1. 引言
1.1 国内外研究现状
我国是农业大国，农作物秸秆资源丰富、种类多、数量大、分布广，开发利用潜力巨大，发展前景十分广阔。改革开放以来，我国对农作物秸秆处理进行了大量的研究工作，其中应用最广泛的是粉碎和切碎机械加工。无论是化学处理还是生物处理，其首先的工序需要将秸秆粉碎或切短。
我国是一个秸秆利用有着悠久历史的国家，自封建社会开始就开始通过不同的方法进行应用。但是国外对于秸秆利用的研究发展时间比较早，技术比较成熟。在美国，利用秸秆破碎榨汁成型机对玉米秸秆进行压榨，为秸秆综合利用开辟了一个新途径。在处理秸秆时,可以将秸秆内的水分和糖分全部榨出，用来生产工业酒精、提取食用素等。同时也可根据实际需要生产出植物纤维粉、燃料棒、饲料颗粒等不同的产品，其中高密度植物纤维粉可以用作造纸业的原料或工业人造板原料，饲料颗粒可以储存用作冬春季节牛羊的饲料；燃料棒经过加工，可制成替代木炭的秸秆炭,成为新的再生燃料能源,在国内外市场有着广泛的市场潜力。
目前，我国已研制出的农作物秸秆加工机械设备可以分为五大类：第一类为秸秆还田设备，就是把作物秸秆整株或秸秆及根茬粉碎后埋入土中，作为肥料还田，用以改善土质。第二类为秸秆饲料加工设备，包括氨化炉、调质机、揉搓机、热喷设备、青贮收获机、压块机等，是通过物理、化学方法对秸秆进行处理，改善秸秆营养价值，提高采食率和消化率。第三类为制炭设备，包括压块机、炭化机等，是将秸秆压制成棒状或块状，经加热、加压使其炭化。第四类为草织设备，如草绳草袋机、秸秆剥皮机等。第五类为秸秆沼气技术及其发电技术的设备，作为清洁能源有广阔的利用和研究前景。
在秸秆的饲料化处理方面，我国农业科技工作者也已经研究一些较为成熟的生产工艺，如秸秆的氨化技术、微生物机械化贮存技术、青贮技术等，也同时开发出了相应的秸秆切碎机、秸秆饲料粉碎机、秸秆饲料揉碎机、调质机、热喷机、压块机、青饲收获机等机械设备。
1.2 秸秆加工机械存在的主要问题及发展趋势
1.2.1 主要问题
(1) 秸秆饲料加工机械无论是在性能上还是在可靠性均较差。切碎机、粉碎机和揉碎机型号繁多、结构大同小异、主要工作部件标准化及通用化程度较低。
(2) 秸秆加工机具主要工作部件制造质量低，不仅每年要耗费大量的优质钢材，而且还影响生产率和秸秆饲料的加工质量。
(3) 目前的机具通用性差。
(4) 秸秆加工机械的工作室大多数采用闭式，结构合理性较低，加工性能较差，生产效率偏低。
1.2.2 发展趋势
(1)进一步改进和完善现有机型，改善加工机的通用性，实现系列化，各种机型的主要工作部件实现标准化。
(2)提高机械制造质量，延长机械部件的工作寿命。
(3)不断改进粉碎室的结构和性能。设计使用加工质量高、能耗低的开式粉碎室是发展的方向。
(4)逐步实现机械作业的自动化和半自动化，进而降低秸秆加工作业的劳动强度，提高生产率，保证加工质量，朝着大功率、大型联合机械作业方向发展。
(5)应根据作物秸秆的不同和地区特点而设计加工适应性较强的机具。多功能秸秆加工机械以及精加工机械有待于进一步研制和开发。
（6）产品系列化、标准化、通用化，可以满足各种不同农业条件的需要，生产批量易于提高、产品成本易于降低、维修也较方便。
1.3 设计的目的及意义
我国农作物秸秆资源十分丰富。秸秆中含有可消化物质35％～50％，粗蛋白3％～8％，特别适合于喂饲牛、羊等动物。改革开放以来，我国粮食总产量提高很快，但是我国人口多、人均耕地少，不可能提供大量粮食用作饲料，因此，充分利用和开发农作物秸秆饲料，发展“节粮型畜牧业”，特别是对于发展农区秸秆养牛羊等，具有十分重要的意义。
随着我国人口不断增多和耕地的逐年减少，人畜争粮矛盾将日益突出，秸秆作为饲料资源对其有效的利用将是未来农业发展的方向和重大任务之一。
本次设计的目的是设计出一种对秸秆进行切短的切碎机，要求其结构合理，经济适用，操作方便，易于维护，通用性好。
1.4 设计内容及应达到的技术要求
1.4.1 设计内容
（1）秸秆切碎机整体方案的比较选择及可行性论证；
（2）机架的结构设计；
（3）加工能力范围的确定；
（4）相匹配的动力，选择出合适的电动机；
（5）动力传动装置、输送装置的设计；
（6）非标准件的结构参数的确定；
（7）辅助部件（如外壳）的设计。
1.4.2 技术要求
根据饲养要求，饲料加工方法及配料工艺的不同，应达到如下技术要求：
（1）切碎长度符合饲养要求，切段太长，不利于牲畜咀嚼，损失浪费严重；切段太短，不仅浪费动力，而且会加速饲料中水分的蒸发和营养物质的损失。通常饲料喂牛时为30-40mm,喂马时为15-25mm,喂羊和猪时为8-20mm；
（2）切碎质量要好，切碎长度均匀，切口平整，而且要有比较高的切碎率；
（3）通用性好，尽可能的适用于多种秸秆的切碎；
（4）喂入卸出自动化，工作安全可靠；
（5）运转均匀，结构简单，维护方便；
（6）效率高、能耗少、使用方便。
1.5 设计的基本依据
1.5.1 功能设计思想
功能上产品必须实现的任务或说是产品的用途，因此必须按照切碎机所要求的任务和目标进行设计，其设计原则有：
（1）保证碎段的均匀性和营养性；
（2）防止附属功能的遗漏（如自动输送、抛送）；
（3）尽量减少不必要的功能设置；
（4）注意要求达到基本功能的条件，防止其和具体环境等因素的不协调。
1.5.2 总体设计依据
整个设计的关键之处就在于总体设计，其原则：
（1）系统性，即所设计的是一个系统，应充分考虑系统的特性；（2）布局的合理性，其对后续设计存有重大的影响，应要求达到便于充分发挥功能，整体结构紧凑，层次分明。
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