滚筒式铡草机设计

文章编号： （ ）

基金项目：河南省科技攻关资助项目（ ）

作者简介：蔺公振（ ），男，教授

收稿日期： 滚筒式铡草机设计

蔺公振，姬江涛，貌建华，倪长安，刘师多

（洛阳工学院机设工程系，河南洛阳 ）

摘要：通过对 型滚筒式铡草机的设计研究，分析了滑切角、定刀配置高度、定刀刃角对铡草机性

能的影响，并对机构设计进行了探讨，试验结果为：动刀的螺旋角为 ；滚筒中心高于定刀 ；抛送风

机叶片线速度 ；开刃定刀比矩形定刀的功率消耗低 ；安全防护装置采用牙嵌式安全离合

器；研究结果对滚筒式铡草机的设计和应用具有一定的参考价值。

关键词：饲料切碎；功率；性能分析；机构综合

《中图法》分类号： 文献标识码：

图 型铡草机结构示意图

前言

我国具有丰富的农作物秸秆资源，每年生产的农作物秸秆约 亿吨，其中可作饲料的有 亿吨，它是我国广大农区饲养牲畜的主要饲料。我国目前农作物秸秆的利用率还很低，很多农民将收获后的农作物秸秆烧掉，既造成资源浪费又污染了环境。因此，不断开发饲草加工机械，提高农作物秸秆的利用率，对发展节粮效益型畜牧业具有

重要意义。

滚筒式铡草机在饲草加工机械

上广泛应用，滚筒式铡草机的动刀一

般采用螺旋式，它具有工作负荷均

匀、切碎质量好、机器振动小的特点。

但是，螺旋刀要求制造精度高，且滚

筒的抛送能力弱，一般需要配装专门

的抛送装置。

为了进一步提高滚筒式铡草机

的工作质量，我们研制了一种新型滚

筒式铡草机： 型铡草机，

对其结构设计、动定刀的配置关系、

抛送装置、超负荷安全保护装置等进

行了试验研究，以下对设计中的几

个技术问题及试验结果进行分析，供

有关设计人员参考。

总体方案与性能指标

该机由输送装置、喂入装置、切

碎滚筒、抛送装置、机架等组成（图

）

。输送装置采用链板式输送器；切碎滚筒安装四把螺旋动刀进行切碎

第 卷第 期

洛阳工学院学报 年 月

作业；喂入装置为棘齿式喂入辊，上喂入辊为浮动式，下喂入辊传动轴上安装有牙嵌式安全离合器，超负荷时离合器自动打滑切断喂入辊的动力传递。更换滚筒和下喂入辊传动轴上的齿轮，可改变喂入速比，实现切草长度的变更。

该机的生产率为 （麦桔、谷草）和 （青贮玉米秆）

；超长率 ；破节率 ；斜茬率 ；该机可实现 、 ， 和 四种切草长度；配套电机功率 ，电机转速 。

!动刀螺旋角的确定

采用螺旋动刀主要是使铡草机工作时有一个合理的滑切角，减少切碎物料时的剪切功率，同时延长每一把动刀的切割时间，使整个工作过程负荷均匀，减少机器的振动，提高切碎质量。我国目前螺旋

动刀的螺旋角一般取值范围为 ［ ］，滚筒式铡草机动刀的螺旋角与滑切角相等，螺旋角愈大滑切

速度愈大，切断物料愈省力。为满足动刀与定刀能稳定钳住茎秆实现切割，螺旋角不能超过极限钳住角。影响极限钳住角的主要因素为作物品种、茎秆含水率和动定刀的锋利程度。通过我们测定，动定刀锋利时，干谷草的极限钳住角为：有包叶时 ，无包叶时 ；干麦草的极限钳住角为：有包叶时 ，无包叶时 ；青贮玉米秆（含水率 ）的极限钳住角为：有包叶时

，

无包叶时 。当动定刀刃磨钝时，以上作物秸秆的极限钳住角一般减小 。由于我国目前生产的滚筒式铡草机一般以切碎干饲草为主，兼顾青饲草加工，所以动刀的螺旋角应以干饲草加工的极限钳住角进行设计。

通过对螺旋角为 、 、 和 的动刀进行了对比试验，

从综合性能分析，螺旋角取 较为合适，可兼顾干、青饲草的加工，超长率和破节率均可满足国家有关标准。

"定刀配置高度

铡草机工作时，物料由喂入辊压缩并夹持送入切碎滚筒，物料压缩后的厚度与生产率和物料的品种有关。压缩后的物料有一中间面，从理论分析，若滚筒轴中心的安装面刚好与物料的中间面重合，则中间面以上的物料切割时将首先被动刀向外推送，处于中间面的物料被动刀直接切割，而中间面以下的物料被动刀向内拉送，推拉物料的情况均等，切草平均长度较均匀。基于以上分析，定刀刃的位置高于物料的中心面时动刀对物料的推送作用大于拉送作用，定刀刃的位置低于物料的中心面线时动刀对物

料的拉送作用大于推送作用，这两种情况都会引起超长率和剪切功率上升［ ］。

由于影响超长率的因素很多，难于用纯理论分析方法解决定刀配置高度，因此我们进行了对比试验。定刀刃位于滚筒中心线以下为 、 、 和 四种情况，

切碎干饲草的生产率为 ，

试验结果表明，在以上情况下，定刀的最佳配置高度应为 ，此时的功率消耗低，综合性能指标最好［ ］。

#超负荷安全装置的设计

由于铡草机工作时均采用人工送料，喂入的不均匀性必然存在，易出现滚筒堵塞，造成机件损坏，因此，铡草机应有超负荷安全保护装置。目前，我国生产的大型铡草机都设置超负荷安全保护装置，型式一般为离合器及喂入辊反转装置，出现超负荷时，板动离合器手柄，停止喂入辊转动，再板动离合器手

柄使喂入辊反转，将堵塞物料退出［ ］。为简化机构，我国小型铡草机一般不设置安全保护装置，给用户

带来很大不便，若采用超负荷安全装置，多为安全保护键，当负荷达到某一值时，保护键会自动剪断，要重新更换新的保护键后才能开机工作，该方式费时费力，影响生产率的提高。

为了克服以上缺点，我们在喂入辊主动轴上设置了牙嵌式安全离合器，动力经牙嵌式安全离合器传给下喂入辊轴，喂入量超负荷时牙嵌离合器自动打滑，切断喂入辊的传动力，停止物料喂入。通过调节牙嵌式安全离合器的压紧弹簧可以改变其预紧力，确定超负荷安全保护力，对不同物料的切碎作业调节使用方便，机构制造成本低，便于用户使用。

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