0、引言
目前在市场上观察到的
铡草机主要有两大类：第一类是盘刀式铡草机，第二类是滚刀式铡草机。不管是哪一种类型，都不同程度的存在一些问题，能耗较大，生产效率不高，影响到铡草机的总体使用效果。但是铡草机的使用，确实解决了一些原本难以利用的农业纤维物料、灌木类饲用物料得以应用，大大提高了牲畜对物料的采食率、适口性和消化吸收率，尤其是铡切后进行青贮效果更为明显，质量有所提高，从而广开了饲料资源，为畜牧业的快速发展提供基础。
1、物料切碎的机理
物料的切碎是依靠外力的作用，克服固体物料内部的凝聚力而使物料断裂或破裂的一种过程。也就是将农业纤维物料通过上述方法切碎成具有一定长度的物料段。要想达到这一过程，可以通过对物料施加作用力压断，也可以采用对物料进行剪切的方法加以实现。
2、铡草机的基本情况
为了充分开发农业纤维物料，目前市场上出现了各种不同类型的铡草机，主要有如下两种形式。盘刀式铡草机，工作中利用圆弧形刀片对物料进行切割，然后依靠圆盘上的抛送叶片将切碎的物料沿抛送筒抛出机外，这种类型的铡草机多数应用在中大型的机型上，其主要特点是除切割物料作用以外，还可以进行物料的抛送。滚刀式铡草机，工作中利用矩形直刃、弧形刃刀片对物料进行切割，其特点是工作中无抛送装置，多数应用在中小型的机型上。由于切割方式与结构上的差异，盘刀式铡草机相对滚刀式铡草机在能耗上要大，工作中刀盘对空气有强烈的扰动，随之带来振动和噪音加大，但是切割性能比较好。而滚刀式铡草机结构比较紧凑，动刀磨刃特性和自磨刃特性较好，在大型青饲料收获机上多数采用滚刀式的切碎方式。目前使用的铡草机多数可以满足生产上的要求，但由于在设计当中缺乏对性能参数的优化，导致切割性能欠佳，生产效率不高，相对能耗较大。鉴于这种情况，有必要在现有基础上对铡草机进行一定的改进，全面提高切割性能。
9ZC-460型铡草机是内蒙古自治区科委创新引导资金项目的一部分，是内蒙古农业大学自主创新并得到广泛推广应用的机器，课题组于2008年研究并投入生产，经过几年的市场销售和用户使用，得到了用户青睐。但也反映出一定的问题。9ZC-460型铡草机是以滚刀式切碎器为主的一种机型（见图1），工作时上喂入辊2、下喂入辊3作方向相反的转动，物料1被拉入两辊之间被压紧送入，由滚筒5上的动刀片6配合定刀片4将其铡切成一定长度的碎段，用于牲畜直接饲喂、青贮或后续产品的生产�？墒窃谖锪锨兴榈墓讨胁煌潭却嬖谧乓恍┪侍�，影响到设备的使用性能与进一步推广和应用。
3、切碎器工作分析
根据研究分析，9ZC- 460型铡草机在作业过程当中物料是沿着动刀片垂直方向进入切碎区进行切割，是一种沿物料横向正切的切割方式(见图2.a)，开始时茎秆被刀刃挤压然后开始切割。由于作物茎秆特殊的纤维结构阻力，在切割时此力的大小与切割方向有关，也就是说：切割阻力和功耗与割刀相对茎秆的位置有关。据克拉马连科（Kramarenko）的测定，采用斜切及纵向歪切（见图2.b.c）切割阻力可以减少30-40%，功耗也可以降低很多，纵向歪切的阻力约降低60%。由此可见，9ZC-460型铡草机或目前许多使用的铡草机其切割方向都可以进行适当的改变，用于提高功效。
在铡草机研究的过程中，多数强调动刀的刃口曲线与切割滑切角、喂入口与动刀片回转中心相对位置关系的研究，而忽视了喂人物料层厚度对其切割的影响，尤其是切割阻力、能耗。下面分析物料进入喂入口动刀横向正切茎秆的过程，铡草机上的物料层是由长方形ABCD喂入口连续喂入的（见图3），随着旋转滚筒的转动，动刀片沿物料层开始进行切割，首先对喂入口左上侧的物料进行挤压切割，然后陆续由动刀将物料推向定刀底刃配合切割。从喂入口区域的整个切割过程分析，大致分力两个阶段：第一个阶段（开始阶段）物料受到动刀对它的挤压，完全依靠刀片刃口的锋利程度与惯性力作用将其压切断，相当于无支撑切割，切割速度对其影响比较大；第二阶段（终了阶段）物料受到动、定刀片的配合切割将其割断，相当于有支撑切割，切割速度在一定范围内对其影响不是太大。据上述分析，铡草机在工作过程中，引起生产效率不高，耗能较大的原因之一是由于大量物料在切割过程中属压切断，导致切割性能不佳。
4、铡草机的改进措施
在目前开发与推广应用的9ZC-460型铡草机基础上，针对上述分析结果，对铡草机的切碎器在结构上进行一定的改进，并在此基础上试验研究，为铡草机设计提供理论基础。
4.1喂入口方向
将9ZC-460型铡草机原喂料方向进行调整，使物料茎秆进入方向与动刀切割平面偏置一定的角度，产生斜切的效果，用于减少切割阻力，改善切割性能。
4.2定刀底刃形状
目前多数的铡草机底刃（定刀）采用的形状为矩形，即动刀切割平面沿矩形底刃垂直切割，是一种横向正切的方式。本研究将其改为图4的形状，作业中使物料延水平方向向上倾斜一定角度，产生纵向歪切的效果，提高切割性能。
4.3喂入口增设定刀
在9ZC-460型铡草机原喂入口中部（见图5>增加一把定刀片，使物料进入切碎室时分为上下两层，从而减少第一阶段物料切割层厚度，变部分无支撑切割转变成有支撑切割，有效提高物料的切割性能。
5、结论
通过分析研究，提出将目前铡草机横向正切物料改为斜切及纵向歪切，且在工作中存在两个作业段，意在探明切割规律，便于有针对性的进行理论研究。为高性能铡草机的设计提供基础，也为铡草机在生产上发挥更大作用创造条件。
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