一种小型卧式甘蔗叶粉碎机的研制
２０１１年第２期 总第２３４期 中国农机化 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ Ｎｏ．２，２０１１ Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．２３４
一种小型卧式甘蔗叶粉碎机的研制
郑勇，王刚．王金丽
（中国热带农业科学院农业机械研究所，广东湛江，５２４０９１）
摘要：研制了一种小型卧式甘蔗叶粉碎机，适用于甘蔗叶沼气发酵原料的前处理。该机的主要结构组成为喂料斗、动刀
轴、粉碎室、传动机构及机架等。动刀的排列依据动平衡理论计算确定。试验表明整机工作平稳，振动小，粉碎质量和
生产率均能满足要求。
关键词：甘蔗叶；粉碎机；设计
中图分类号：￥２２４．２９ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—７２０５．２０１１．０２．０２６
郑勇，王刚，王金丽．一种小型卧式甘蔗叶粉碎机的研制［Ｊ】．中国农机化，２０１ １，（２）：９８～１００
ＺＨＥＮＧ Ｙｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｇａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎ—ｌｉ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｓｍａｌｌ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｇｒｉｎｄｅｒ ｏｆ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｌｅａｖｅｓ［Ｊ】．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌ—
ｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１ ｌ，（２）：９８－１００
０前言 ２结构设计
甘蔗经收获后剔除下的大量蔗叶，目前的处理办
法，一种是粉碎还田，一种是直接焚烧。随着国家对节
能减排的重视，甘蔗叶的能源化是近年来对甘蔗叶资
源开发利用所开辟的一种新途径。经研究人员测试甘
蔗叶纤维素含量为５２．３０％，与玉米秸秆相比，其碳含
量高１Ｏ个百分点，氮含量相当，是生产沼气的优良原
料…。中国热带农业科学院农业机械研究所对甘蔗叶 沼气发酵工艺进行了研究表明，提高物料的分解率，
需要在发酵前对茎叶类原料进行粉碎处理，使其达
到２～６ｃｍ长［２１。目前对甘蔗叶的粉碎是利用铡切机
进行切碎。虽然切碎长度能满足制作沼气原料的要
求。但不能破坏甘蔗叶表面结构。不利于被沼气菌分
解转化
１ 原理设计
经测试甘蔗叶平均长度为１６５ｃｍ，平均叶宽为
５．５ｃｍ，表面较光滑。考虑到既要满足长度要求又要
破坏甘蔗叶表面结构的要求，决定采用动、定刀打
击和切割原理。因单蔗叶的平均最大断裂力大约
为６００Ｎ，所以采用该工作原理也不会消耗太大的
功率。 ２．１ 整机结构与工作过程
考虑到操作的方便性，该机采用卧式结构。主要由
喂料斗、机架、动刀轴、粉碎室、出料口以及传动机构、
控制装置和电机组成，外形尺寸（长×宽×高）：２２００ｍｍｘ
５２０ｍｍｘ１５００ｍｍ．如图１所示。
该机的工作过程为甘蔗叶原料经人工通过喂料斗
送到粉碎机进料口处，被高速旋转的动刀抓取进入粉碎
室。在动刀、定刀、粉碎室罩壳及由动刀轴旋转形成的环
流层的共同作用下。在圆周方向运动过程中受到打击、
剪切及搓擦作用而被粉碎成断口形状不规则的细条状
短片。并有效地破坏了叶表面结构。其中被粉碎的甘蔗
叶随粉碎室中的动刀和气流送至出料口排出，未经粉碎
或经粉碎仍较长或宽的甘蔗叶随动刀转子的旋转，在粉
碎室中与新进入的原料一起再次被粉碎，增加了被打
击、剪切和搓擦的机会，保证了物料被充分粉碎。
２＿２主要部件结构设计
２．２．１ 动刀轴及动刀排列方式
动刀安装于动刀轴上。动刀轴直径大可有效防止
物料缠绕，但又受到机器本身尺寸的限制。所以综合考
虑后动刀轴采用 １４０ｍｍ的无缝钢管。既可减少物料 缠绕，又可使机器尺寸不会过大。考虑到动刀间距对粉
收稿日期：２００９年１０月９日 修回日期：２０１０年３月２４日 基金项目：国家科技支撑计划子课题（２００６ＢＡＤ０７Ａ０２－－４）；中国热带农业科学院重点学科建设项目 郑勇，男，１９８４年生，湖南祁阳人，中国热带农业科学院农业机械研究所研究实习员；研究方向为农业机械。 王刚，男，１９８６年生，湖北孝感人，中国热带农业科学院农业机械研究所研究实习员；研究方向为农业机械。 王金丽（通讯作者），女，１９５８年生，湖北武汉人，中国热带农业科学院农业机械研究所研究员，硕导，研究方向为农业机械与农业废弃物 能源化利用。
第２期 郑勇等：一种小型卧式甘蔗叶粉碎机的研制
碎后物料长度、功耗及工作效率的影响。即刀片的排列 越密。物料粉碎的就越碎，但功耗相对增大，工作效率
也较低，同时考虑到机器尺寸的限制，综合分析后动刀
数量选为１６，动刀间隔选为３０ｍｍ。
关于动刀的排列形式目前粉碎机上常见的有正反双
螺旋线对称排列、对称排列、交错平衡排列３种方式１３１，其
ＥＦ＝ｘ／（∑ ） ＋（∑ ） ＋（∑ ） 基本设计要求是要在满足粉碎质量的前提下尽可能地
减少振动。本刀轴刀座排列没有采用上述三种方式．而
是从理论动平衡为０的设计思路ｍ发，按动刀在刀轴
上的位置建立空间力系，依据其所产生的合外力ｆ式１１
与合外力矩ｆ式２）Ｉ４）进行动平衡计算，得到其排列方式
如图２所示，计算结果值均为０，说明动平衡良好。
： ＝０
∑Ｍ０（叼＝、／（∑ ） ＋（∑ ） ＋（∑ ）
式中： 每把刀及其附件的离心力；
ｄ——动刀间距：
——动刀总数： ＝、／［耋 。ｓ ｓｉｎ 】 ・
ｍ ——第 把进入工作状态刀具的位置；ｍ为一
组数，ｍｏ＝Ｏ。
图１ 甘蔗叶粉碎机结构原理圈
１．机架 ２．出料口 ３．动刀４．动刀轴 ５．皮带轮
６．轴承座 ７．喂料斗 ８．控制按钮盒 ９．定刀 １Ｏ．电动机
２．２．２ 动刀结构
目前秸杆粉碎还田机等机具上用的动刀是甩刀和 铰接式联接方式，是为了防止刀片在作业时碰到坚硬的
物体而损坏。考虑到本机的工作对象为收集后的甘蔗
叶，基本无硬质杂物，为减少功率消耗，提高打击和切割
效果，本机采用将动刀片将螺栓固定于刀座上。动刀回
转半径Ｒ值决定动刀末端线速度 值的大小，而 值
的大小对揉碎性能、效率等影响很大， 值越大可增大 切割惯力，有利于切割和揉搓能力的提高。同时对物料
的打击作用也增强。但 值过大时，对零部件强度的要
求也越高，同时对转子动平衡要求也越高，因此为了保
证机器一定的平稳性和粉碎效果。参照国内外几种主要
的秸杆粉碎还田机的 值３７－５６ｍ／ｓ的范围围，本机动刀设
计为矩型直刀，单面开刃，如图３所示，安装后动刀回转
直径Ｒ为４８０ｍｍ，线速度为５０．２４ｍ／ｓ ｆ对应转速为
２０００ｄｍｉｎ），能有效地对物料进行打击、切割及揉搓。
圈３动刀结构不意图
２．２－３ 定刀
定刀的主要作用是配合动刀对物料进行切割．同时
影响物料在粉碎室中的运动状态，使工作间隙在定刀处 突然减少，加强物料间的摩擦作用，进一步提高粉碎效
果。试验发现粉碎室中定刀组数及定刀排列的位置对粉
碎效果影响很大，如表１所示．一组定刀时粉碎效果差，
两组和三组定刀能明显提高粉碎率，且二者粉碎率无明
显差异．但三组定刀时功耗增加比较明显。综合考虑粉
碎效果和功耗后确定定刀的结构型式为Ｕ型，共两组，
用螺栓固定安装于粉碎室的下盖板上，与动刀的间隙为
２－４ｒｎｍ，重叠５０～６０ｒａｍ，定刀组间角度相差８００．．
表１ 定刀对粉碎率的影响
定刀组数 定刀位置 粉碎率（％）
２－２＿４粉碎室 粉碎室整体向出料口方向偏移２０ｒａｍ，使得粉碎
室相对动刀轴成一偏心圆形式，即喂人口离动刀的距 中国农机化
离较出料口小，便于动刀对物料的抓取和物料的喂人。
其具体结构是由左右两支撑挡板、上下盖板、定刀组及
动刀转子总成共同组成．并通过螺栓连接到机架上。
２．３配套功率和传动机构
用电机功率为５．５ｋＷ的机械无级调速电机驱动，
转速调至２０００ｒ／ｍｉｎ．对甘蔗叶粉碎机进行实际工作测
定，功率测试结果为３．５～４．ＯｋＷ，因此选择电机功率为
４ｋＷ。传动机构选择Ｂ型Ｖ带轮，传动可靠。
３试验结果
试验用甘蔗叶来自于湛江华海农场．使用圆捆捡
拾打捆机收集，其含水率为１３．５％。试验时动刀轴转速
为２０００ｒ／ｍｉｎ，人工方式喂料，试验指标选择为粉碎率、
耗电量和生产率．结果如下：
１１粉碎率为９０％：
２）耗电量为３．８ ｋＷ／ｈ
３）生产率为２００ｋｇ／ｈ
其中粉碎率是以长度小于６ｃｍ的蔗叶占蔗叶总重
量的百分比来计算。试验过程中机器振动小，经粉碎后
的甘蔗叶平均长度小于６ｃｍ，宽度小于１０ＩＹｌｍ的占９０％
（即粉碎率），物料大小能满足沼气生产发酵的要求；实
际功率消耗为３．５ｋＷ，且甘蔗叶断裂的断口极不规则，
表面破损．有效地破坏了叶表面蜡质层．增加了与沼气
菌接触的有效面积：结果表明试验达到了预期的要求。
一
图４经铡切机铡切后甘蔗叶 图５经粉碎机粉碎后甘蔗叶
如图４和图５为利用铡切机和本设计的粉碎机进
行两种不同粉碎原理时的蔗叶粉碎效果对比。 ２０１１正
图４为铡切机的粉碎试验，可以看出甘蔗叶在叶
宽方向上没有被破坏．仍保持其原有宽度，其表面结构
不能被破坏，而图５是利用设计的粉碎机进行粉碎的
效果图，甘蔗叶在叶宽方向上被破碎成细丝条状，较好
地破坏了其表面结构。与切段式铡切机相比具有粉碎
物料细的优点。
４问题与讨论
１）甘蔗叶为长形物料，如进料时以长度方向平行
于动刀轴的方式进料，则更有利于粉碎效果的提升。
２）尽管本机转子设计时已应用动平衡计算公式
进行过计算，并使得动平衡量为零。但由于实际的制造
误差，仍有少许振动，为进一步减少振动，最好还是做
静平衡或动平衡。
３）经试验发现，进料口开口宽度与角度及定刀的
配置角度对粉碎室内气流的运动有较大的影响，以至 于影响到物料的喂入．目前观察到进料口风速较高，负
压情况不理想。还需对粉碎机的空气动力学性能参数
做进一步研究。
４１由于甘蔗叶物料具有蓬松且杂乱的特点，如在
喂料斗上加装喂料装置，将更有利于物料的喂人。
参 考 文 献
ｆ１】焦静，王金丽，邓怡国，等．热带农业废弃物资源及沼气利用
安徽农业科学，２００８，３６（３０）：１３３５０—１３３５１，１３４０５．
【２］蒋建国，赵振振，杜雪娟等．秸秆高固体消化预处理实验研究叨．
环境科学。２００７（４），８８６～８９０．
［３】张佳喜，王学农，等．秸秆粉碎还田回收机刀辊工作参数的研
究【Ｊ１．农业机械学报，２００７，３８（６），８２－８５．
【４】李庆军，李双福．秸秆切碎还田机刀具布置的研究［ＪＪ．农业机
械学报，２００１，３２（４），１ ２４～１２５．
『５Ｉ黄宏伟，张超凡，等．麦草秸秆粉碎特性的试验研究［Ｊ］．农机
化研究 ２００７ ７：１４３—１４７．
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ Ｓｍａｌｌ Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｇｒｉｎｄｅｒ ｏｆ Ｓｕｇａｒｃａｎｅ Ｌｅａｖｅｓ
ＺＨＥＮＧ Ｙｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｇａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎ－ｌｉ
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｚｈａｎｊｉａｎｇ，５２４０９１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｂｉｏｇａｓ，ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｓｍａｌｌ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｇｒｉｎｄｅｒ ｏｆ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｌｅａｖｅｓ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．
不同脱叶性甘蔗品种的叶鞘纤维素含量研究
不同脱叶性甘蔗品种的叶鞘纤维素含量研究
商贺阳;张聘;黄梅燕;农永前;黄有总
【摘 要】采用脱叶性不同的3个甘蔗品种为材料,研究了不同脱叶性甘蔗品种的叶鞘中纤维素含量以及叶鞘纤维素含量与叶鞘含水量和叶绿素含量的关系.结果表明:成熟期,在相同叶位中,易脱叶甘蔗品种叶鞘中纤维素含量显著高于中脱叶品种叶鞘中纤维素含量,极显著高于难脱叶品种叶鞘中纤维素含量.相关分析表明,叶鞘纤维素含量与叶绿素含量呈显著正相关,与甘蔗叶鞘含水量呈极显著正相关,说明叶绿素和叶鞘水分对纤维素合成起积极作用.
【期刊名称】《热带农业科技》
【年(卷),期】2016(039)003
【总页数】5页(P32-36)
【关键词】甘蔗;叶鞘;纤维素;含水量;叶绿素
【作 者】商贺阳;张聘;黄梅燕;农永前;黄有总
【作者单位】广西大学农学院/亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530005;广西大学农学院/亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530005;崇左市农业科学研究所,广西崇左530215;崇左市农业科学研究所,广西崇左530215;广西大学农学院/亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530005
【正文语种】中 文
【中图分类】S566.1 甘蔗是世界主要的糖料作物［1］，我国甘蔗种植面积位居世界第三［2］。澳大利亚、美国等发达国家甘蔗收获早已实现机械化，而我国原料甘蔗收获主要依靠人工作业，其中甘蔗剥叶用工量占收获用工量的65%，工作量大、效率低、成本高［3-4］。随着城镇化的快速发展，农村人口向城市转移，导致农村劳动力少，劳务费用高，加之蔗糖价格低廉，导致很多蔗糖企业出现亏损和面临破产的危险。一些高产、高糖的甘蔗品种由于脱叶性差、缺乏推广价值而被淘汰，因此，甘蔗脱叶性成为蔗农、农场、糖厂考虑的一个重要农艺性状。育种者已发现，自动脱叶的甘蔗品种不仅会减少糖料蔗夹杂物含量，维持可溶性糖含量，而且还会增加总糖产量［5-6］。因此，改良甘蔗的脱叶性，选育易脱叶品种，已成为甘蔗育种上的一个重要任务。
锤片式饲料粉碎机的设计与分析毕业设计
锤⽚式饲料粉碎机的设计与分析毕业设计
毕业设计（论⽂）BACH ELOR DISSERTATION
论⽂题⽬：锤⽚式饲料粉碎机的设计与分析
毕业设计（论⽂）原创性声明和使⽤授权说明
原创性声明
本⼈郑重承诺：所呈交的毕业设计（论⽂），是我个⼈在指导教师的指导下进⾏的研究⼯作及取得的成果。尽我所知，除⽂中特别加以标注和致谢的地⽅外，不包含其他⼈或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历⽽使⽤过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个⼈或集体，均已在⽂中作了明确的说明并表⽰了谢意。
作者签名：⽇期：
指导教师签名：⽇期：
使⽤授权说明
本⼈完全了解⼤学关于收集、保存、使⽤毕业设计（论⽂）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版本；学校有权保存毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版，并提供⽬录检索与阅览服务；学校可以采⽤影印、缩印、数字化或其它复制⼿段保存论⽂；在不以赢利为⽬的前提下，学校可以公布论⽂的部分或全部内容。
作者签名：⽇期：
学位论⽂原创性声明
本⼈郑重声明：所呈交的论⽂是本⼈在导师的指导下独⽴进⾏研究所取得的研究成果。除了⽂中特别加以标注引⽤的内容外，本论⽂不包含任何其他个⼈或集体已经发表或撰写的成果作品。对本⽂的研究做出重要贡献的个⼈和集体，均已在⽂中以明确⽅式标明。本⼈完全意识到本声明的法律后果由本⼈承担。
作者签名：⽇期：年⽉⽇
学位论⽂版权使⽤授权书
本学位论⽂作者完全了解学校有关保留、使⽤学位论⽂的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论⽂的复印件和电⼦版，允许论⽂被查阅和借阅。本⼈授权⼤学可以将本学位论⽂的全部或部分内容编⼊有关数据库进⾏检索，可以采⽤影印、缩印或扫描等复制⼿段保存和汇编本学位论⽂。
涉密论⽂按学校规定处理。
作者签名：⽇期：年⽉⽇
导师签名：⽇期：年⽉⽇
注意事项1.设计（论⽂）的内容包括：
1）封⾯（按教务处制定的标准封⾯格式制作）
2）原创性声明
毕业设计论文(锤片式粉碎机)王光林2.doc
兰州工业学院
毕业设计（论文）
题目 锤片式秸秆粉碎机设计
系 别 机电工程学院
专 业 机械设计与制造
班 级 机设11-1班
姓 名 王光林
学 号 201101101131
指导教师（职称） 安美玲（教授）
日 期 2014.03.10
I
摘 要
随着经济和社会的发展，生物质秸秆资源大量过剩，作为燃料直接燃烧，热效率低；就地焚烧，又造成严重的环境污染和资源浪费。因此，研究生物质能转换技术，将丰富的农林废弃物资源转换为优质燃料，变废为宝，是保护生态环境，促进农业可持续发展的重要课题。由于大部分生物质原料在开发利用前期都需要进行粉碎加工处理，以便进一步加工利用。因此，粉碎加工技术已越来越受到人们的重视。
目前多种锤片式和盘片式粉碎机在农业生产中，已经得到广泛的应用，而且应用操作简单方便，但是这两种机型在性能上各有不同。为此，本设计将锤片式和盘片式优点性能结合，设计出了性能优良的的粉碎机。本次毕业设计所做主要工作如下：
1、了解了与粉碎机相关的知识；熟悉粉碎机粉碎原理，调查了国内外应用性能现状与市场前景。
2、通过查阅资料、市场调研确定了多功能粉碎机相关的总体方案。
3、完成了详细的设计说明书及答辩材料。
关键词：粉碎机；锤片式；设计
I
ABSTRACT
Along with the development of economy and society,biomass straw resource over
pluses in a large mounts．If using for direct combustionusing，its thermal efficiency is very
小型旋转式割草机研究设计
小型旋转式割草机研究设计
傅美贞;田军伟;陈德俊;何勇
【摘 要】我国南方畜牧业及草坪业的发展需要适合丘陵山地及小块地段使用的割草机.为此,设计了一种与手扶拖拉机配套的旋转式割草机,对其传动系统、提升机构及切割装置进行了计算,并对整机进行了田间试验.结果表明:割草机与拖拉机配套性好、安装方便、操作简单,收割质量可达到国家标准要求,可用于牧草的收割,更适宜荒地杂草的整理及绿化草坪的修剪.
【期刊名称】《农机化研究》
【年(卷),期】2018(040)007
【总页数】5页(P116-119,130)
【关键词】农业工程;配套机具;旋转式割草机
【作 者】傅美贞;田军伟;陈德俊;何勇
【作者单位】金华职业技术学院,浙江金华 321007;浙江四方集团公司,浙江永康
322000;金华职业技术学院,浙江金华 321007;浙江大学,杭州310058
【正文语种】中 文
【中图分类】S817.11+1
0 引言
随着我国城镇化建设不断推进，周围环境也不断改善，草坪绿化已日益受到人们的重视，近几年大中城市的草坪面积翻了几番。现有的一些小型割草机，因其生产率低、劳动强度大等原因，已满足不了草坪面积发展的需要；而一些大型圆盘旋转牧草收割机，适用于高密度的人工种植和天然草场收割[1-2]，不宜在小块田地上使用及用来修剪草坪。虽然我国割草机械的发展已形成了一定的规模，但在南方各省市，绿化草坪用的割草机大都是手持式或手扶式的电动或汽油机驱动的小型割草机，市售的中小型割草机功能单一；收割牧草的机械不适宜草坪的修剪，修剪草坪的割草机不适宜牧草的收割，即使可以收割，生产率也相当低，劳动强度大[3]。手扶拖拉机在我国南方各地的使用已相当普及，一般只有犁耕机和旋耕机等配套农具[4]，未见有与手扶拖拉机配套的割草机。因此，进行了与手扶拖拉机配套的小型旋转式割草机的设计。
1 整机结构和工作原理
1.1 总体方案
要求所设计的旋转式割草机结构简单、体积小、挂接方便；割茬低、消耗功率低；整机生产效率高，能适用于平原、丘陵、坡地窄小地块和套种田等地块的杂草清除及草坪修整。借鉴国内外割草机械的研究成果，并参考手扶拖拉机旋耕机等现有配套机具的设计方案，割草机采用乘坐式，整机由左右驱动轮和尾轮支承。所设计的旋转式割草机主要由传动装置、提升装置和切割装置组成。动力传递采用上传式(由顶部传入)，现有割草机的切割装置有前悬挂式或后悬挂式，为避免因手扶拖拉机重心偏前引起整机平衡问题，本割草机采用后悬挂，操作人员的视线好，且割草机的挂接和动力输出方便。
小型甘蔗剥叶机的试验与研究
Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｍｆｆａｃｔｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．２，２０１０
小型甘蔗剥叶机的试验与研究
黎毓鹏，郑广平，宋咏春，张铁异，吴悦
（广西大学机械工程学院，广＿曲南宁５３０００４）
摘要：小型甘蔗剥叶机能够较大幅度地提高劳动生产率，降低劳动强度，是一种最适合我国南方蔗区的小型农杌。阐述了甘蔗剥叶机
的工作原理和关键技术，并指出其工作效率主要由剥叶装置、剥叶元件、以及滚筒转速和喂入轮转速等因素所决定。
关键词：甘蔗剥叶装置：剥叶元件；滚筒转速
中图分类号：￥２２５．５＋３ 文献标识码：Ａ
甘蔗是我国南方省份的一种主要经济作物。每年榨季甘
蔗的收获是一项既费工时又费劳力的艰苦作业。甘蔗收获的
工序一般包括：打顶、根部收割、脱叶、装卸。其中脱叶劳动时
间最长。国内外的统计资料表明，脱叶所占用的时间为整个收
获作业时间的６５％左右。目前我国的甘蔗收获仍沿用古老的
人工作业方式，效率低下，严重制约了甘蔗规模生产的发展。
研制新型的、具有我国南方地域特点的甘蔗剥叶机、实现甘蔗
收获机械化，是发展甘蔗规模生产的迫切需要。
１ 各种剥叶方法的比较和分析
８
甘蔗收获时茎叶很多，若不进行处理，将带叶的甘蔗进行
榨糖，叶子会粘附糖汁而被浪费掉，结果会使产糖量显著减
少，所以必须将这些茎叶尽可能在榨糖前除掉。１３本制糖工艺
要求，甘蔗的含杂率不能超过２％，我国糖厂基本控制在５％
以下。
当今世界甘蔗茎叶的处理方式主要有三种：
（１）手工法。手工法即借助剥叶刀进行人工剥叶。这是最
古老、原始、落后的作业方式。
（２）焚烧法。在美国、澳大利亚、古巴、巴西以及日本的南
北大岛、石垣岛，甘蔗种植面积大，收获前先进行枯叶焚烧，然
后用切段式收获机切断收获。这种作业方式生产效率高，但收
获的甘蔗必须在１６ ｈ内完成运输和加工，以免变质，也即是要
求整个制糖业的管理水平较高。另外，焚烧后的甘蔗糖份损失
大，糖色变黄，需返工漂白。
小型甘蔗剥叶机的试验与研究 2
第２期总第１８８期 农业科技与装备 Ｎｏ．２ Ｔｏｒａｌ ＮＯ．１８８ ２０１０年２月 Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒ￣Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ￣ａ 里ｇ Ｐ ！ 竺 ：
小型甘蔗剥叶机的试验与研究
黎毓鹏
（广西大学机械工程学院，南宁５３０００４）
摘要：甘蔗作为我国南方一种主要经济作物，其收获既费工时又费劳力，而脱叶的劳动时间最长。通过各种剥叶方法的比较和分
析，介绍甘蔗剥叶机剥叶装置的工作原理、关键技术以及研制现状，得出小型甘蔗剥叶机是最适合我国南方甘蔗收获的一种小型
农机．能较大幅度地提高劳动生产率。 关键词：剥叶装置；剥叶元件；滚筒转速 中图分类号：￥２２５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—１ １６１（２０１ ０）０２—００２３—０３
甘蔗是我国南方的一种主要经济作物，每年榨季
甘蔗的收获是一项既费工时又费劳力的艰苦作业。甘
蔗收获的工序一般包括：打顶、根部收割、脱叶、装卸，
其中脱叶的劳动时间最长。国内外统计资料表明，脱
叶所占用的时间为整个收获作业时间的６５％左右。
目前，我国甘蔗收获仍沿用古老的人工作业方式，效
益十分低下．严重制约了甘蔗规模生产的发展。因此。
研制适合我国南方地域特点的新型甘蔗剥叶机，实现
甘蔗收获机械化，是发展甘蔗规模生产的迫切需要ｎ］。
１ 各种剥叶方法的比较和分析
甘蔗收获时茎叶很多，若不进行处理，将带叶的
甘蔗进行榨糖．糖汁会粘附在叶子上而造成糖量减
少，所以必须将这些茎叶尽可能在榨糖前除掉。日本
制糖工艺要求甘蔗的含杂率不能超过２％．我国糖厂
基本控制在５％以下。当今世界甘蔗茎叶的处理方式
主要有３种：
１）手工法。即借助剥叶刀进行人工剥叶。这是最
古老、原始、落后的作业方式。
２）焚烧法。在美国、澳大利亚、古巴、巴西以及日
本的南北大岛、石垣岛．甘蔗种植面积较大，收获前先
进行枯叶焚烧，然后用切段式收获机切断收获。这种
作业方式生产效率高，但收获的甘蔗必须在１６ ｈ内
一种小型卧式甘蔗叶粉碎机的研制
２０１１年第２期 总第２３４期 中国农机化 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ Ｎｏ．２，２０１１ Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．２３４
一种小型卧式甘蔗叶粉碎机的研制
郑勇，王刚．王金丽
（中国热带农业科学院农业机械研究所，广东湛江，５２４０９１）
摘要：研制了一种小型卧式甘蔗叶粉碎机，适用于甘蔗叶沼气发酵原料的前处理。该机的主要结构组成为喂料斗、动刀
轴、粉碎室、传动机构及机架等。动刀的排列依据动平衡理论计算确定。试验表明整机工作平稳，振动小，粉碎质量和
生产率均能满足要求。
关键词：甘蔗叶；粉碎机；设计
中图分类号：￥２２４．２９ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—７２０５．２０１１．０２．０２６
郑勇，王刚，王金丽．一种小型卧式甘蔗叶粉碎机的研制［Ｊ】．中国农机化，２０１ １，（２）：９８～１００
ＺＨＥＮＧ Ｙｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｇａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎ—ｌｉ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｓｍａｌｌ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｇｒｉｎｄｅｒ ｏｆ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｌｅａｖｅｓ［Ｊ】．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌ—
ｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１ ｌ，（２）：９８－１００
０前言 ２结构设计
甘蔗经收获后剔除下的大量蔗叶，目前的处理办
法，一种是粉碎还田，一种是直接焚烧。随着国家对节
能减排的重视，甘蔗叶的能源化是近年来对甘蔗叶资
源开发利用所开辟的一种新途径。经研究人员测试甘
蔗叶纤维素含量为５２．３０％，与玉米秸秆相比，其碳含
量高１Ｏ个百分点，氮含量相当，是生产沼气的优良原
料…。中国热带农业科学院农业机械研究所对甘蔗叶 沼气发酵工艺进行了研究表明，提高物料的分解率，
需要在发酵前对茎叶类原料进行粉碎处理，使其达
到２～６ｃｍ长［２１。目前对甘蔗叶的粉碎是利用铡切机
进行切碎。虽然切碎长度能满足制作沼气原料的要
一种小型高效甘蔗剥叶机构的研究
第２９卷第５期 Ｖ０１．２９ Ｎｏ．５ 企业技术开发 ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＩＣＡＬ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ ２０１０年３月 Ｍａｒ．２０１０
一种小型高效甘蔗剥叶机构的研究
阳小良，唐大学，甘辉，马才伏，沈锦
（湖南交通职业技术学院，湖南长沙４１０００４）
摘要：文章在大量文献研究和对蔗农、园林、农机制造企业调研的基础上，仔细分析了现有甘蔗剥叶机构的优缺 点，提出了一种新的小型高效甘蔗剥叶机构的设计方案，以适应不同的甘蔗杆身直径和杆身弯曲度。最后，针对我国 目前的现状．提出了甘蔗剥叶机的研制原则。 关键词：甘蔗剥叶机；剥叶机构 中图分类号：￥２２５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８９３７（２０１０）０５—００６５—０２
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ａ ｓｍａｌｌ ａｎｄ ｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｍａｃｈｉｎｅ ｆｏｒ ｄｉｓｐｏｓｉｎｇ ｌｅａｖｅｓ ｄｉｓｐｏｓｉｎｇ
ＹＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｌｉａｎｇ，ＴＡＮＧ Ｄａ－ｘｕｅ，ＧＡＮ Ｈｕｉ，ＭＡ Ｃａｉ－ｆｕ，ＳＨＥＮ Ｊｉｎ
（Ｈｕｎａｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ ４１０００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｏｆ ｒｅａｄｉｎｇ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｐｌａｎｔｅｒ，ｇａｒｄｅｎ ａｎｄ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｍａｃｈｉｎｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｄｅｔａｃｈｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ，ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ａ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ａ ｎｅｗ ｓｍａｌｌ ｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｄｅｔａｃｈｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ ａｄａｐｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｏｕｔ－ｄｉａｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｂｅｎｄｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ．Ａｔ ｌａｓｔ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｄｅｔａｃｈｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｄｅｔｒａｓｈｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ．
1GYF-250型甘蔗叶粉碎还田棚关键部件结构设计
Ｃｈｉｎａ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ １ ＧＹＦ一２ ５ ０型甘蔗叶粉碎还田机 关键部件结构设计 董学虎 张劲 李明 卢敬铭，邓怡国 张家明ｚ黄敞’ （’中国热带农业科学院农业机械研究所 广东湛江 ５２４０９１ ２中国热带农业科学院生物技术研究所海南海口 ５７１１０１） ｌ ； 辍 ｝ 摘要：开发设计一种大型的１ＧＹＦ一２５０型甘蔗叶粉碎还田机，动刀采用不等距双 ｊ 螺旋线对称排列，并合理适量增加刀辊两端动刀的数量，保证了两端粉碎质量，适应大 ｌ＾ｌ 型拖拉机配套作业的需要，满足了甘蔗叶粉碎质量和生产农艺要求。 关键词：甘蔗叶；粉碎还田机；粉碎；地轮；捡拾 薹 ０ ； ＊ｌ ＃ ｛＃ 《 我国南方甘蔗叶资源非常丰富，单产７５ｔ，ｈｍｚ甘蔗 的蔗田约有１２ｔ甘蔗Ｉ１￣－［１］。但目前大部分甘蔗叶都是被就 地焚烧，既浪费了有效资源，也在一定程度上污染了环 境，甚至易造成火灾隐患。因此，如何合理开发利用废 弃的甘蔗叶，已成为当前热带农业生产资源开发和环 境保护的新热点［２］。而将甘蔗叶粉碎还田，则是培肥地 力、减少污染最简单最直接最有效的一种措施。 甘蔗是一种起垄种植的热带作物，垄高最高可达 ２０ｅｍ，普通秸秆粉碎还田机械的粉碎动刀无法将沟 底的甘蔗叶捡拾起来粉碎作业。为此，我国研制了 一些专用的甘蔗叶粉碎还田机械＿３１。如３ＳＹ一１４０型甘 蔗叶粉碎还田机，动刀采用Ｌ改进型刀，刀轴离地高 度为３９ｅｍ，刀片角度为４０。，配套动力为６５型轮式拖 拉机 ；４Ｆ一１．８型甘蔗叶粉碎还田机的动刀采用直刀类 型，配套动力为１００型轮式拖拉机 ；１ＧＹＦ一２００型甘蔗 叶粉碎还田机采用２把直刀和１把Ｌ改进型刀的结构，配 套动力为１００—１４０型轮式拖拉机【 。以上机械最大工作 幅宽为２．Ｏｍ，配套动力应小于１４０型轮式拖拉机。但目 前，不少农场已购置１４０型轮式拖拉机，甚至更大马力 轮式拖拉机，急需配套大型高效甘蔗叶粉碎还田机。为 此，我们设计了大型高效的１ＧＹＦ一２５０型甘蔗叶粉碎还 田机。现对其结构进行分析，可为设计作业效益高、性 能可靠的甘蔗叶粉碎还田机提供依据与参考。 １ １ ＧＹＦ一２５０型甘蔗叶粉碎还田机结构特点与工 作原理 １．１结构特点 １ＧＹＦ一２５０型甘蔗叶粉碎还田机的结构见图１，主要 由传动系统、机架、前挡板、动刀、定刀、刀辊、后挡 板、限位轮和仿形集叶器等组成，三点后悬挂于８０ＫＷ 左右轮式拖拉机上。其中仿形集叶器主要由斜杆和连接 板等组成，斜杆由弯曲杆和底尖等通过螺栓联接构成， 底尖磨损或碰撞损坏后可较方便拆换。其结构特点是利 用限位轮作仿形轮，斜杆与限位轮刚性连接，与拖拉机 轮子均处于同一个端面上，并布置在动刀的下前方，斜 杆底尖刚接触地面，能随地面高低起伏而大致仿形，将 紧贴地面的甘蔗叶集合、提升至一定高度，使喂入高度 升高，便于动刀捡拾与粉碎甘蔗叶。 动刀与定刀等是粉碎的主要工作部件，共同起捡 拾、打击、剪切和撕裂甘蔗叶作用，以打击为主，切割 为辅，完成甘蔗叶的粉碎作业［７１。 １．２工作原理 拖拉机动力输出轴通过传动系统中万向传动轴将动 力传到变速箱后，通过两边传动轴传给两边的Ｖ带轮， 再经ｖ带变速传动带动粉碎机构中动刀作高速旋转，随 基金项目：公益性行业（农业）科研专项（项目编号：２０１２０３０７２）；２０１２广东省部产学研合作重大专项 （项目编号２０１２Ａ０９０３０００１５）；中国热带农业科学院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（项目编号： １６３００５２０１２０１１）。 作者简介：董学虎（１９８１一）男，山东滨州人，研究实习员，主要研究方向为热带农业机械和热带农业工程。 Ｅ—ｍａｉｌ：ｄｏｎｇｘｕｅｈｕ一１９８１＠１６３．ｃｏｍ。 通讯作者：张劲（１９５８一），男，湖北武汉人，研究员，博士生导师，主要研究方向为热带农业机械和热带农 业工程。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚ￣ｉｎ１２３４＠１６３．ｃｏｍ。 ３９ ２０１ ３．６总第５５期
甘蔗叶粉碎还田机刀辊的可靠性设计
２０１０年第２期 （总第２２３期） 农业装备与车辆工程 ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ＆ＶＥＨＩＣＬＥ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｎｏ．２ ２０ｌ０ （Ｔｏｔａｌｌｙ ２２３）
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—３１４２．２０１０．０２．００２
甘蔗叶粉碎还田机刀辊的可靠性设计
付雪高 ，李明
（１．海南大学机电工程学院，海南儋州５７１７３７；２．中国热带农业科学院农业机械研究所，广东湛江５２４０９１）
摘要：可靠性设计是评价产品可靠度的一种优化设计方法，在保证粉碎还田机的粉碎质量和使用寿命前提 下，用ＭＡＴＬＡＢ软件对粉碎还田机刀辊进行模糊可靠性优化设计，使整机重量减轻了２７．１％，节约了原材料 和成本，使机具的推广应用具有一定成本优势。 关键词：刀辊；ＭＡＴＬＡＢ；可靠性；优化设计 中图分类号：￥２２５．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—３１４２（２０１０）０２—０００７—０４
Ｔｈｅ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｋｎｉｆｅ Ｒｏｌｌｅｒ ｏｆ Ｓｕｇａｒｃａｎｅ Ｌｅａｖｅｓ Ｃｒｕｓｈｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ Ｆｉｅｌｄ
ＦＵ Ｘｕｅ—ｇａｏ ，ＬＩ Ｍｉｎｇ （１．Ｈａｉｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｎｚｈｏｕ ５７ １７３７，Ｃｈｉｎａ； ２．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｚｈａｎｊｉａｎｇ ５２４０９１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ａｎ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｅｍｉｓｅ ｏｆ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｌｉｆｅ ｃｙｃｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｍａｓｈｉｎｇ ｆｉｅｌｄ ｍａｃｈｉｎｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ＭＡＴＬＡＢ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｏ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｆｉｅｌｄ ｍａｃｈｉｎｅ ｋｎｉｆｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｒｏｉｌｓ，ｉｔ ｒｅｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｅ ａｎｄ ｓａｖｅｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｏｓｔｓ，ａｌｓｏ ｍａｋｅｓ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｃｏｓｔ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｔＯ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｋｎｉｆｅ ｒｏｌｌ；ＭＡＴＬＡＢ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ；ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ．