哈尔滨远东理工学院学士学位论文
第1章 绪 论
1.1选题的意义和目的
随着我国国民经济的发展和人口的增长及食品结构的变化，我国的畜产品消费平均每年以27.8％的速度递增，目前，国内农作物秸秆用于饲料部分还不足10％，造成这种局面，主要是因为我国长期以来由于技术限制，对时令性饲草的贮存和积累问题一直没有解决好；另一方面，这一巨大市场尚未被发现，导致在我国许多地区特别是西部地区至今对饲草的加工基本属于空白。农业机械化大大提高了节本增效能力，提高了资源利用转化率和劳动生产率。因而促进农民增收。这是因为在农业生产中使用机器代替手工工具，用自然力来代替人力，以自觉运用现代技术装备和科学技术来代替传统经验生产。改变了农业生产方式，克服了人的体力，器官的限制和经验局限。
由于国家和地方对牧区畜牧业的发展十分重视，提倡发展食草型畜牧业和节粮型畜牧业，草原建设发展较快，退耕还草得到落实，对牧草生产机械需求增长。但近年来，我区陆续引进、研制生产的草原改良建设机具，普遍存在技术含量较低，制造工艺设备落后，使用可靠性较差，成本还没有降低到最低点，不能满足农牧区用户的需要。
饲草的分类很多，其特点如下：
（1）产草量高:年亩产高营养饲草2-3万公斤。
（2）营养成分高:可以替代粮食作饲料,每公斤饲草的营养成分含量是每公斤普通玉米籽实营养成份含量的2-3倍。
（3）适应性广、适口性好：适宜各种猪、牛、羊、马、兔、鹅、鸭、鸟、水产鱼类等蓄禽食用,人也可食用。
（4）适宜各类土壤种植:可以滩涂地、盐碱地、沟坡地、四荒地、农村隙地、房前屋后、休闲地等非耕种地种植，不与粮食作物和经济作物征地。
（5）抗逆性强:高营养饲草抗病力强，在生长期内基本上无病虫害发生，且耐寒、耐旱、耐高温、耐涝，适宜在各种气候条件下生长。
（6）饲草种植和饲草利用饲喂技术简单易学，有利于推广应用。
主要饲草机械有：割草压扁机、小型方捆机、圆捆打捆机、圆捆包膜机、牧草收割机、捆扎机和切碎机等多种机具。随着我国畜牧业的发展以及对饲草食物的质量要求的提高，饲草的质量必然要相应提高，将会带动饲草加工产业的飞速发展。根据规划，我国到2010年，农作物饲草比例要达到40％。饲草加工不仅可以为牛羊等草食动物饲养提供具有诸多优点的高密度饲料，为发展舍饲畜牧业奠定基础，也为开发利用作物秸秆资源开辟了一条新途径。它能为农民带来明显的经济效益，对发展农牧业生产，促进农业良性循环，减少环境污染，牧区防灾救灾等都有重要意义。
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1.2国内外饲草切碎机的研究现状
新疆草地总面积达8.6亿亩，占新疆土地总面积的30%，是林地的28倍，耕地的15倍，草地资源是新疆的第一大绿色屏障，是面积最大的生态系统。近年来，随着畜牧业迅速发展，新疆天然草场由于重用轻养，严重超载放牧及盲目开垦种植等原因，80%以上的天然草场有不同程度的退化，牧草产量下降35%～73%，草地有效利用面积减少240万hm2；再加上盲目垦殖、不合理的水利设施建设等，加速了草场退化、沙化和碱化，导致草场生态环境恶化，草地牧草产量和草质降低，草畜矛盾突出，制约了畜牧业的健康发展。
我国畜牧业生产值占业总产值的比重约为25%～30%,而发达国家早在20世纪70年代畜牧业就占农业总产值的60%以上,尤其是牧业生产加工非常发达.然而我国的牧业生产几乎空白,制约牧业发展的关键问题是没有形成很好的牧业加工机械,而是牧业加工机械的基础是饲草生产加工机械. 随着人民生活的提高，饲草加工业发展迅速. 我国畜牧业的快速发展有力地促进了饲草收贮和草品加工技术的发展，特别是饲草收贮和草产品加工技术的发展。当前加大饲草加工机械的开发和研究力度依然是我国畜牧业发展的当务之急.西部大开发和新疆畜牧业进一步发展的需要，饲草饲料机械化已成为急需解决的问题。
美国、英国、加拿大等经济发达国家,经历了20世纪40～50年代种植业基本机械化及60～70年代畜禽与水产养殖业基本机械化后,90年代的种植业和养殖业已进入高度机械化、现代化阶段。农业机械正向大型、高速、低耗、自动化和智能化发展。美国是当今世界上农业生产现代化程度最高的国家之一,已基本实现了区域化、专业化、机械化、社会化、商品化和网络信息化。一些农场主往往经营上千公顷连片土地,在农业生产的产前、产中、产后的每一个生产环节都使用机械操作, 全面实现了机械化。美国已成为世界上农业劳动生产率最高的国家之一。而对于饲草切碎机械，由于种植区域的限制，国外研究资料很少。
1.3方案的确定
饲草切碎机主要用来切断茎秆类饲料，如谷草、稻草、麦秸、干草，各种青饲料和青贮玉米、高梁秸秆等。饲草切碎机按机型大小可分为小型、中型和大型三种。小型饲草切碎机常称铡草机，在农村应用很广。主要用来铡切谷草、稻草和麦秸，也用来铡切青饲料和干草。大型饲草切碎机常用在养牛场，主要用来铡切青贮料，故常称青贮料切碎机。中型饲草切碎机一般可作铡草和铡青贮料两用。
饲草切碎机按切割部分形式可分为擦刀式和轮刀式两种。大中型饲草切碎机为了便于抛送青贮料一般都为轮刀式；而小型饲草切碎机则两者都有，但以滚刀式为多。 饲草切碎机按固定方式可分为固定式和移动式两种。大、中型饲草切碎机为了便于青贮作业常为移动式；小型饲草切碎机常为固定式。本设计采用可移动轮刀式切碎，此设计主要用于大部分农村和小型企业，方便移动和抛送切碎的饲草结构。以目前的研究条件，设计的饲草切碎机采用倾斜式喂入饲草装置和放置式刀轮旋转的结构，利用电动机带动刀轮转，在饲草进入喂料口时，饲草在高速旋转的刀片作用下被切断，切断的饲草在刀轮的
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离心作用下和抛送叶片的旋转被抛出箱体，完成切碎和抛送工作。此机器的切碎长度均匀，碎末率降低，适用广泛，也适用于切碎谷穗、玉米秸和高杆作物类的秸秆。该机可用小型电动机约4KW的单相电动机作为配套动力，接户内照明电即可，在无电和偏远地区可用小型柴油机作动力。该机生产率350-600Kg／h。切断长度小于4cm，水平抛送距离为2m。1人即可操作，整机结构紧凑，体积小，是羊，鸡，家禽等饲养的切碎饲草机械。
为了使青饲料有正常的发酵过程，必须将饲料切成10～20mm长的碎段。按照布兰瑞克的意见，为了让青饲料塔顺利地卸下饲料，应把饮料切成30-45mm。这样的长度可以通过采用轮刀式切碎机来获得，这样切碎机具有能比较精确的切碎饲料的切割器。为了保证精确切割，喂入的料层应尽可能窄些（即输送喂入口的宽度要小些）。而且要尽可能紧密。关于这点，切碎机通常包含两个部分：输送装置和将料层送入旋转切刀的喂入装置。
要得到精确地切碎的第二个先决条件是：刀片的锋利度要适宜。第三个先决条件是刀片和入料口的之间的间隙尽可能小。饲料的理论切碎长度L取决于喂入饲料的速度和单位时间内的切割次数。
46?10?v （1-1） L?n?Z式中：v----喂入速度（米/秒）
n----切碎机的转速（转/分） Z----刀片的数
由式中1-1可以看出：饲料切碎长度可以通过改变刀片的数目和刀盘的转速，或改变饲料喂入的速度，或通过改变两部分其中一个或全部参数来得到。
电动机是已经系列化的产品，在机械设计中，要根据工作载荷大小及性质、转速高低、起动特性、过载情况、工作环境、安装要求及空间尺寸限制和经济性等要求从产品目录中选择电动机的类型、结构形式、容量和转速，最后确定具体型号。
在本设计中先选定饲草的理论长度L=10～15mm.喂入速度v=0.75m/s.刀片数Z=3
由1-2可得知电动机选择转速为1500～1400r/min。
（1-2）
经过多次的讨论和研究，确定轮刀式饲草切碎机的总体结构，包括喂入装置，切碎装置，抛送装置，动力传输装置。
工作过程：机器开始作业时，由电动机带动皮带轮转动，轴和刀轮同时高速旋转，在饲草进入喂料口时，饲草在高速旋转的刀片作用下被切断，切断的饲草在刀轮的离心作用下和抛送叶片的旋转被抛出箱体，完成切碎和抛送工作。工作过程：机器开始作业时，由电动机带动皮带轮转动，轴和刀轮同时高速旋转，在饲草进入喂料口时，饲草在高速旋转的刀片作用下被切断，切断的饲草在刀轮的离心作用下和抛送叶片的旋转被抛出箱体，完成切碎和抛送工作。
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23456178
1.皮带轮2.滚动轴承座3.轴4.刀轮5.刀片6.喂料口7.支架8.抛送叶片
图1-1 总装图
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