随着农村产业结构的调整，畜牧业发展速度加快，牲畜生长所需饲草缺口很大，当前寻求饲料资源的主要目标是农作物秸秆。我国每年有2亿—3亿t农作物秸秆等被粉碎加工成饲料，加工量很大。农作物秸秆类等粗纤维质饲料含有多种维生素、蛋白质及微量元素，粗饲料容积较大，质地粗硬，对牲畜肠胃有一定刺激作用。对牲畜而言，这种刺激有利于其正常反刍，是饲养过程中不可缺少的一类饲料。青饲料的利用特点和营养价值高低主要取决于作物种类和生长时期。一般随着植物的成熟，茎叶迅速变硬变粗，利用价值也随之下降。因此，本文着重对青秸秆物料的加工给予研究。
在粗饲料生产过程中，需把秸秆牧草等粉碎，但又不能加工得过细。秸秆牧草等青饲料等含有较多水分，如果过度加工，产品将呈面团状或泥状。这样的粗饲料容易在牲畜胃内沉积，不但影响反刍和饲料的消化，还容易引起牲畜胃积食等疾病。
因此，研制一款适合于加工秸秆牧草等青饲料的专用加工设备，将为牛羊等养殖户或农场解决饲料来源问题，给其带来一定的经济效益，促进饲料加工业和养殖业的不断进步。
1、秸秆粉碎机现状分析及粉碎方式比较选择
当前，对物料进行粉碎主要有打击、揉搓、锯切和滚压等方式，为此应针对不同的物料则采用不同的粉碎方式，以提高粉碎效率及质量。
1.1锤片式粉碎机
秸秆类粗纤维青饲料一般径向尺寸比较大，在被粗切成小段后，如用锤片式粉碎机进行粉碎，由于尺寸较大，物料与锤片的接触面积较大，同时锤片棱角与物料的接触几率小，加之现今的市场上的锤片式粉碎机多为有筛粉碎机，含有水分较多的青秸秆物料极易造成筛孔阻塞，导致粉碎效果很差，因此不宜采用锤片式粉碎机。
1.2切碎机
切碎机的加工对象为瓜果等含纤维质较少的物料，对瓜果粉碎能取得较好的效果，但是对秸秆类粗纤维物料进行加工则粉碎效果很差，远远不能达到粉碎要求。加工过程中只是将粗纤维青饲料进行一次性切碎，不能达到饲喂要求或者化学处理等后续加工的要求。粗纤维青饲料粉碎机的研究还处于初级研究阶段，虽然在美国曾研制出一款秸秆粉碎桶，但还不够完善，只是对其进行了相关报道，技术资料也不可获得，加工对象也是干物料。
1.3揉搓滚压
揉搓滚压方式多用于颗粒物料及于粗纤维物料的加工。由于粗纤维青饲料含水量比一般干物料（含水量≤20%）高很多，很多微量元素也溶于水中，采用揉搓滚压加工方式会丢失很多水分，大量微量元素也将随之丢失，且容易加工成泥状，不能满足喂饲要求。
通过比较可得，要实现对粗纤维青饲料的粉碎，同时不丧失饲料的营养性，应多次锯切碎加工较好的加工方式，既能满足粉碎粒度要求，又极大地减少了营养成分的丢失。
2、粉碎机结构设计
2.1 主要设计要求
针对农村养殖户特别是大中型农场养殖人员的经济和生产使用条件，结合机械设计要点，该机的设计需满足以下要求：一是有较好的适应性，能加工多种物料，对秸秆类青物料粉碎效果好；二是结构简单，尺寸紧凑，占地少；三是使用与维护简便，安全可靠。
2.2总体结构
根据秸秆类物料的尺寸特点及现代粉碎理论，确定本机械主体为卧式结构，整体由进料口、切割器、粉碎室、排料口、机身及动力传动部分等机构组成。
2.2.1 进料和切碎器部分
结合秸秆等物料尺寸较大的特点，采取侧向进料方式，以方便进行人工进料操作。为了防止缠绕以及便于后续加工，对进入进料口的物料应进行初切。在人料口的下方安装有定刀，与转子上的两把动刀构成切割器，以滚刀的形式对物料进行初步切碎。
2.2.2粉碎室
粉碎室由齿板和转子组成。齿板分为上下两块，安装在机体内壁的圆周侧壁上；转子为锥形筒，锥形筒外表焊接有动刀片支架，其上装有4列动刀片。动刀片在转子支架上采用螺旋线排列。由于高速旋转的动刀片对秸秆类物料的锯切作用，完成了青物料秸秆的粉碎过程。
2.2.3排料部分
排料口位于机体下部的侧面，截面呈矩形，出料口采用调节插板来控制粉碎物料的粗细度。
2.2.4机体传动部分
机体由圆锥筒形壳体、机架以及机盖等组成。机体形状为锥形筒，采用沿轴线剖分为上下两部分，材料为普通用钢；机架采用普通角钢焊接而成，4只脚由地脚螺栓与地面固定。电动机采用Y系列三相电动机，安装在机架横拉杆上，通过传动带传送动力。
3、工作原理及特点
该机工作时，秸秆类物料从进料口径向进入机体后，受到安装在转子上端高速旋转的动刀配合定刀板所产生的剪切作用切成碎段，而后碎段物料进入锥形粉碎室；在高速回转的动刀片锯切作用下，使秸秆类物料得以不断切碎。由于动刀片呈螺旋状排列，对物料具有轴向推动和较强的搅动作用，将物料从进口经螺旋运动轨迹不断被切碎后从排料口排出，完成物料的粉碎加工过程。该机具有如下特点：
1)采用较大直径锥形筒转子，在满足粉碎工作线速度的情况下降低了噪音；
2)锥形筒转子上安装4列按螺旋线排列动刀组，以增加物料在粉碎室内受切割的次数以及运动的无序性，提高粉碎效果；
3)采用无筛形式，可以较大地提高生产率，降低电耗。
从工作原理及其结构特点分析，该粉碎机显著区别于传统粉碎机，提高了粉碎效率。
4、主要零部件参数确定及计算
4.1转子
转子由锥形筒、粉碎室动刀组和切碎器等组成。
4.1.1锥形筒
考虑粉碎工作线速度的要求，转筒设计成锥形筒，用螺栓固定在主轴上，内有加强筋板支撑。
由于实现秸秆物料的切割有速度要求，因而限定了锥形筒的直径。鉴于秸秆物料切割速度约为30m/s，该机选定的电动机同步转速为1500r/min。
4.1.2切碎器
切碎器安装在进料口处，由动刀和定刀板组成。动刀为安装在转筒端部上的直刃口（或者弧形刃口）刀片，材料采用65锰钢，两侧开刃，以便于磨刀和减少磨刀次数；定刀板固定在进料口处，其作用是与动刀配合共同完成对秸秆类物料切割。切碎器对物料实行滚动切割，达到对物料的初切碎作用。
物料的喂入速度，初次切碎的物料长度L-般为0.005 -0.015m为宜，取中间值L=0.0lm。
滚刀的数目k由L=60vl/kn求得。当k=l时，￡z0.\004m<0. 015m。可见，滚刀数目k=l为时已满足要求。但为保证切割平稳，转动平衡，以降低粉碎机的振动与噪音，取k=2。
滚刀采用矩形直刃口刀，由于刀片与秸秆等物料的滑切角下范围为200 - 600，为保证转筒转动过程中动定刀刃口之间的间隙变化在0.5 -1.0mm范围内，应尽量减少动刀刃口线与转动轴之间的夹角。因此，取较小的安装角，保证在切割中对物料有一定的滑切作用，从而减小切割功率损耗。同时，为了避免从人料口送来的茎秆端部和刀片背部发生剧烈摩擦而增加功耗，动刀刃口工作表面与刃口垂线间应有30 -50的倾斜角，其结构如图2所示。
4.1.3动刀组
刀片形状为盾形，双侧弧线刃口，结构如图3所示。其材料采用65锰钢，并进行相应的热处理，以增加耐磨性。
动刀组采用螺旋线对称排列，转动过程中增加物料运动的无序性，能加强对秸秆类物料的粉碎作用，其展开图如图4所示。
4.2齿板
齿板分为4片，均匀安装在机体内壁的圆周侧壁上，其作用是阻碍物料运动，降低物料在粉碎室内的运动速度，增强对物料搓擦和摩擦作用，这对于纤维多和韧性大的秸秆类物料粉碎效果十分显著。齿板采用铸铁制造，齿形为人字形，其表面激冷成白口，以增强耐磨性。
5、结论
1)青状秸秆粉碎机型可满足广大农户特别是农场对秸秆等青状纤维质类物料粉碎的加工要求，并可以作块状类物料切碎机使用。
2)该机采用分步加工程序，能很好地将秸秆类切断切碎，刀片拆卸和磨刀较方便。
3)粉碎室内刀片组按螺旋线排列，可满足粉碎秸秆类物料的要求。排料口设置插板能控制物料成品的粗细度，但其结构有待进一步优化。
4)该机结构紧凑，占地少，成本低，对推动秸秆类物料的加工利用有一定的现实意义。
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2、秸秆揉搓机
