0、引言
近年来，我国畜牧业发展迅猛，但是饲料不足成为制约畜牧业进步发展的突出问题。我国作为农业大国，秸秆资源十分丰富，据资料统计，我国的农作物秸秆总产量达7亿t。秸秆作为饲料的比重大约为24%。秸秆类粗饲料质地粗硬、咀嚼费力、适口性差，直接饲喂牲畜，其采食浪费量大，消化利用率低。秸秆经过切断、粉碎、揉搓丝化后，加大了反刍动物瘤胃内微生物与草的接触面积，有利于降解发酵，从而提高秸秆消化利用率，提高了饲料的适口性。而秸秆青贮主要是利用青贮原料上所附着的乳酸菌等生物的生命活动，通过厌氧呼吸过程将青贮原料中的碳水化合物变成有机酸．抑制有害细菌及霉菌的生长、活动，使青贮原料得以保存起来。经过青贮的玉米秸秆柔软、气味醇香，牲畜采食适口性好、采食率高，和干玉米秸秆饲喂育相比，增重效果明显。同时便于贮运，克服了秋冬季节饲草匮乏的困扰，是农业秸秆绿色综合利用开发的一条有效途径。
目前国内新疆、内蒙古、黑龙江、辽宁、河南、山东等地的揉碎机系列和型号很多，如9R-40、9RS-700、9RFQ-34、93RJ-40、9RC-430、93RQ-40等。揉碎机的锤片末端线速度为40～60m/s．度电产量为80～136 kg/kW-h(玉米秸秆)，转子直径为340～600mm，转子转速为1800～2960r/min。主要存在以下问题：(1)功率消耗较高，折合到小时产量的生产率为500～2500kg/h，生产率偏低，不能够适应现代畜牧养殖需要；(2)工作时堵塞现象时有发生；(3)揉碎质量较差。
为了更好地适应畜牧养殖业的发展，研究开发了一种大型高效的青贮秸秆铡切揉丝机，转子转速为500r/min，转子直径1600mm，锤片末端线速度为42m/s，度电产量大于260kg/kW·h（鲜玉米秸秆），采用铡揉、输料双动力结构方式，对青贮秸秆进行铡切揉丝加工，提高了青贮饲料揉丝加工的作业效率，降低了生产成本，青贮饲料揉丝效果良好。
1、系统结构
1.1总体构成及工作过程
92-30大型青贮铡切揉丝机由喂入装置、铡切装置、抛送装置、传动装置、行走装置、防护装置和机架等部分组成，主要用于铡切青玉米秸秆、稻草等农作物秸秆（图1），其工作过程为：设备正常启动运转后，由人工将青贮秸秆放人喂人装置中，青贮秸秆在喂人装置的链条及压辊带动下进入铡切口，铡切装置将青贮秸秆铡切，在铡切腔内锤片以及齿板的作用下，对秸秆进行揉搓，揉丝后的青贮料由抛送装置抛送至储料处。
1.2主要工作部件的配置关系
1.2.1喂入装置
喂入装置由链板式输送器、压草辊和上、下喂入辊等部件组成。链板式输送器用链条传动，以保证喂入量均匀连续，其传动链轮装在下喂入辊轴上，被动链轮装在输送器的主动轴上。
1.2.2切碎装置
铡草机喂入口设置切碎装置，先将物料铡切成段，再送入粉碎抛送室。切碎装置由刀盘主轴、大皮带轮、齿轮箱、动刀架、动刀片、定刀片等组成。
1.2.3抛送装置
抛送装置包括固定在动刀架上的抛送叶板、输送管道和方向器等，切碎段经叶板的抛送以较高的速度沿切碎装置外壳切线方向进入输送管道中，在上升气流的作用下继续将切碎段向上输送，经方向器改向落至指定处。
1.2.4传动系统
传动系统采用双动力结构，主电机用于铡揉和抛送作业，从电机主要用于输送、喂料作业。主电机通过皮带传动带动主轴。从电机通过联轴器与齿轮箱输入轴连接，在齿轮箱输入轴通过齿轮传动输出为两个输出轴，两个输出轴运转方向相反，通过万向节带动上下喂人辊轴。
1.2.5揉丝装置
揉丝装置主要将铡切后的青贮料进行揉搓，使青贮饲料中的硬节、秆芯以及籽粒在揉搓作用下破碎均匀、成条成丝。主要包括锤片、转轴、挡圈、揉丝架等组成。揉丝装置安装在刀架上，锤片随着刀架在主轴的带动下进行公转，并对铡切后的青贮料进行揉打，同时沿转轴自转。
2、传动设计及主轴强度分析
2.1拟定传动方案
本项目所研究的铡草机采用双电机方案，主电机用来提供铡切动力，喂料电机用于提供输送及喂料动力（动力参数见表1）。
根据结构布置以及铡切作业的冲击性等要求，铡切动力采用V带传动方案。而喂料动力采用电机直连减速机，并通过齿轮箱、链条将动力分配给物料输送、物料镇压、强制输料等机构（如图3所示）。双电机方案避免了单电机方案物料堵塞时不易清理物料的弊端，同时利用正反转电气控制系统易操作性，还避免了单电机方案的变速、离合箱结构复杂、加工困难、故障率高等问题。
通过上述的设计计算以及有限元分析计算，主轴的强度、刚度、变形等都完全满足设计要求，并有足够的安全余量，在设计功率的条件下，设备具有较高稳定性和安全性，满足设计产量下的负荷要求。
3、测试试验
92-30大型青贮铡切揉丝机由山东省泰安市农业机械科学研究所研制，在肥城市仪阳镇进行了产品试验。
3.1试验条件
试验材料选用去除籽粒的青玉米秸秆，平均长度为2200mm，秸秆平均直径为22mm，秸秆平均含水率为64.9%，按照国家行业标准《JB/T9707-2013铡草机》的要求，对整机及铡切后的青贮料进行了测定。
3.2试验数据及结果
测试数据如表2所示。测试结果表明：样机完全满足设计要求，同时达到了行业标准的要求，适用于青贮饲料的加工，生产的青贮饲料均匀，揉丝破节率大于84.5%。
4、结论
通过对92-30大型青贮铡切揉丝机的研究和设计，创新设计了喂人物料防堵塞控制系统，实现了喂人物料发生堵塞时喂人机构自动停止运转，并通过反转吐料，在最短时间内解决物料堵塞问题，减轻了劳动强度，提高了铡切效率；采用了双动力装置，既满足铡草作业时对动力分配的要求，又简化了结构，保证了作业效果。经过性能测试和用户实际使用，均优于行业标准，整机设计紧凑、可靠、操作方便、铡切效率高、揉丝效果好，极大地满足了畜牧养殖特别是反刍类动物饲养的需要。
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