接，曲軸74以方位角f與機體9固連，由送料桿71的聯(lián)接段、主動曲柄72、從動曲柄73、曲軸74形成平行四邊形機構；由輥長確定的多個送料桿71沿曲軸74的軸線AA等距布置成一組送料桿、多組送料桿繞曲軸74的軸線AA均布，共用同一個曲軸74，主動曲柄72繞軸線AA轉動，由送料桿71穿過機體9上所設置的送料槽，實現(xiàn)物料的強制輸送，由喂入秸桿的種類和秸桿破碎的長度確定方位角f，f取值范圍為135° ?180°。
[0022]圖3所示的多級輥壓秸桿成型裝置各級壓縮輥剖視圖，一級喂入輥1、二級喂入輥
2、橫向起筋輥3、縱向起筋輥4、成型輥5五級壓縮輥均為主動輥，保壓輥6為從動輥，所有各輥軸線平行、以同一表面圓周線速度V在機體9上同向轉動；dl、rl、《l分別為一級喂入輥I的中心距、半徑、角速度，d2、r2、ω 2分別為二級喂入輥2的中心距、半徑、角速度，d3、r3、ω 3分別為橫向起筋輥3的中心距、半徑、角速度，d4、r4、ω 4分別為縱向起筋輥4的中心距、半徑、角速度，d5、r5、ω 5分別為成型輥5的中心距、半徑、角速度；所有各輥的半徑、角速度和對稱安裝中心距應滿足下列設計條件:各輥的表面圓周線速度V = Γ1*ω I =r2* ω 2 = r3* ω 3 = r4* ω 4 = r5* ω 5，一級喂入棍 I 對棍間距 hi = dl_2*rl、二級喂入棍2對輥間距h2 = d2-2*r2、橫向起筋輥3對輥間距h3 = d3_2*r3、縱向起筋輥4對輥間距h4 = d4-2*r4、成型輥5對輥間距h5 = d5_2*r5，各組壓縮輥間料厚hl>h2>h3>h4>h5，各保壓輥6對輥間距等于前一級壓縮輥對輥間距，設定秸桿喂入厚度為hO時，各級壓縮比分別為:一級壓縮比hO/hl，二級壓縮比hl/h2，三級壓縮比h2/h3，四級壓縮比h3/h4，五級壓縮比h4/h5，實現(xiàn)整機壓縮比h0/h5。對于當年產的玉米秸桿、含水率8%?20%所有各輥的半徑、角速度和對稱安裝中心距應滿足下列設計條件:各輥的表面圓周線速度V = 0.1?0.5m/s，設定稻桿喂入厚度為hO = 1400mm, 一級喂入棍I對棍間距hi = dl_2*rl = 700mm、二級喂入棍2對棍間距h2 = d2_2*r2 = 350mm、橫向起筋棍3對棍間距h3 = d3_2*r3 =210mm、縱向起筋棍4對棍間距h4 = d4_2*r4 = 140mm、成型棍5對棍間距h5 = d5_2*r5 =100mm，各級壓縮比分別為:一級壓縮比hO/hl = 2，二級壓縮比hl/h2 = 2，三級壓縮比h2/h3 = 5/3，四級壓縮比h3/h4 = 3/2，五級壓縮比h4/h5 = 7/5，實現(xiàn)整機壓縮比h0/h5 =14ο
[0023]如圖1、圖2所示的多級輥壓秸桿成型裝置，橫向起筋輥3、縱向起筋輥4可以合二為一，由一個表面帶有縱橫交錯起筋輥代替，并取消橫向起筋輥3、縱向起筋輥4之間的保壓輥6，同樣可以實現(xiàn)高密度無捆繩壓縮成型，以便簡化結構、降低功耗，適應較容易壓縮的秸桿成型。如圖1所示，相鄰兩級壓縮輥之間為二級保壓，相鄰各壓縮輥之間四個一組對稱設置的保壓輥6可減少為兩個一組對稱設置或增加為六個一組對稱設置，同樣可以實現(xiàn)高密度無捆繩壓縮成型；相鄰各壓縮輥之間兩個一組對稱設置保壓輥6，相鄰兩級壓縮輥之間降為一級保壓，以便簡化整個裝置的結構、降低功耗，適應回彈特性小的秸桿壓縮成型；相鄰各壓縮輥之間六個一組對稱設置保壓輥6，相鄰兩級壓縮輥之間增為三級保壓，以便延長保壓時間，適應回彈特性大的秸桿壓縮成型。
[0024]結合圖1、圖2、圖3所示的多級輥壓秸桿成型裝置工作過程中，對于當年產的玉米秸桿、含水率8%?20%預破碎成長度為50?150mm由進料口 91喂入，送料機構7將匯聚在進料口 91內的秸桿強制輸送到一級喂入輥1，由一級喂入輥I和二級喂入輥2實施強制喂入并完成兩級預壓縮，一級喂入輥1、二級喂入輥2帶有齒釘，防止秸桿的打滑，此時較低的壓力傳遞至秸桿顆粒中，使原先松散堆積的固體顆粒排列結構開始改變，秸桿內部空隙率減少，秸桿經一級喂入輥1、二級喂入輥2輥壓后體積迅速減小，再由橫向起筋輥3、縱向起筋輥4進行兩級高壓壓縮及起筋部分的超高壓壓縮，在壓縮秸桿表面形成縱橫交錯壓痕，此時顆粒間更加緊密地接觸而互相嚙合，一部分殘余應力貯存于成型塊內部，使秸桿間結合更牢固，最后由成型輥5將秸桿條壓縮成型，各級保壓輥6延長了壓縮時間、抑制秸桿回彈，在達到預設長度后由切斷刀8完成壓縮秸桿條的切斷，實現(xiàn)秸桿連續(xù)輥壓、高密度成型高壓壓縮作業(yè)。
[0025]多級輥壓秸桿成型裝置中，成型秸桿條的寬度是由輥長確定，是裝置設計性能參數(shù)；成型秸桿條的厚度是由成型輥5對輥間距確定，工作過程中可以適量調整；成型秸桿塊的長度是由長度計數(shù)器設定，長度計數(shù)器可以采用接觸式機械齒輪型轉動齒數(shù)計數(shù)觸發(fā)器或非接觸式電磁脈沖信號計數(shù)觸發(fā)器，工作過程中可以根據需要改變成型秸桿的長度，當達到預設長度后、切斷刀快速往復運動一次完成切斷和復位，形成定寬度、厚度可調、長度任意設定的高密度稻桿立方體。當設計棍長為1000?1500mm、成型厚度為50?10mm時，裝置適用于固定作業(yè)，生產的高密度秸桿板可用于大棚保溫材料；當設計輥長為200?500mm、成型厚度為50?10mm時，該裝置可安裝在拖車上，適用于田間地頭作業(yè)，生產的高密度秸桿塊可用于農用建筑材料或燃料。
【主權項】
1.多級輥壓秸桿成型裝置，其特征在于，包括:一級喂入輥、二級喂入輥、橫向起筋輥、縱向起筋輥、成型輥、保壓輥、送料機構、切斷刀、機體組成，其中，機體上設置有進料口、出料口，送料機構由送料桿、主動曲柄、從動曲柄、曲軸組成，送料機構設置在機體下部、一級喂入輥之前，通過曲軸以方位角f與機體固連，切斷刀設置在出料口處、位于機體上部，由切斷刀相對機體往復移動實現(xiàn)高密度秸桿條的切斷成塊，沿著物料流動方向、兩個一組關于出料口處壓縮秸桿條厚度的中間平面T-T對稱依次設置有一級喂入輥、二級喂入輥、橫向起筋輥、縱向起筋輥、成型輥五級壓縮輥，相鄰各級壓縮輥之間四個一組對稱設置有保壓輥，其中，一級喂入輥、二級喂入輥輥身帶有交錯排布的釘齒，橫向起筋輥輥身帶有平行軸線方向的凸起筋，凸起筋沿橫向起筋棍圓周方位均布排列，縱向起筋棍$昆身帶有環(huán)形凸起筋，凸起筋沿縱向起筋輥軸線等距排列，成型輥、保壓輥均為光輥； 其中，一級喂入輥、二級喂入輥、橫向起筋輥、縱向起筋輥、成型輥五級壓縮輥均為主動輥，保壓輥為從動輥，所有各輥軸線平行、以同一表面圓周線速度V在機體上同向轉動； 所述的送料機構中，送料桿中部與主動曲柄一端轉動聯(lián)接、末端與從動曲柄一端轉動聯(lián)接，曲軸分別與主動曲柄和從動曲柄的另一端轉動聯(lián)接，由送料桿的聯(lián)接段、主動曲柄、從動曲柄、曲軸形成平行四邊形機構，由輥長確定的多個送料桿沿曲軸的軸線AA等距布置成一組送料桿、多組送料桿繞曲軸的軸線AA均布，共用同一個曲軸，主動曲柄繞軸線AA轉動，由送料桿穿過機體上所設置的送料槽，實現(xiàn)物料的強制輸送； 所述的多級輥壓秸桿成型裝置工作過程中，預破碎成一定長度的秸桿由進料口喂入，送料機構將匯聚在進料口內的秸桿強制輸送到一級喂入輥，由一級喂入輥和二級喂入輥實施強制喂入并完成兩級預壓縮，再由橫向起筋輥、縱向起筋輥進行兩級高壓壓縮及起筋部分的超高壓壓縮，最后由成型輥將秸桿條壓縮成型，各級保壓輥延長了壓縮時間、抑制秸桿回彈，在達到預設長度后由切斷刀完成壓縮秸桿條的切斷，實現(xiàn)秸桿連續(xù)輥壓、高密度成型高壓壓縮作業(yè)。
2.根據權利要求1所述的多級輥壓秸桿成型裝置，其特征在于，所述的橫向起筋輥、縱向起筋棍可以合二為一，由一個表面帶有縱橫交錯起筋棍代替，并取消橫向起筋棍、縱向起筋輥之間的保壓輥，同樣可以實現(xiàn)高密度無捆繩秸桿壓縮成型。
3.根據權利要求1所述的多級輥壓秸桿成型裝置，其特征在于，所述的相鄰各壓縮輥之間四個一組對稱設置的保壓輥可減少為兩個一組對稱設置或增加為六個一組對稱設置，同樣可以實現(xiàn)高密度無捆繩秸桿壓縮成型。
4.根據權利要求1至3所述的多級輥壓秸桿成型裝置，其特征在于，成型秸桿條的寬度是由輥長確定，成型秸桿條的厚度是由成型輥對輥間距確定，工作過程中可以適量調整，成型秸桿塊的長度是由長度計數(shù)器設定，工作過程中可以根據需要改變，形成定寬度、厚度可調、長度任意設定的高密度秸桿立方體。
【專利摘要】本發(fā)明涉及農業(yè)機械秸稈收集壓捆技術領域，公開了一種多級輥壓秸稈成型裝置，包括：一級喂入輥、二級喂入輥、橫向起筋輥、縱向起筋輥、成型輥、保壓輥、送料機構、切斷刀、機體組成，在裝置工作過程中預破碎成一定長度的秸稈由進料口喂入，送料機構將喂入的秸稈強制輸送到一級喂入輥，再由一級喂入輥、二級喂入輥、橫向起筋輥、縱向起筋輥、成型輥壓縮成型，各級保壓輥延長了壓縮時間、抑制秸稈回彈，在達到預設長度后由切斷刀完成壓縮秸稈條的切斷，實現(xiàn)了秸稈高密度、無捆繩的壓縮成型，成型的高密度秸稈立方體可用于大棚保溫材料、農用建筑材料或燃料。
【IPC分類】B30B11-18, B26D1-08, B30B15-30
【公開號】CN104786542
【申請?zhí)枴緾N201510173725
【發(fā)明人】劉平義, 駱龍敏, 李海濤, 韓魯佳, 魏文軍, 張紹英
【申請人】中國農業(yè)大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月14日