劉佳杰，馬蘭，向偉，顏波，文慶華，呂江南

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類(lèi)研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410205）

畜牧業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系的重要組成部分。近年來(lái)，我國(guó)畜牧業(yè)快速發(fā)展，飼料原料缺口持續(xù)加大。目前，我國(guó)所需的能量飼料和蛋白質(zhì)飼料均有較大缺口，蛋白飼料短缺和飼料用糧的持續(xù)增加，對(duì)我國(guó)人口口糧安全及畜牧業(yè)的發(fā)展構(gòu)成巨大威脅［1］。青貯飼料是一種優(yōu)質(zhì)的飼料資源，其具有口感好、易消化、營(yíng)養(yǎng)豐富、耐儲(chǔ)藏等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于減少大豆、玉米和小麥等飼料糧用量、發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)、促進(jìn)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)良性循環(huán)發(fā)展具有重要意義［2］。

麻類(lèi)作物特別是飼用苧麻，生物產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)豐富，是一種優(yōu)質(zhì)青貯飼料原料［3－5］。麻類(lèi)作物在加工過(guò)程中無(wú)專(zhuān)用切碎設(shè)備，使用現(xiàn)有市場(chǎng)上青貯玉米、牧草等切碎機(jī)械來(lái)加工麻類(lèi)作物，切碎裝置刀具易被麻纖維所纏繞，造成加工中斷，甚至電機(jī)損壞，影響加工的效率與質(zhì)量。同時(shí)，不同的青貯原料由于其莖稈自身物理特性的差異，所需切碎刀具的形式也存在差異，不同切碎方式對(duì)青貯飼料品質(zhì)也有影響［6－8］。因此有必要研制一種專(zhuān)用的麻類(lèi)作物青貯切碎機(jī)械，以提升麻類(lèi)作物切碎加工效率與加工水平，推動(dòng)麻類(lèi)作物飼料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。93QS－5.0型切碎機(jī)是在此背景下，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類(lèi)研究所研制的一種專(zhuān)用于麻類(lèi)青飼料的切碎機(jī)。

1 切碎機(jī)結(jié)構(gòu)組成及主要技術(shù)參數(shù)

93QS－5.0型麻類(lèi)青飼料切碎機(jī)主要包含喂入裝置、撥送裝置、夾持裝置、切碎裝置、輸出裝置、行走裝置、機(jī)架、機(jī)罩、機(jī)架側(cè)板、傳動(dòng)系統(tǒng)、防纏繞裝置等部分。如圖1所示。

圖1 93QS－5.0麻類(lèi)青飼料切碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 93QS－5.0 bast fiber crop green feed chopper structure diagram

工作中，機(jī)器各裝置在電機(jī)的帶動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)，原料經(jīng)喂入裝置輸送到切碎室的內(nèi)部，再經(jīng)過(guò)撥送裝置、夾持裝置后，在切碎輥筒的作用下，將原料切碎成特定長(zhǎng)度碎段，最后輸送出裝置。輸出的物料可直接用于喂養(yǎng)或用作青貯飼料的原料等。參考現(xiàn)有青飼料切碎機(jī)有關(guān)設(shè)計(jì)及基于飼用苧麻切碎加工基本現(xiàn)狀，確定了93QS－5.0型麻類(lèi)青飼料切碎機(jī)主要技術(shù)參數(shù)，具體見(jiàn)表1。

表1 93QS－5.0型麻類(lèi)青飼料切碎機(jī)主要技術(shù)參數(shù)Table 1 Main technical parameters of 93QS－5.0 bast fiber crop green feed chopper

2 主要工作部件設(shè)計(jì)

2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該切碎機(jī)僅配置一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，要實(shí)現(xiàn)喂入裝置、撥送裝置、夾持裝置、切碎裝置及輸出裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要。本機(jī)器的總體傳動(dòng)方案為：三相異步電動(dòng)機(jī)輸出軸端安裝有主動(dòng)皮帶輪P1，皮帶輪P1通過(guò)三角皮帶傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞給中間軸Z6上的從動(dòng)皮帶輪P2；中間軸Z6上的主動(dòng)輪P5將動(dòng)力傳遞給切碎輥筒軸Z5上的從動(dòng)皮帶輪P6，同時(shí)中間軸Z6上的主動(dòng)輪P3將動(dòng)力傳遞給撥送裝置上壓輥從動(dòng)皮帶輪P4；撥送裝置上壓輥通過(guò)齒輪C2將動(dòng)力傳遞給撥送裝置下壓輥齒輪C1，撥送裝置下壓輥上鏈輪L3將動(dòng)力傳遞給夾持裝置下壓輥鏈輪L4，同時(shí)撥送裝置上壓輥通過(guò)鏈輪L1將動(dòng)力傳遞給夾持裝置上壓輥鏈輪L2；夾持裝置下壓輥鏈輪L5將動(dòng)力傳遞給喂入裝置軸Z7上的鏈輪L6；中間軸Z6通過(guò)齒輪C3將動(dòng)力傳遞給中間軸Z9上齒輪C4，中間軸Z9通過(guò)鏈輪L7將動(dòng)力傳遞給輸出裝置鏈輪L8。

圖2 93QS－5.0麻類(lèi)青飼料切碎機(jī)傳動(dòng)示意圖Fig.2 93QS－5.0 bast fiber crop green feed chopper transmission schematic

2.2 防纖維纏繞試驗(yàn)研究

切碎機(jī)工作中故障的發(fā)生，多是由麻纖維纏繞滾筒所引起的。當(dāng)滾筒發(fā)生纏麻時(shí)，隨著滾筒的旋轉(zhuǎn)，纖維會(huì)逐漸將滾筒表面緊緊包圍，形成纖維的環(huán)狀物，如未能及時(shí)清理，其會(huì)向滾筒的兩端竄動(dòng)，最后纏繞到滾筒軸，甚至鉆進(jìn)軸承里，引起強(qiáng)烈的摩擦，致使機(jī)器不能正常工作，因此發(fā)生纏麻時(shí)必須及時(shí)停機(jī)清理。纏麻不但影響機(jī)器正常工作，還會(huì)降低機(jī)器生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。通過(guò)理論分析與試驗(yàn)研究，得出滾筒纏麻的產(chǎn)生主要與滾筒轉(zhuǎn)速、大小及滾筒的齒形結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。本試驗(yàn)采用的物料為苧麻品種“中苧1號(hào)”，設(shè)計(jì)對(duì)同一滾筒以7組（200、400、500、600、700、800、900 r／min）轉(zhuǎn)速運(yùn)行，以滾筒的纏麻次數(shù)占喂麻次數(shù)的百分比為評(píng)價(jià)指標(biāo)。由表2可知，不同轉(zhuǎn)速下，相對(duì)應(yīng)的滾筒纏麻次數(shù)占喂麻次數(shù)的百分比分別為2.6%、4.6%、6.7%、7.3%、10.7%、14.7%、18.0%，說(shuō)明隨著滾筒轉(zhuǎn)速的增加，纏麻的次數(shù)顯著增加。當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)速恒定為200 r／min時(shí)，對(duì)3種不同直徑滾筒（100、200、300 mm）進(jìn)行纏麻試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，不同滾筒直徑下，相對(duì)應(yīng)的滾筒纏麻次數(shù)占喂麻次數(shù)的百分比分別為6.4%、2.6%及0.7%，說(shuō)明隨著滾筒直徑增大，纏麻次數(shù)明顯減少。當(dāng)夾持滾筒的轉(zhuǎn)速為200 r／min、直徑為300 mm時(shí)，滾筒纏麻現(xiàn)象發(fā)生最少。但為了防止?jié)L筒之間的苧麻纖維向兩端竄出而纏繞滾筒軸與軸承座，專(zhuān)門(mén)對(duì)機(jī)器內(nèi)部各旋轉(zhuǎn)滾筒的兩端位置做了防纖維纏繞設(shè)計(jì)。

表2 不同轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒纏麻的影響Table 2 The influence of different rotation speeds on roller winding

表3 不同滾筒直徑對(duì)滾筒纏麻影響Table 3 The influence of different diameters on roller winding

2.3 撥送裝置與夾持裝置

綜合考慮功能效果、機(jī)構(gòu)重量及加工成本，將滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成由法蘭盤(pán)、鋼管與齒條組成。齒條均勻焊接在鋼管的圓周向表面，法蘭盤(pán)與鋼管定位后通過(guò)焊接形式固定在鋼管的兩端位置。滾筒表面安裝不同的齒條會(huì)有不同的效果：撥送裝置中，上撥送輥的齒條為直齒條，下?lián)芩洼伒凝X條為三角形齒，撥送效果好；夾持裝置中，上夾持輥為三角形齒，下夾持輥為等腰梯形齒，夾持效果好。撥送裝置的上、下滾筒與夾持裝置的上、下滾筒的法蘭盤(pán)盤(pán)片交錯(cuò)配合，其軸向間隙為2～3 mm，盤(pán)厚度為2～3 mm；上、下?lián)芩团c夾持滾筒法蘭盤(pán)盤(pán)面上分別設(shè)計(jì)有切片，間隙為0.5 mm。在正常工作時(shí)，上、下法蘭盤(pán)的盤(pán)片為雙動(dòng)刀結(jié)構(gòu)，隨滾筒做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；法蘭盤(pán)盤(pán)面上的切片也為雙動(dòng)刀結(jié)構(gòu)，隨滾筒做圓周運(yùn)動(dòng)。由于其旋轉(zhuǎn)方向相反，相對(duì)速度較高，工作時(shí)可以對(duì)跑偏的物料進(jìn)行切割，起到防止?jié)L筒之間的纖維向兩端竄出纏繞滾筒軸與軸承座的作用。

圖3 撥送裝置結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Structure diagram of dialing device

圖4 夾持裝置結(jié)構(gòu)圖Fig.4 Structure diagram of clamping device

2.4 間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

在實(shí)際生產(chǎn)中，切碎機(jī)往往會(huì)出現(xiàn)堵料的現(xiàn)象或者切碎長(zhǎng)度不均勻，這主要是因?yàn)閵A持滾筒之間的間隙是固定的，當(dāng)喂入物料量比較大時(shí)，上下滾筒之間的間隙過(guò)小，物料通過(guò)阻力增大，從而出現(xiàn)堵料現(xiàn)象；當(dāng)喂入物料量過(guò)小時(shí)，夾持裝置上、下滾筒的間隙過(guò)大，無(wú)法對(duì)物料形成有效的夾持，此時(shí)進(jìn)行切割物料會(huì)打滑，從而出現(xiàn)切碎長(zhǎng)度不均勻的問(wèn)題。這兩種情況的出現(xiàn)均影響切碎機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。為了實(shí)現(xiàn)上下滾筒之間的寬范圍間隙調(diào)節(jié)及解決浮動(dòng)滾筒的動(dòng)力傳輸不因其位置變化而受影響這一技術(shù)難題，本裝置設(shè)計(jì)了行星輪間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)主要包含以下部件：圓弧形槽、浮動(dòng)臂、定軸、特制軸承座（見(jiàn)圖5）。其工作原理是將上滾筒設(shè)計(jì)為浮動(dòng)滾筒，下輥固定安裝不動(dòng)，上滾筒所在軸安裝特制軸承座與浮動(dòng)臂，浮動(dòng)臂的另一端與定軸相連接。工作時(shí)，特制軸承座可以保證浮動(dòng)滾筒所在軸的正常轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)其自身可以在圓弧形滑槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。浮動(dòng)滾筒的傳動(dòng)方式設(shè)計(jì)為鏈傳動(dòng)，搖臂的臂長(zhǎng)與圓弧形滑槽半徑相等，可以使動(dòng)力傳輸時(shí)兩鏈輪之間的中心距時(shí)刻保持不變，從而保證動(dòng)力傳輸?shù)钠椒€(wěn)性。同時(shí)特制軸承座的底端設(shè)有吊環(huán)并裝有彈簧，當(dāng)物料大量進(jìn)入時(shí)，間隙調(diào)節(jié)裝置工作，特制軸承座沿著圓弧形滑槽運(yùn)動(dòng)，彈簧處于拉升狀態(tài)，彈簧的拉力平衡了物料對(duì)滾筒的擠壓力，使承座的受力方向變化更小、運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)、響應(yīng)更迅速。

圖5 行星輪間隙調(diào)節(jié)裝置Fig.5 Planetary gear gap adjustment device

圖6 間隙調(diào)節(jié)裝置可調(diào)節(jié)高度分析Fig.6 Analysis of adjustable height of gap adjustment device

夾持裝置間隙調(diào)節(jié)高度可通過(guò)公式（1）計(jì)算：

式中：

R—轉(zhuǎn)動(dòng)臂的長(zhǎng)度，mm；

θ—圓弧滑槽的圓心角；

H—最大可調(diào)節(jié)間隙，mm。

分析公式（1）可以得出，間隙調(diào)節(jié)裝置的高度是由側(cè)板上圓弧長(zhǎng)度及固定軸與浮動(dòng)軸之間的距離決定的。理論上只要側(cè)板的強(qiáng)度足夠，可以通過(guò)增加圓弧長(zhǎng)度，即增大θ，獲得更大的間隙調(diào)節(jié)范圍。而固定軸與浮動(dòng)軸的距離通常要兼顧到整機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸布局。考慮本機(jī)功率，設(shè)計(jì)最大可調(diào)節(jié)間隙H為50 mm，轉(zhuǎn)動(dòng)臂的長(zhǎng)度R為229 mm，則根據(jù)式（1）計(jì)算圓弧滑槽圓心角θ為12.09°。

2.5 切碎器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)確定

切碎裝置是切碎器的關(guān)鍵零部件，其主要由定刀、切碎滾筒及動(dòng)刀片等組成。而影響切碎器工作性能的因素有很多，如夾持裝置、動(dòng)刀片刃角、滑切角及切割隙角、定刀片安裝高度、定刀片與動(dòng)刀片之間的間隙、輥筒轉(zhuǎn)速及被切割物料的物理力學(xué)特性等［9－10］。對(duì)于滾切式切碎機(jī)而言，切碎裝置中，定刀片與動(dòng)刀片的配置關(guān)系及動(dòng)刀片的刃角、滑切角及切割隙角是影響剪切性能的主要因素［11－12］。

2.5.1 定、動(dòng)刀片的配置高度及切割間隙

被切割的物料經(jīng)夾持滾筒壓縮送入到切碎輥筒，壓縮后的莖稈會(huì)出現(xiàn)一個(gè)中間層。從理論上分析，當(dāng)切碎輥筒的中心軸與壓縮后莖稈的中心層處于同一水平高度，在切碎時(shí)，動(dòng)刀片對(duì)中間層以上的物料會(huì)出現(xiàn)一個(gè)向外的推力，處于中間層位置的物料被直接切碎，對(duì)中間層以下的物料，在切碎時(shí)動(dòng)刀片會(huì)對(duì)物料形成一個(gè)向內(nèi)的拉力。切碎輥筒中心軸相對(duì)定刀片的安裝位置過(guò)低與過(guò)高都會(huì)影響切碎效率與切碎質(zhì)量［13］，因此必須合理地安裝滾筒與定刀的位置。劉永清等［14］研究表明，定刀片的最佳配置高度為定刀刃位于滾筒中心線以下20 mm處，此時(shí)切碎機(jī)的功率消耗最低，綜合切碎性能最好。

切割間隙是切割裝置的重要設(shè)計(jì)參數(shù)，直接影響切割質(zhì)量的好壞［15］。切割間隙過(guò)大，會(huì)增大摩擦力，增加機(jī)器的功耗，同時(shí)影響切碎的質(zhì)量，容易出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象而使物料切碎長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)；切割間隙過(guò)小時(shí)，可能出現(xiàn)打刀的現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)，甚至出現(xiàn)安全問(wèn)題。因此，保持定動(dòng)刀合理的間隙至關(guān)重要。

本機(jī)器中開(kāi)發(fā)了一種新型結(jié)構(gòu)的切碎裝置，可以實(shí)現(xiàn)定刀片相對(duì)于切碎滾筒上下及左右位置可調(diào)。該結(jié)構(gòu)主要由定刀片、定刀片安裝架、切碎滾筒及機(jī)架側(cè)板等組成，如圖7所示。該裝置實(shí)現(xiàn)原理是保持切碎滾筒固定安裝不動(dòng)，定刀架安裝座與機(jī)架側(cè)板相連，且可以在機(jī)架側(cè)板的安裝槽內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)；定刀片可以在定刀架的安裝槽內(nèi)左右移動(dòng)，通過(guò)沉頭螺釘進(jìn)行固定，當(dāng)間隙調(diào)整好后，再進(jìn)行防松處理。通過(guò)這種方式可以保證定、動(dòng)刀片合理配置高度及切割間隙，定刀片上下距離調(diào)節(jié)范圍為0～5 mm，左右距離調(diào)節(jié)范圍為0～3 mm。

圖7 切碎裝置定、動(dòng)刀配置關(guān)系圖Fig.7 Diagram of the relationship between the fixed and movable blades of the chopper

2.5.2 理論切碎長(zhǎng)度

切碎機(jī)的理論切碎長(zhǎng)度是指在相鄰兩刀片兩次切斷動(dòng)作之間喂入裝置的進(jìn)給量［16］。理論切碎長(zhǎng)度可以通過(guò)改變喂入進(jìn)給速度、切碎輥筒刀片數(shù)量及轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。在聯(lián)合收割機(jī)上，由于切碎滾筒轉(zhuǎn)速與物料輸送拋出速度呈正相關(guān)，一般不可調(diào)節(jié)［17］。理論切碎長(zhǎng)度可由公式（2）表示：

式中：

L c—理論切碎長(zhǎng)度，m；

Vy—喂入進(jìn)給速度，m／s；

N—切碎滾筒的轉(zhuǎn)速，r／min；

Z—切碎滾筒動(dòng)刀的數(shù)量，個(gè)。

實(shí)際切碎長(zhǎng)度可能比理論切碎長(zhǎng)度更長(zhǎng)，這主要與物料的筆直程度和切割時(shí)是否打滑有關(guān)。對(duì)牛、羊而言，從飼養(yǎng)價(jià)值出發(fā)，切斷為20～40 mm較為合適；從青貯營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)出發(fā)，切斷更短一些青貯品質(zhì)更好。綜合考慮，設(shè)計(jì)理論切碎長(zhǎng)度為30 mm。

設(shè)計(jì)切割器的轉(zhuǎn)速為1000 r／min，刀片數(shù)量為4個(gè)，則根據(jù)式（2）計(jì)算喂入進(jìn)給速度Vy為2 m／s。

2.5.3 喂入口尺寸確定

單位時(shí)間通過(guò)喂入口有效截面物料質(zhì)量應(yīng)等于設(shè)計(jì)的生產(chǎn)效率Q。則有公式（3）：

式中：

Q—生產(chǎn)效率，kg／h。

A×B—喂入口截面積，A和B分別為喂入口的高和寬，m；

Vy—物料的進(jìn)給速度，m／s；

Kc—喂入物料的填充系數(shù)，0.4～0.6；

Rc—喂入物料后的容積重量，kg／m3。

機(jī)器的設(shè)計(jì)工效為 5000 kg／h，取 Kc＝0.5，Rc＝170 kg／m3，Vy＝2 m／s，喂入口的截面尺寸可以通過(guò)式（3）計(jì)算得出：A×B＝0.0082m2，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可設(shè)計(jì)A＝0.03m，則 B＝0.2733m，取整后，即喂入口的高度為30 mm，寬度為280 mm。

2.5.4 切碎輥筒刀片參數(shù)

（1）滑切角

對(duì)于直刃刀具而言，動(dòng)刀片和定刀片有兩種配置方式，一種是垂直切割，另一種是滑向切割。如圖8a所示，動(dòng)刀片刀刃AB方向垂直于定刀片刀刃CD，對(duì)物料進(jìn)行切割，速度為V。如圖8b所示，動(dòng)刀片刀刃和定刀片刀刃傾斜，切割速度V可分解為垂直于刃口的法向速度Vn和沿刃口方向的切向速度Vt，其中，Vn稱(chēng)為砍切速度，Vt稱(chēng)為滑切速度。Vn與V之間的夾角為滑切角?；凶饔玫拇笮】梢杂肰n和Vt之間的比值來(lái)表示，見(jiàn)公式（4）：

式中：

γ—滑切角；

tanγ—滑切系數(shù)。

圖8 切割方式Fig.8 Cuttingmethod

有關(guān)資料［18－19］表明：滑切角對(duì)切割功耗和刀具磨損情況影響顯著。其他條件不變，隨滑切角增大，切割功耗呈下降趨勢(shì)，刀具磨損量減少，切割更省力。但滑切角過(guò)大，會(huì)增加切碎輥筒旋轉(zhuǎn)時(shí)的不平衡性。本試驗(yàn)選擇滑切角γ為15o，即可滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）切割回轉(zhuǎn)角

切割回轉(zhuǎn)角指單個(gè)刀片從進(jìn)入切割到切割結(jié)束時(shí)切碎輥筒主軸旋轉(zhuǎn)的角度。A1B1為螺旋刀片的刀刃線，CD為定刀片的刀刃線。圖中刀刃上的點(diǎn)A1接觸定刀片時(shí)切割開(kāi)始，螺旋刀片隨著滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，直到B1點(diǎn)離開(kāi)定刀片的刀刃線時(shí)切割結(jié)束。這個(gè)過(guò)程B1點(diǎn)所劃過(guò)的弧所對(duì)的圓心角即為切割回轉(zhuǎn)角，計(jì)算公式如下：

式中：

L—定刀刃的長(zhǎng)度，400 mm；

d—切碎輥筒的直徑，350 mm

圖9 切割回轉(zhuǎn)角計(jì)算圖Fig.9 Calculation of cutting rotation angle

（3）刃磨角

刃磨角又叫刃角，是指刀刃磨刃面和背面之間的夾角。刃磨角的大小影響切割功耗及刀片的使用壽命。刃磨角增大時(shí)，切割比功增大；刃磨角過(guò)小時(shí)，刀刃強(qiáng)度低、不耐磨、刀片壽命短，常用的刃角設(shè)計(jì)范圍為15o～30o，本設(shè)計(jì)取刃磨角大小為30o。切碎輥筒結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖10。

圖10 切碎輥筒結(jié)構(gòu)圖Fig.10 Structure diagram of shredding roller

3 試驗(yàn)與結(jié)果分析

2020年4月，在湖南省長(zhǎng)沙市國(guó)家苧麻種質(zhì)苗圃進(jìn)行93QS－5.0型麻類(lèi)青飼料切碎機(jī)樣機(jī)的性能測(cè)試試驗(yàn)。試驗(yàn)對(duì)象為飼用苧麻品種“中苧1號(hào)”。試驗(yàn)所用儀器為：MA35型快速水分測(cè)定儀，OCS型電子吊秤，CW500型快速水分測(cè)定儀、ES－3000A型電子天平、游標(biāo)卡尺。

3.1 試驗(yàn)物料基本情況

試驗(yàn)物料平均株高為1448.50 mm，莖粗為11.01 mm，含水率為84.00%。通過(guò)機(jī)器剝制后所得纖維經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部麻類(lèi)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè)得出：?jiǎn)卫w維強(qiáng)力為38.94 cN，含膠率為20.97%，支數(shù)為 1805 m／g。

表4 試驗(yàn)苧麻物料基本株高、莖粗Table 4 Basic plant height and stem thickness of test ramiematerials

3.2 機(jī)器工效

稱(chēng)重200 kg新鮮飼用苧麻莖稈，耗時(shí)為0.0395 h，實(shí)測(cè)機(jī)器工效為5066 kg／h。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)草長(zhǎng)率及切碎長(zhǎng)度

3.3.1 切碎長(zhǎng)度

從機(jī)器出料口附近已被切碎的物料中取出物料50 g，測(cè)量其長(zhǎng)度。具體方法如下：測(cè)區(qū)內(nèi)按5點(diǎn)法取樣，從被切碎物料堆中，每點(diǎn)取物料不少于50 g，將5點(diǎn)物料切碎混合后取不少于50 g物料稱(chēng)其長(zhǎng)度，結(jié)果見(jiàn)表5。通過(guò)計(jì)算得到物料平均切碎長(zhǎng)度為3.5 cm。

表5 被切碎后物料切碎長(zhǎng)度Table 5 Cutting length ofmaterials after being shredded

3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)草長(zhǎng)率

在收獲的物料中隨機(jī)取出小樣（葉除外）不少于100 g，測(cè)量每節(jié)長(zhǎng)度，標(biāo)準(zhǔn)草長(zhǎng)率按式（6）計(jì)算：

式中：

Sc—標(biāo)準(zhǔn)草長(zhǎng)率，%；

Gc—標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度物料的總質(zhì)量，g；

Gy—小樣質(zhì)量，g。

標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度物料的總質(zhì)量為172 g，在收獲物料中隨機(jī)取出200 g，則通過(guò)上式計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)草長(zhǎng)率為86%。

3.4 樣機(jī)性能檢測(cè)結(jié)果

93QS－5.0型麻類(lèi)青飼料切碎機(jī)樣機(jī)已通過(guò)湖南省農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站檢測(cè)，主要性能指標(biāo)見(jiàn)表6，檢測(cè)結(jié)果表明該機(jī)器符合JB／T7144－2007《青飼料切碎機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)。

表6 93QS－5.0型麻類(lèi)青飼料切碎機(jī)樣機(jī)主要性能指標(biāo)Table 6 Main performance index of 93QS－5.0 bast fiber crop green feed chopper prototype

4 結(jié)論

（1）試驗(yàn)分析了滾筒直徑與滾筒轉(zhuǎn)速參數(shù)對(duì)纖維纏繞滾筒的影響。結(jié)果表明：隨著滾筒轉(zhuǎn)速的增加，纏麻的次數(shù)顯著增加；隨著滾筒直徑增大，纏麻次數(shù)明顯減少；當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)速為200 r／min、直徑為300 mm時(shí)，滾筒纏麻次數(shù)占喂麻次數(shù)的百分比為0.7%，纏麻現(xiàn)象基本消失。

（2）93QS－5.0型麻類(lèi)青飼料切碎機(jī)集高效喂料與物料切碎作業(yè)于一身，提高了工作效率、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。機(jī)器整體結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理、工作性能穩(wěn)定，能夠滿足中、小型麻類(lèi)青飼料切碎加工需要。

（3）93QS－5.0型麻類(lèi)青飼料切碎機(jī)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了行星輪間隙調(diào)節(jié)裝置及防纖維纏繞裝置。確保秸稈物料喂入通暢、不發(fā)生堵塞，顯著提高了物料的切碎效率和切碎質(zhì)量，機(jī)器的切料工效為5066 kg／h，平均切碎長(zhǎng)度為35mm，物料標(biāo)準(zhǔn)草長(zhǎng)率達(dá)86%，檢測(cè)結(jié)果表明該機(jī)器符合設(shè)計(jì)要求及JB／T7144－2007《青飼料切碎機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)。