柠条加工机械改进和技术经济效果评价

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1、柠条加工机械改进和技术经济效果评价　　摘要通过试验，对柠条平茬与粉碎机械的关键零部件进行了改进，并研制开发出适合柠条饲料开发利用的定型产品，技术经济效果明显，具有良好的推广前景。关键词柠条；加工机械；改进；效果评价中图分类号S226.9文献标识码A文章编号1007-5739（2013）12-0167-01长期以来，在宁夏中部干旱带，柠条主要用于放牧补饲和薪炭燃料。资源的保护与利用之间极不协调，超载过牧或滥砍、乱伐导致生态环境极度脆弱。目前，制约柠条饲料开发利用和产业化发展的关键问题有以下2点：一是平茬收割，二是粉碎加工。据调查，

2、目前市场上便携式普通林木割灌机和饲草料粉碎机种类较多，但只适合繁枝修剪、苗圃幼苗平茬或牧草及农作物秸秆的粉碎加工。采用普通机械对柠条进行平茬或粉碎，均存在主机配件易变形、抗磨损能力差、机械性能不稳定、生产效率低、维修费用高、加工成本过高、安全可靠性较差等问题。因此，通过对柠条生物学特性的测定，研究开发适宜柠条平茬的耐磨锯片和粉碎机械的转子、主轴等关键零部件[1-5]，对加快柠条资源更新的利用，促进柠条饲料产业化的开发具有重要意义。1柠条平茬机械的改进61.1柠条平茬机械的选择目前，国内市场便携式林木割灌机械产品类型繁多，按操作方

3、式和机械结构分为背负式和侧挂式2类。这2类机型都具有适用性、安全性和可操作性高，生产率较高，价格低廉的特点，目前价格在1800元/台左右，仅为进口产品的1/2或1/3，适合贫困地区农民经济承受能力和经营需要，是目前国内适宜柠条平茬收割的理想机型。通过试验，IE4FC型背负式机型的工作效率为0.1hm2/h，CG415型侧挂式机型为0.26hm2/h，侧挂式机型好于背负式机型[2]。但存在的主要问题是锯片磨损较快，平茬成本高，筛选配套的耐磨锯片进行平茬作业可显著提高其工作效率，降低平茬成本。1.2原机锯片材质分析据对原机锯片化学成

4、分测定结果分析，山东CG415型侧挂式机型原机锯片的材料为日本的SKS5合金工具钢，是日本推荐用于圆锯和带锯的工具材料，其淬火硬度≥HRc45。分析认为，这种锯片硬度偏低是其不耐磨损的主要原因，不适宜柠条平茬收割使用。1.3超硬钨锯片的选择及性能改进超硬钨钢圆锯片（简称超硬钨锯片），是在656Mn钢锯片机体上，应用较先进的焊接工艺技术，将超硬钨钢制成的刀片焊接在锯片的齿部而成。因此，这种锯片不但具有较高硬度和耐磨性的刀齿，而且机体还具有一定的韧性，使锯片具有良好的切割性和安全使用性。2柠条粉碎机械的改进2.1转子的制作转子由动刀

5、和锤片等多种零部件组成，是粉碎机的主要部件。动刀采用65Mn厚钢板制作，其厚度是普通铡草机的2倍，并对其进行了严格的热处理。动刀工作表面硬度接近HRC60，将采用表面渗碳工艺，使工作表面硬度达到HRC60～64，可大大提高其强度和使用寿命。除了加强厚度外，还采取了表面涂镀硬质合金的工艺，极大地提升了其工作性能。使用前经过严格的质量检验，并且进行了重量分组。在没有装锤片之前，首先按相关要求对转子组装进行静平衡试验，平衡精度不低于G16。锤片质量要求符合GB/T3943—1983的有关规定，粉碎机径向相对的2排锤片的总质量差不超过5

6、g。2.2主轴、销轴材料选择及处理主轴采用45号圆钢制作，直径增加10mm，调质处理后硬度为225～251HB；销轴应采用45号钢制造，调质处理后，硬度为298～349HB。2.3定刀材料选择及处理定刀亦采用65Mn钢制作，其加工与热处理工艺动刀相同。2.4标准件的选择6转子轴承选用双列调心滚子轴承，其价格是普通机具所用双列调心球轴承或向心球轴承的4～6倍，且额定动、定负荷能力提高2.0～2.5倍，主要紧固螺栓采用高强度螺栓，并提高规格。动刀紧固螺栓由M12提高到M16。3技术经济效果评价3.1超硬钨钢耐磨锯片性能验证3.1.1

7、耐磨损能力。从使用效果来看，255mm×3mm×80mm、200mm×3mm×60mm、180mm×3mm×60mm3种锯片，每片锯片在连续平茬3.3～4.0hm2柠条后，测量锯片直径和刀齿宽度尺寸磨损很小，基本上无变化，切削刃锋利，刀尖微量磨损，3种锯片前后刀面均见微量磨损。当连续平茬5.4～6.6hm2时，无断齿或断裂现象，刀尖和刀刃均已显著磨损，但还可以继续使用，而普通锯片开机作业超过10min刀齿刃尖磨损明显，连续平茬1hm2左右就需重新刃磨。3.1.2使用寿命。通过试验，耐磨锯片一次性平茬柠条不低于6.6hm2，同时还

8、可以刃磨1～2次，刃磨一次费用仅5元，可继续平茬柠条3.3～6.6hm2，其锯片磨损成本仅2.6～3.0元/hm2，之后还可以继续用于牧草、玉米等农作物的收割，提（下转第170页）（上接第167页）高锯片的利用率。63.1.3耐磨锯片平茬效果。采用八年生未平茬成