張 亮 黨凱鋒 楊 震 曹希凡 張鵬霞

（陜西省農(nóng)業(yè)機械研究所 陜西咸陽 712000）

1 前言

農(nóng)業(yè)廢棄物是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品加工、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)村居民生活排放的廢棄物的總稱。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品加工中的廢棄物，比如農(nóng)作物秸稈、種子外殼等均是十分寶貴的資源，除了用于燃燒發(fā)電外，還可作為飼料、基質(zhì)等參與畜牧養(yǎng)殖和種植業(yè)生產(chǎn)，這也是目前農(nóng)業(yè)廢棄物利用占比最大的一部分。利用農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)蘑菇基質(zhì)也是一種很好的應(yīng)用途徑。而在使用環(huán)節(jié)中，先進的設(shè)備給農(nóng)業(yè)廢棄物的再利用提供了技術(shù)支撐。筆者對市場現(xiàn)有的兩種食用菌基質(zhì)加工設(shè)備進行了改進，開發(fā)出行走攤鋪式混料設(shè)備和蘑菇基質(zhì)裝袋設(shè)備，能夠提升混料效果、裝袋質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，節(jié)省人力。

2 行走攤鋪式混料設(shè)備原理

市場現(xiàn)有的行走式蘑菇基質(zhì)攪拌機比較先進，具有較高的生產(chǎn)效率，但是結(jié)構(gòu)設(shè)計過于簡單，僅僅是在攪拌輥軸上焊接固定的攪拌桿，這種固定撥輪的攪拌效率低，拌料的均勻性也比較差。本設(shè)計著重對攪拌機構(gòu)進行了改進，參考了碎草機的活動鉸鏈?zhǔn)焦ぷ髟?，攪拌機采用活動鉸鏈?zhǔn)叫D(zhuǎn)混料撥輪結(jié)構(gòu)，使得物料在混合過程中處于三維空間內(nèi)的復(fù)合螺旋運動，然后沿著切線方向拋出。其與原有固定撥輪的工作原理相比，攪拌過程物料混合更均勻，更加簡單高效（圖1）。

圖1 活動鉸鏈?zhǔn)脚c固定撥輪混料工作原理比較

2.1 混料機結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖2 行走攤鋪式均勻混料機樣機

行走攤鋪式均勻混料設(shè)備外形結(jié)構(gòu)如圖2所示，該機由行走系統(tǒng)、鉸鏈?zhǔn)綌嚢铏C構(gòu)、出料口擋板、側(cè)方擋板、動力系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)的離合裝置、動力系統(tǒng)組成。采用汽油機為動力，主甩輪采用鉸鏈?zhǔn)綌嚢铏C構(gòu)。主傳動、副傳動、自走離合機構(gòu)都集中在一臺特殊設(shè)計的減速機構(gòu)上?；竟ぷ髟恚浩蜋C動力分為兩部分，分別分配給行走系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)，這兩個系統(tǒng)分別有兩個離合器控制動力的連接和斷開；原料就地堆積好后，機器通過堆放物料一側(cè)，物料在通過鉸鏈攪輪的攪拌后拋出出料口，在空間內(nèi)實現(xiàn)多次混合。

3 蘑菇基質(zhì)裝袋設(shè)備工作原理

現(xiàn)有裝袋機多為間歇性送料裝袋，缺少控制部分，出料口徑單一，缺乏通用性。本設(shè)備重點進行電氣控制部分的提升，在喂料裝置、送料結(jié)構(gòu)上進行了改進，使菌袋的裝填量和松緊度可控，減少人工操作，增加通用性。

圖3 工作原理

該機由托架、主軸、喂料斗、送料裝袋機構(gòu)、電器部分和自動限位滑動導(dǎo)軌等組成，如圖3所示。原料從料斗進入，料斗底部的攪拌裝置使原料進一步混合均勻并喂入螺旋輸送器，輸送器將原料經(jīng)由輸料管輸入托架上的塑料袋中。塑料袋的端頭在托架上隨著原料的裝填順著導(dǎo)軌向一側(cè)移動，直至設(shè)定的長度時在把手位置被擋住。這時托架自動從導(dǎo)軌上落下，離合裝置脫開，螺旋輸送器停止送料。在托架和導(dǎo)軌間有彈簧，在裝填過程中袋內(nèi)原料在彈簧的作用力下被壓實。取下已裝滿的菌袋，換上空菌袋，向下推動手把，托架即自動歸位，即開始下一個工作周期。

3.1 喂料斗設(shè)計

上料斗以摩擦學(xué)為設(shè)計原理，以原料能順利落入為前提，攪拌裝置設(shè)計以能將原料持續(xù)喂入而不產(chǎn)生結(jié)拱為原則，結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 喂料斗

3.2 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計

導(dǎo)軌除了為菌袋提供支撐外，另外一個作用是控制離合器的結(jié)合與分離（如圖5）。當(dāng)導(dǎo)軌處在最右端a處時，離合器合上，螺旋輸送器工作，此時進行裝袋作業(yè)；當(dāng)行進到b處時，菌袋裝滿，內(nèi)滑桿順勢下移，離合器分開；等空的菌袋套好后，導(dǎo)軌內(nèi)滑桿則從下面復(fù)位，即可開始下一個工作循環(huán)。

裝料為連續(xù)供料，托架下方裝有滾輪，沿導(dǎo)軌順著輸送管平行移動，在彈簧力的作用下，菌袋受端部彈力和內(nèi)部螺旋輸送器輸送力的作用，從兩端使物料內(nèi)部壓緊，使物料緊實，以達到工藝要求。當(dāng)菌袋一端達到預(yù)設(shè)長度時，內(nèi)滑桿會自動從軌道落下，帶動離合器分離，螺旋輸送器停止送料。使每一次裝填的菌袋長度一致，緊實度一致，自動完成裝袋作業(yè)。

3.3 送料裝袋機構(gòu)設(shè)計

送料裝袋機結(jié)構(gòu)由螺旋輸送器和裝袋套筒組成，可以實現(xiàn)連續(xù)供料，提升工作效率。裝袋套筒根據(jù)種植不同的工藝需要，設(shè)計成可更換式。本次設(shè)計3種套筒口徑，分別為120mm、170mm、220mm，3種套筒的筒口法蘭通用，生產(chǎn)中可實現(xiàn)自由切換。

圖5 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)圖

圖6 螺旋輸送器