河北雙天機(jī)械制造有限公司 閆躍玲 許佩靜 由雪輝 崔杰

前言

玉米秸稈是農(nóng)村最常見(jiàn)的作物秸稈，每年種植面積大，秸稈產(chǎn)量高但利用率不高。許多年來(lái)農(nóng)民將秸稈進(jìn)行就地焚燒處理。在田地里集中焚燒秸稈會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，地表中的微生物被燒死，腐殖質(zhì)、有機(jī)質(zhì)被礦化，改變了土壤的物理性狀從而導(dǎo)致土壤板結(jié)，破壞了地力，影響了農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成很嚴(yán)重的污染。國(guó)家現(xiàn)在已經(jīng)出臺(tái)了新的政策與規(guī)定，禁止焚燒秸稈并實(shí)行常態(tài)化管理，提倡對(duì)秸稈進(jìn)行還、離田處理，合理利用秸稈。秸稈利用途徑：一是用作牲畜飼料，二是用作能源原料，三是造紙、制作建筑和工程材料的原料等。在此形勢(shì)下，各種收集機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，收集起來(lái)的秸稈無(wú)論做牲畜飼料還是作能源原料均對(duì)秸稈含土量都有一定的要求。如若秸稈內(nèi)含土量大則需進(jìn)行篩土、除塵才能喂養(yǎng)牲畜或作為能源燃料供給電廠合理利用[1]。

此次設(shè)計(jì)的攪龍吹風(fēng)除塵裝置，與其它除塵裝置（裝有除塵筐、攪龍軸、風(fēng)機(jī)拋送等）比較，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，易安裝，易拆卸。在攪龍輸送秸稈過(guò)程中對(duì)秸稈進(jìn)行強(qiáng)制吹風(fēng)，形成類似篩土機(jī)的工作狀態(tài)，把秸稈中夾雜的塵土通過(guò)攪龍底殼上的孔排出，大大降低了輸送到拋送殼體內(nèi)的秸稈含土量。這樣收集起來(lái)的秸稈無(wú)需進(jìn)行專門篩土即可直接儲(chǔ)存，用于喂養(yǎng)牲畜或送往電廠做燃料。既降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了效率，又大大減少了篩土過(guò)程中粉塵對(duì)人身體健康的危害。

1 攪龍吹風(fēng)除塵裝置功用及特點(diǎn)

1.1 攪龍吹風(fēng)除塵裝置的功用

攪龍吹風(fēng)裝置是安裝在秸稈收集機(jī)上的一種除塵裝置。秸稈經(jīng)過(guò)刀軸粉碎、攪龍輸送、風(fēng)機(jī)拋送進(jìn)行收集。秸稈在攪龍輸送過(guò)程中，用吹風(fēng)裝置對(duì)秸稈進(jìn)行強(qiáng)制吹風(fēng)，加速秸稈中的塵土排出，降低進(jìn)入拋送殼體內(nèi)的秸稈含土量。這樣收集起來(lái)的秸稈可直接做飼料或生物燃料，降低了成本，提高了效率。

1.2 攪龍吹風(fēng)除塵裝置的特點(diǎn)

普通的秸稈收集機(jī)收集的秸稈含土量大，如果做喂養(yǎng)牲畜的飼料或電廠的生物燃料則需減少秸稈內(nèi)的含土量。這就需要用專門的篩土裝置進(jìn)行篩土或在收集機(jī)上安裝除塵裝置進(jìn)行除塵才能滿足其要求。目前國(guó)內(nèi)大部分收集機(jī)上裝的除塵裝置是把風(fēng)機(jī)吹出來(lái)的秸稈拋送到除塵筐內(nèi)，秸稈掉落到除塵攪龍殼體內(nèi)，通過(guò)攪龍輸送到除塵拋送殼體內(nèi)，再次由風(fēng)機(jī)拋出進(jìn)行收集。除塵過(guò)程復(fù)雜，而且容易堵塞，故障率較高，不易維修且生產(chǎn)成本高。

此處設(shè)計(jì)的攪龍吹風(fēng)除塵裝置除塵過(guò)程簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，易拆卸而且除塵效率高、除塵效果好。秸稈在攪龍的推動(dòng)及吹風(fēng)除塵裝置的吹動(dòng)下快速除塵，使秸稈收集機(jī)一次性完成秸稈粉碎、除塵、拋送、收集。

2 吹風(fēng)除塵裝置安裝形式及工作原理

2.1 安裝形式（圖1），傳動(dòng)方式（圖2）

圖1 安裝形式

圖1所示，吹風(fēng)除塵裝置兩端各有兩個(gè)固定耳，用螺栓將除塵裝置固定在收集機(jī)殼體上，攪龍軸上端的蓋板去掉除塵裝置出風(fēng)口位置，兩個(gè)出風(fēng)口分別對(duì)向前、后兩個(gè)攪龍。

圖2 傳動(dòng)方式

圖2顯示了整個(gè)除塵裝置安裝在收集機(jī)上的傳動(dòng)方式。采用了帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉、不需潤(rùn)滑以及緩沖吸震的特點(diǎn)。通過(guò)帶傳動(dòng)在后攪龍軸與吹風(fēng)裝置主要運(yùn)轉(zhuǎn)部件吹風(fēng)軸之間傳遞動(dòng)力，有耗能低的特點(diǎn)[2]。

2.2 吹風(fēng)除塵裝置工作原理

本次設(shè)計(jì)采用了通風(fēng)機(jī)的工作原理，吹風(fēng)筒的進(jìn)氣方式為雙側(cè)進(jìn)風(fēng)。攪龍軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)吹風(fēng)軸旋轉(zhuǎn)，吹風(fēng)軸各葉片之間的氣體也跟著旋轉(zhuǎn)，并在離心力的作用下甩出這些氣體，氣體流速增大。氣體在流動(dòng)中最終將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成速度能，通過(guò)排氣口排出。而在吹風(fēng)軸中間形成一定的負(fù)壓，由于入口成負(fù)壓，使外界氣體在大氣壓的作用下立即補(bǔ)入。在吹風(fēng)軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)作用下不斷排出和補(bǔ)入氣體，從而達(dá)到連續(xù)吹風(fēng)的目的。

秸稈經(jīng)粉碎刀軸粉碎沿殼體甩到前攪龍軸，再進(jìn)入后攪龍軸，由后攪龍軸進(jìn)行推送，同時(shí)吹風(fēng)軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風(fēng)進(jìn)入到攪龍底殼內(nèi)。秸稈在攪龍軸推送和強(qiáng)制風(fēng)的作用下，其中夾雜的塵土將由攪龍底殼上的孔排出,使推送到風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)的秸稈含土量降低。

3 攪龍吹風(fēng)除塵裝置結(jié)構(gòu)

3.1 攪龍吹風(fēng)裝置結(jié)構(gòu)介紹

正如圖3所示，整個(gè)攪龍吹風(fēng)除塵裝置由以上9個(gè)部件及有關(guān)連接標(biāo)準(zhǔn)件構(gòu)成。出風(fēng)口蓋板（6、8）為可拆卸件，收集機(jī)如在作業(yè)過(guò)程中秸稈堵塞到攪龍底殼內(nèi)，可拆掉蓋板通過(guò)蓋板下的空間把堵塞的秸稈進(jìn)行清理。從使用安全角度考慮在吹風(fēng)筒兩側(cè)壁外側(cè)分別裝有安全防護(hù)網(wǎng)（2），用防護(hù)網(wǎng)壓圈壓住，螺栓固定。吹風(fēng)軸兩端裝有外球面軸承，外球面軸承有很好的調(diào)心作用，減少吹風(fēng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中因兩端不同心造成裝置不平穩(wěn)，影響使用。整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但不失其作用，其中吹風(fēng)軸為整個(gè)裝置的核心部件。

圖3 除塵裝置結(jié)構(gòu)圖

圖4 吹風(fēng)軸總成

3.1.1 核心部件——吹風(fēng)軸的設(shè)計(jì)

吹風(fēng)軸側(cè)固定盤（圖5）在吹風(fēng)軸總成中位于軸兩端，在吹風(fēng)軸焊接時(shí)只與葉片相連，固定盤上的圓弧缺口弧度與葉片相同，中間為大孔，便于轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中外界氣流涌進(jìn)。

圖5 吹風(fēng)軸側(cè)固定盤

吹風(fēng)軸中間固定盤（圖6），中間孔與軸主體配合，固定盤上的圓弧缺口弧度與葉片相同。

圖6 吹風(fēng)軸中間固定盤

吹風(fēng)軸總成（圖4）中吹風(fēng)軸中間固定盤3個(gè)與軸主體焊接在一起，起支撐與加強(qiáng)的作用，吹風(fēng)軸側(cè)固定盤2個(gè)分別放在兩端，葉片插到固定盤上的圓弧缺口內(nèi)并焊接，兩端形成一個(gè)懸空的狀態(tài)。焊接時(shí)側(cè)固定盤上的圓弧缺口和中間固定盤圓弧缺口方向一致并成一線，以此保證葉片無(wú)歪斜，減少軸總成的不平衡量。葉片數(shù)量為6個(gè)，出口角β2A為43°屬于后向葉片，超載能力大，一般情況下后向葉片較前向葉片噪音低。葉片形狀為圓弧形，用模具成型[3]。

吹風(fēng)軸焊合后進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，不平衡量≤10g平衡品質(zhì)等級(jí)6.3mm/s，組裝后總成不再做平衡此裝置。工作狀態(tài)下無(wú)大的震動(dòng)和噪音。

4 總結(jié)

攪龍吹風(fēng)除塵裝置以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到較理想的除塵效果，它的產(chǎn)生將對(duì)其它結(jié)構(gòu)的除塵裝置和專門對(duì)秸稈篩土的設(shè)備造成一定的影響，將是秸稈收集機(jī)配裝的除塵裝置中不錯(cuò)的一種。