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秸秆颗粒排放装置的结构与参数设计

作者:admin 发布时间:2020-10-26 09:27

  

摘要:秸秆颗粒排放装置是秸秆颗粒深埋机的关键机构之一。为满足作业要求,选用绞龙输送装置进行秸秆颗粒排放作业;通过计算和相应的试验,确定绞龙的相关参数和绞龙齿轮与限深轮齿轮的传动比,保证作业时秸秆颗粒排放的流畅性和高质量性。 
  关键词:秸秆颗粒;绞龙;结构;参数;设计 
  中图分类号:S224.21 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2015)04-0038-03 
  盐碱地改良的方法有很多,如直接用化学药品改良土壤、有机肥调节土壤酸碱性、种植牧草及有条件多灌溉等,但这些方法不同程度存在只适合小面积土壤、效果不是很好、成本高等问题。本文利用秸秆颗粒深埋机将压缩好的秸秆颗粒均匀地铺洒在苗带以下,这样可以减少因地表温度过高而由地下蒸发上升的盐碱成分,以有效降低其对作物苗的伤害,进而起到改良盐碱地的作用。具体的作业要求是:利用秸秆颗粒深埋机的深松开沟装置在苗带以下开出深300 mm、宽200 mm的沟槽,然后由传送、下料装置将料箱中的秸秆颗粒均匀铺洒在沟槽中,约为20 mm厚。 
  1 秸秆颗粒排放装置的选择 
  压缩的秸秆颗粒形状为圆柱形,长约20 mm,底面直径约5 mm。在料箱中,每个秸秆颗粒的放置形态不规则,常规的排肥装置很难将秸秆颗粒均匀排放。对于不规则颗粒物料的排放,不仅要考虑排放量、排放速率,同时还应考虑在排落过程中的堵塞问题,堵塞率是保证作业效率和作业效果的一项重要指标。绞龙输送机构(如图1所示)具备这样的功能,即在绞龙旋转时,绞龙螺纹间隙中会掉落秸秆颗粒,由于秸秆颗粒在料箱中放置状态的不规则性,使得绞龙的旋转运动带动料箱中的秸秆颗粒相对地产生振动,这样便有效地减小了排料口的阻塞率,保障了作业的流畅性与效果性。因此,拟选用绞龙输送机构来实现对秸秆颗粒的排放作业。 
  2 绞龙参数设计 
  秸秆颗粒排放装置所用的绞龙结构为圆柱形,等螺距,水平放置。其主要设计参数有外径D、轴径d和螺距S。绞龙的外径D可根据需要进行选择。轴径d的大小与多种因素有关,轴径太小会对传输不利,还会增加绞龙叶片的制造难度,而轴径太大则会显得结构不紧凑,一般推荐取d=(0.20~0.35)D。螺距S可以根据实际的生产效率来确定,在转速一定的条件下,一般来说,螺距越小、效率越低,但螺距增大到一定程度后效率便不会再随着螺距的增大而提高、反而会下降,因此,绞龙螺距的取值要根据具体要求来选择。 
  秸秆颗粒深埋机在利用绞龙进行秸秆颗粒输送的过程中,同时进行着两种运动,分别是沿着轴向的直线运动和绕着轴线的旋转运动。其速度分析如图2所示。 
  理想的输送速度为:v=nS/60。式中:n为绞龙的转动速度,r/min;S为绞龙螺距。 
  由于秸秆颗粒落在绞龙的螺旋叶片间时,会随着绞龙的转动而运动,因此,理论上会产生一个与螺旋叶片相垂直的速度v1:v1=vcosα=(nS/60)cosα。式中:α为螺旋升角(即轴向速度v与垂直叶片速度v1之间的夹角)。 
  当绞龙的外径和内径确定以后,合理的绞龙螺距值与绞龙所需传输的物料的摩擦系数大小有关。如果物料的摩擦系数较大,则可设计S  3 轴承链接传动参数设计 
  秸秆颗粒深埋机在作业时,限深轮随机具前行时的转动通过链条传动带动装料箱底部的绞龙转动,从而实现秸秆颗粒排放作业。由于要求单位时间内排放的秸秆颗粒较多,而绞龙自身参数受加工、安装等条件因素所限制,因此,初步设计通过改变传动比的方式来调节绞龙的转动速度,进而调节箱内秸秆颗粒的排放速度。 
  所以,要完成既定的作业要求,需要改变限深轮齿轮与绞龙外接齿轮的传动比。根据作业要求单位时间排料量与实际计算单位时间排料量的比较,初步设定限深轮齿轮与绞龙齿轮的传动比为4∶1、备用传动比为5∶1,即限深轮转动1圈时,绞龙转动4圈或5圈,这样可以弥补绞龙单位时间内传输秸秆颗粒量少、满足不了作业要求的不足。 
  4 结论 
  本文根据秸秆颗粒深埋机的作业要求,确定选用绞龙部件作为秸秆颗粒排放装置,完成秸秆颗粒排放作业。通过对作业要求及相关技术数据进行分析,得出:1) 绞龙的自身相关参数如外径、轴径、螺距等对秸秆颗粒排放效果的影响很大;2) 绞龙在传动轴承与限深轮传动轴承相应参数相同时,无法完成作业要求,采用改变传动比的方法针对这一不足进行改良。 
  在设计秸秆颗粒排放装置时,通过计算以及相关技术要求,确定绞龙部件的参数:内径30 mm,外径70 mm,螺距50 mm(如图3所示)。同时,根据单位时间要求秸秆颗粒排料量和传动比为1∶1的绞龙部件单位时间可排料量,确定绞龙传动轴承与限深轮传动轴承的传动比为1∶4或1∶5,从而保证作业时秸秆颗粒排放的流畅性和高质量性,以满足机具相关的作业要求。

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