组棉秆时,甩刀上所受应力最大。为安全起见,以该情况下甩刀所受应力为甩刀应力校核的数据,校核过程及结果如下。根据实际计算的应力为σmax=2.848×108 N/m2,甩刀许用应力为[σ]=3.68×108 N/m2。可见,该机甩刀所受的最大应力 远小于材料的许用应力 。因此,甩刀有足够的稳定性和强度。

4 结论

利用Solidworks软件对机具进行了运动仿真,对其结构尺寸进行检验与修改。运用Solidworks中运动学及动力学处理方法,针对机具的机构动平衡进行了相关分析与校核,以便为机具的设计提供一定的分析方法及验证手段。

1) 通过对机具的整机装配及仿真运动,对整体结构及尺寸进行检查与验证,使设计趋于合理。

2) 以Solidworks分析软件为手段,在理论分析的基础上,通过运动学模拟及仿真,对甩刀排列不同的动刀辊进行动平衡测试,测试结果与理论分析基本符合,有助于为机具的设计与分析提供新的方法。

3) 根据实际运动状态,对甩刀进行有限元分析。经验证,甩刀满足秸秆粉碎使用要求。

此次运动仿真和有限元分析,没有考虑到实际工况中的风阻及物料对动刀辊的阻力,或变形、内应力、强度以及材料的内部缺陷等因素,导致计算的结果会有一定偏差。因此,以上的分析结果和建议仅仅为实际设计和制造提供辅助参考。

参考文献

[1]江洪,陆利锋,魏峥.Solidworks动画演示与运动分析实例解析[M].北京:机械工业出版社,2006.

[2]镇江农业机械学院.农业机械(下册)[M].北京:中国农业机械出版社,1980.