家庭农作物切片切碎机的设计

能耗 / kJ·kg － 1
1ห้องสมุดไป่ตู้
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1． 辊筒 2． 切碎刀 3． 刀附架 4． 刀固定块 图 4 家庭农作物切片切碎机辊筒刀示意图
3 性能试验结果与分析
电机采用 Y90L － 4 型号，其额定功率为 1． 5kW， 同步转速 n = 1 500r / min。选用红薯和玉米秆作为家 庭农作物切片切碎机性能试验材料。选取不同的电 机转速，共进行 5 种不同测试，每次试验物料为 1kg， 每种测试试验 5 次，取平均值，测定结果如表 1 所示。
2． 2 自动输送及自动调节部分 自动输送自动调节部分由自动输送和自动调节组
成，如图 3 所示。下辊筒皮带轮安 装 在 下 辊 筒 左 端， 下辊筒轴两端由轴承座 7、轴承座 4 定位，下辊筒右端 从左到右依次装有齿轮 2 以及链轮 3。在轴承座 7、轴 承座 4 的 4 个定位螺栓中，安装有支撑定位螺栓筒（4
3） 根据测定的切片切碎生产率，可以计算切片切 碎过程的能耗 ，即切 片 切 碎 单 位 质 量 红 薯 和 玉 米 秆 所 需的能量 。 结果表明 ，该 家 庭 农 作 物 切 片 切 碎 机 所 需 的能耗较低。
表 1 家庭农作物切片切碎机性能试验结果
物体厚度 / cm
切片效率 /%
切碎效率 /%
农作物秆的切碎机 也 存 在 一 些 缺 点 与 不 足 ，如 不 能 对
农作物进行自动输 送 、安 全 隐 患 极 大 及 不 能 在 同 一 台
装置里边实现切片和切碎等功能。
针对现有的农作 物 切 碎 机 存 在 的 不 足 ，本 文 提 出
一种家庭农作物切 片 切 碎 机 ，将 自 动 输 送 和 自 动 调 节
机 ，可 实 现 对 农 作 物 的 半 成 品 加 工 以 及 对 农 作 物 茎 秆 的 切 碎 。该 机 工 作 时 产 生 的 震 动 和 噪 音 小 、能 耗 少 、操 作 简
易 、安 全 高 效 。
关键词： 家庭农作物； 切片切碎机； 自动输送； 自动调节
中图分类号： S226． 8
文献标识码： A
类家 用 食 品 切 片 切 丝 切 碎 机，主 要 用 于 蔬 菜、水 果 等
方面的切碎及切片。目前，家庭养殖 业 比 较 盛 行，对
农作物半成品的需 求 量 较 多 ，而 对 于 家 庭 农 作 物 切 片
切碎的器械较少 ，特 别 是 针 对 红 薯 、木 薯 、山 薯 等 农 作
物的切片机更为 少 。 同 时 ，对 玉 米 秆 、木 薯 秆 、甘 蔗 等
收稿日期： 2014 － 03 － 24 基金项目： 国家级大学生创新创业训练计划项目（141059301） 作者简介： 覃海英（1972 － ） ，女 （ 壮 族） ，南 宁人，讲 师，工 程 硕士，（ E
－ mail） qinhaiying2007@ 163． com。 通讯作者： 徐亚茹（1988 － ） ，女，河南焦作人，硕士研究生，（ E － mail）
两个功能合二为一 ，来 实 现 对 农 作 物 的 半 成 品 加 工 以
及对农作物茎秆的 切 碎 ，对 推 动 家 庭 养 殖 业 的 发 展 有
积极作用。
1 整机结构及工作原理
家庭农作物 切 片 切 碎 机 主 要 由 电 机、传 动 部 分、 自动输送及自动调 节 装 置 、切 片 切 碎 辊 滚 筒 刀 等 部 分 组成，如图 1 所示。传动部分由主 动 轴、从 动 部 分 组 成。主动轴一方面通过减速器轴 2 皮带轮和皮带 3 把 电机提供的动力传 送 到 减 速 器 实 现 减 速 ，另 一 方 面 通 过一对锥齿轮实现动力换向。自动输送及自动调节 装置由自动输送部 分 和 自 动 调 节 部 分 组 成 ，通 过 皮 带
2015 年 3 月
农机化研究
第3 期
家庭农作物切片切碎机的设计
覃海英，徐亚茹，郑广平
（ 广西大学 机械工程学院，南宁 530004）
摘 要： 针 对 现 有 的 农 作 物 切 片 机 械 成 本 高 、耗 能 大 、功 能 单 一 等 问 题 ，开 发 设 计 了 一 款 家 庭 农 作 物 切 片 切 碎
个） ，支撑定位螺栓筒支撑上端机架。上辊筒两端安 装有一对内轴承、一对外轴承，链轮 2 安装在上辊筒 右端 。 内轴承外圈上 焊 接 有 铁 块 ，铁 块 上 一 定 距 离 有 右弹簧 、左弹簧 ，辅 助 调 节 螺 栓 ，辅 助 调 节 螺 栓 上 配 合 有辅助调节螺母。在机架前端（ 下辊筒前端处） 内侧 焊接有铁块，铁块上安装有固定刀。行星轮由齿轮 1 及链轮 4，通过自动调节行星轮系杆固定在某一位置。 齿轮 1 和齿轮 2 相啮合且链轮 4 和链轮 2 通过链条 2 链接。下辊筒最右端链轮 3 和链轮 1 通过链条 1 链 接，其中链轮 1 设置在输送带前辊筒最右端，输送带 前辊筒由轴承座 3 和轴承座 8 支撑定位。输送带后辊 筒由轴承座 9、轴承座 2 支撑定位，并由输送带连接。 输送带处设置有左挡块和右挡块。
21． 左挡块 22． 轴承座 3 23． 减速器轴 1 皮带轮 24． 下辊筒皮带轮 25． 轴承座 4 26． 固定刀 27． 轴承座 5 28． 辊筒刀 29． 轴承座 6 30． 行星轮系杆 31． 轴承座 7 32． 轴承座 8 33． 轴承座 9 34． 右挡块 35． 电机轴皮带轮 图 1 家庭农作物切片切碎机结构图
xuyaruxyr@ 126． com。
1． 皮带 1 2． 链轮 1 3． 链条 1 4． 齿轮 1 5． 链条 2 6． 辅助调节螺母 7． 右弹簧 8． 链轮 2 9． 链轮 3 10． 辊筒刀轴皮带轮 11． 皮带 2
12． 从动轴皮带轮 13． 齿轮 2 14． 轴承座 1 15． 主动轴 16． 电机轴 17． 电机 18． 电机轴皮带轮 19． 输送带后辊筒 20． 轴承座 2
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农机化研究
第3 期
切片切碎辊筒刀由圆辊筒和切碎刀组成。辊筒上 安装有 3 把同类的刀（同类切碎刀或者同类切片刀）， 且 3 把刀呈 120°安装。
2 关键部件的设计
2． 1 传动部分 由电机输出动力 ，电 机 轴 和 主 动 轴 通 过 皮 带 轮 连
接。减速器通过电机轴皮带轮、皮带 3 和减速器轴 2 及减速器轴 2 皮带轮连接。减速器轴 1、减速器轴 1 皮带轮、下辊筒皮带轮，通过皮带 1 连 接。动 力 轴 由 轴承座 1 支撑，主动轴末端连接有锥齿轮，并且和从 动轴上的锥齿轮相啮合，从动轴两端由轴承座 11、轴 承座 10 固定，锥齿轮安装在从动轴上，从动轴右端上 连接有皮带轮，并和滚筒刀轴皮带轮通过皮带 2 相连 接。
试验测试考核结果表明： 1） 随着红薯和玉米秆的直径大小瞬时变化，该机 可以实现动力传动 和 自 动 调 节 ，做 好 不 同 直 径 的 农 作 物的输送及喂入切片切碎的准备工作，自动喂入性能
4 结论
该家庭农作 物 切 片 切 碎 机 构 思 新 颖、结 构 紧 凑、 性能良好 、制造相 对 简 单 、自 动 输 送 及 运 转 平 稳 、操 作 安 全，能 够 根 据 农 作 物 直 径 的 大 小 实 现 自 动 调 节 ，可 较好地进行农作物的半成品加工以及对茎秆的切碎， 填补了目前市场上对农作物半成品加工的一机多用 器械研制的空缺 ，可 在 酒 楼 饭 店 、餐 馆 、家 庭 和 养 殖 场 等场合广泛推广和应用。
良好。 2） 对红薯进行切片，采用的是砍切方式，切片厚
度可根据需要进行 调 节 ，能 更 好 地 实 现 对 农 作 物 半 成 品的加工。对玉米秆进行切碎，采用 的 是 滑 切 方 式， 切碎长度平均在 4 ～ 8mm 内，有利于实现对农作物的 综合利用 。 该机实现 了 既 能 对 农 作 物 进 行 切 片 ，又 能 对农作物茎秆进行切碎的功能，换刀、维修方便。
DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.03.038
0 引言
文章编号： 1003 － 188X（2015）03 － 0154 － 03
可实现自动输送，行星轮（ 包括自动调节系杆、齿轮、 链轮） 传动和链轮传动可以实现自动调节。
目前，我国在 稻 秸、麦 秸 等 软 茎 秆 和 硬 秆 类 农 作 物切碎方面的研究已有较大的发展［1］。也 出 现 了 一
1． 内轴承 2． 左弹簧 3． 辅助调节螺栓 4． 上辊筒 5． 外轴承 6． 链轮 4 7． 支撑定位螺栓筒 8． 输送带前辊筒 9． 下辊筒 图 3 家庭农作物切片切碎机自动调节装置示意图
2． 3 辊筒刀切碎部分 如图 4 所示，辊筒刀由辊筒、切碎刀、刀固定块、刀
附架组成，并通过轴承座 6 和轴承座 5 支撑定位。辊 筒刀右端连接有滚筒刀轴皮带轮。把切碎刀和刀附 架拆下，直接换上切片刀，就可以进 行 切 片 工 作。切 片机采用全透明有机玻璃做外壳。切片机构包括刀 架和 刀 具，刀 具 安 装 在 刀 架 上，刀 架 位 于 物 料 出 口 槽 下方。切片切碎辊筒刀由圆滚筒和切碎刀（ 或者切片 刀，下面讲述切碎刀） 组成。辊筒内侧固定有 3 对刀 固定块，3 把切碎刀倾斜安装在刀固定块上。辊筒刀 由一对轴承座固 定 。 在 机 架 前 端 内 侧 焊 接 有 铁 块 ，铁 块上安装有固定刀，与辊筒刀相隔一定间隙。
辊筒刀上安装有 3 把同类的刀（ 同类切碎刀或者 同类切片刀） ，且 3 把刀呈 120° 安装在辊筒上。辊筒
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农机化研究
第3 期
切刀可以拆装，方便维修。切碎刀有 个 倾 斜 角 度，倾 斜角在 5° ～ 35°范围内，采用的是滑切方式，主要进行 农作物茎秆的切碎，切碎长度平均在 3 ～ 10mm 内，有 利于实现对农作物的综合利用。切片刀没有倾斜角 度，采 用 的 是 砍 切 方 式，主 要 是 对 红 薯、木 薯 等 的 切 碎 ，能更好地实现 对 农 作 物 半 成 品 的 加 工 。 辊 筒 刀 切 碎部分既能对农作 物 进 行 切 片 ，又 能 对 农 作 物 茎 秆 进 行切碎，能在一台器械实现两种不同的用途。
参考文献：
［1］ 宋慧芝，盛奎川，钱湘群． 农作物硬茎秆切碎机的设计研 制［J］． 浙江大学学报，2003，29（2） ：157 － 160．
Design of the Sliced Choppers for Family Crop
Qin Haiying，Xu Yaru，Zheng Guangping
自动输送自动调节部分利用行星轮实现自动调节 （ 自动调节范围在 10 ～ 100mm） ，使得该机的使用范围 得以大大的延伸。对某一类特定直径大小的农作物， 可以通过辅助调节螺母可进行手动调节（ 调节范围为 0 ～ 50mm） 。
1． 皮带 3 2． 减速器轴 2 皮带轮 3． 减速器轴 2 4． 减速器轴 1 5． 减速器 6． 轴承座 10 7． 从动轴 8． 主动轴锥齿轮 9． 从动轴锥齿轮 10． 轴承座 11 图 2 家庭农作物切片切碎机传动部分示意图
传动部分如图 2 所示。传动部分采用一轴两用方 式传 送 动 力，在 动 力 满 足 的 情 况 下，可 以 节 省 放 置 其 它零 件 的 空 间 以 及 减 少 电 机 数 ，使 得 结 构 紧 凑、成 本 降低 。 皮带自动输送 ，可 以 减 少 劳 动 强 度 和 减 少 伤 害 人员手指的可能性。
（ School of Mechanical Engineering，Guangxi University，Nanning 530004，China） Abstract： Based on the problems of high cost，energy consumption and single function，the designer developed and designed a sliced choppers for family crop，which could realize the functions of semi － processed for crops and chopped for crop stalks． The machine generated small vibration and noise，low energy consumption，and was easy operation，safe and efficient when it was working． Key words： family crop；sliced choppers； self － deferent； self － adjusting