第二章秸秆收集处理体系.docx

第2章 秸秆收集处理体系2009年7月国务院下发了关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见，明确提出力争到2015年，基本建立秸秆收集体系，基本形成布局合理、多元利用的秸秆综合利用产业化格局，综合利用率超过80%，加快推进秸秆综合利用实现秸秆的资源化、商品化，促进资源节约、环境保护和农民增收。农作物秸秆种类多样、量大分散、季节集中。收集成为制约综合转化、规模化工业利用的共性瓶颈问题。自主研发，突破关键共性技术，开发收集设备，集成形成秸秆收集体系，已成为解决“三农”与环境问题促进社会经济可持续发展的必然选择。 第1节 捡拾压捆机在农作物秸秆和饲草产业化过程中，首先要解决收集和储运的问题，一般秸秆物料松散，容积密度小收集起来占地空间大运输效率低成本高所以收集储运环节一直是制约生物质能源工业化规模利用的首要难题。根据中国农业大学成套设备研究所的试验统计饲草打捆后平均密度可以增大10倍左右相应的储存空间减小为打捆前的1/10左右运输成本也随之降低了70%左右。可见开发作物秸秆打捆机是解决农业生物质秸秆饲草收集储运问题。满足工业化利用的有效途径之一。秸秆收割后，干燥到一定程度以后，为了便于运输和贮藏，需要用秸秆捡拾压捆机把牧草压缩成捆。秸秆压捆收获工艺是目前比较先进的收获方法之一。其优点是草捆密度大，可以大大缩小体积，缩短收获期，减少损失，能够更多的保持秸秆营养成分和提高劳动生产率。因此，压捆收获法发展很快，我国北方许多企业都采用此法，并产生了相应的压捆机械。秸秆压捆机按作业方式可分为固定式压捆机和移动式捡拾压捆机。捡拾压捆机又可分为牵引式和自走式。目前以采用动力输出轴驱动的牵引式捡拾压捆机占多数。按压成草捆的形状，可分为方捆活塞式压捆机和圆捆卷压式压捆机。方捆活塞式又分为直线往复和二次压缩式。圆捆卷压式分为内卷式和外卷式。1、 方捆捡拾压捆机（一）9KJ-1.4型捡拾压捆机9KJ-1.4型捡拾压捆机为方捆活塞式压捆机。该机适于在侧向搂草机搂集的秸秆捡拾压捆。它主要由捡拾器、输送喂入器、压缩室、密度调节器、草捆长度控制器、打捆机构、曲柄连杆机构、传动机构和牵引装置等组成。工作时，压捆机沿秸秆条前进，捡拾器的弹齿拾起秸秆，并连续地送到输送喂入器下面的底板上。输送喂入器拨草板定时将秸秆从侧面送入压缩室内。在曲柄连杆机构的作用下，活塞往复运动，将不断喂入到压缩室内的秸秆压捆成草捆。根据所需要的草捆长度，打捆机构定时起作用，自动用捆绳捆绑草捆。捆好后的草捆被后面陆续成捆的草捆不断推向压缩室出口，通过放捆板落到地面，再用方捆捡拾车将方捆从地面拾起，并装入运输车。1. 捡拾器 它用于捡拾秸秆并将其升运至输送喂入装置。该机采用滚筒式捡拾器。在滚筒轴的两端固定着滚筒并随着轴旋转。四个齿杆两端的轴颈，分别插入滚筒的四个孔内。每根齿杆上固定着九个复式弹齿。具有特殊形状的定向滚轮盘固定在滚筒轴右端支撑板上。带有滚轮的曲柄焊接在齿杆的右端。当滚筒旋转时，齿杆带动滚轮沿着定向滚轮盘的内滚道滚动，以控制弹齿按一定的轨迹运动。使弹齿从护板内伸出，捡拾秸秆并把升运至输送喂入装置，然后弹齿从中顺利缩回。2. 压缩室 压捆机的很多部件均安装在压缩室上，因此，它起着机架的作用。同时，秸秆形成草捆主要在压缩室内进行。它由左右侧壁、上盖和底板焊合而成。右侧壁又分成前后两部分，中间是喂入口。在喂入口的后侧壁安装固定切刀，他与活塞上同侧的切刀构成切割幅，以切段连续喂入的秸秆，确保草捆整齐。压缩室上盖板上固定着打捆机构，前端左侧壁上固定着压捆机主传动箱。压缩室内底板上装有滑道，活塞可在滑道上作往复运动。活塞回程时，为保持秸秆的压缩状态，在上盖板、底板和左侧壁上设有弹簧加压的防松卡爪。当活塞压缩秸秆时，卡爪被挤出室外，秸秆通过；活塞回程时，卡爪在弹簧作用下重新进入压缩室抵住秸秆，阻止秸秆蓬松。3. 草捆密度调节装置 它通过改变压缩室后端出口截面大小，以调节草捆密度，它包括上下连接板、横梁、调节手柄、螺杆和弹簧等。上连接板铰链地安装在压缩室上盖板后端。横梁焊接在连接板上。旋转调节手柄时，上连接板相对于下连接板的倾斜度发生变化。从而改变压缩室出口断面的大小，而调节草捆密度。4. 打捆机构 它是压捆机的主要工作部件，能自动送绳、结扣和打捆。由穿针、打结器、打捆机构控制器等部分组成。现分别介绍他们的构造和工作过程。（1） 穿针 它的主要作用是当草捆达到预期长度，活塞式秸秆处于压缩状态，通过活塞端面的缝隙，把捆绳送到打结处进行打结。穿针安装在压缩室下面的管架上，通常制成半圆形，尖部有一穿绳孔。打捆前，捆绳从绳箱出来后通过压紧器、导绳器的孔，经绳孔被夹在打结器的夹绳盘缺口内。穿针的运动是通过四杆机构实现的，并由打结离合器加以控制。当压缩室内的秸秆达到预定数量时离合器结合，打结器轴开始旋转，使固定在打结器轴外端的曲柄带动连杆和管架运动，带动穿针向上升起，绕过草捆把捆绳送到夹绳盘缺口与另一端捆绳对齐。捆绳割断打结完毕后，穿针开始下降。这时。捆绳一端留在夹绳盘缺口内，为下次打捆作准备。（2） 打结器 它是压捆机比较复杂的关键部件。主要由打结嘴、夹绳器、脱绳杆，割绳刀、复合齿盘、夹绳器驱动盘和架体等组成。架体通过轴孔套在打结器轴上。复合齿盘和夹绳器驱动盘则用键固定在打结器轴上。其他零件均安装在打结器架体上。5. 方捆的形成和打结过程（1) 方捆的形成 活塞压缩行程时，压缩室内的秸秆被推向后移，这时捆绳也被推向后方，捆绳不断从捆绳箱内拉出，当压缩室内的秸秆移动到预定长度后，打捆控制器使打捆机构开始工作。随着打结轴的旋转，穿针在曲柄的带动下向上运动，把捆绳送到夹绳器与原来在打结嘴上表面和夹绳器缺口内的捆绳合并，并被加紧。打结嘴转动将两股绳打成绳环，当捆绳被切断后便形成绳结。把围在中间的秸秆打成草捆。然后穿针开始下降，捆绳端头留在夹绳器内，为形成下一个草捆作准备。（2) 打结过程 该机的打结过程由八个动作组成，是在打结轴转动一周的时间内完成。搭绳：打结器轴转动时，最先开始动作是穿针。穿针向上运动途中把捆绳搭在打结嘴上表面使两股绳合在一起。夹绳：当穿针上升接近上死点，捆绳被送到夹绳器缺口内，此时夹绳器立即开始转动，转动1/8周后捆绳被送进夹绳器内夹紧。绕环：当夹绳器开始转动，但尚未停止时打结嘴开始转动。这时两股绳紧紧压在打结嘴上表面上。打结嘴顺时针方向转动时，两股绳随之运动成环。张嘴：打结嘴约转动1/8周时，上颚滚轮与导板脱离接触，打结嘴开始张开，当转动到3/4周期时完全张开，两股捆绳进入上下颚之间。闭合：当打结嘴转动接近结束时，上颚滚轮脱离支架锥面，重新抵在滚轮导板上，迫使上下颚闭合。此时两股绳夹在两颚之间。拉紧：上下颚闭合后，脱绳杆开始动作。这时套在打结嘴上的绳环逐渐拉紧。割绳：绳环被拉紧到一定程度后，退到打结嘴端部。脱绳杆继续往前摆动，固定在脱绳杆上的割绳刀将捆绳割掉。脱扣：捆绳被割断后，脱绳杆仍在向前运动。这时脱绳杆端部的豁口槽带动捆绳，把绳环从打结嘴上脱下，套在上下颚中间夹住的绳端上，使之形成绳结从打结嘴上脱下。6. 方捆捡拾压捆机的使用（1） .捡拾压捆机的生产率与秸秆质量有很大关系。因此要求秸秆连续均匀，每米秸秆条重量应达1.5-5公斤，宽1.2米左右，为了获得理想的秸秆条，最好使用机械收割。（2） 机组作业前应根据使用说明书进行机器各部分的调整和保养。作业中应注意秸秆条及地形情况。（3） 打捆机构出现故障时应及时停车排除。压捆机固定作业时，作业要均匀连续。（2） 介绍一种新型打结器打结器是方捆压捆机的部件，被称为“压捆机的心脏”（3） 方捆二次压捆机方捆二次压捆机是将中等密度的方捆或捡拾压捆机的成捆草捆进行二次压捆。二次压捆机的草捆密度由原来的150-180kg/m3提高320-380kg/m3或更高600-1000kg/m3。从而有效的缩小了方草捆的体积，减少了贮存空间，便于商品草捆的流通和大大降低了运输成本。方捆二次压捆机一般由机架、草捆二次压缩室、液压工作站、草捆密度调节机构、草捆长度控制机构、行走机构和电器系统组成。二次压捆机多以电动机为动力，有些机型还备有柴油机配套装置。其工作原理是电动机带动液压泵，通过油缸的伸缩使活塞通过油缸产生平稳而巨大的压力，使一次压缩的草捆再次压缩成型，二次压缩的草捆长度可根据需要确定。一般将2-3捆再次压缩成一捆，草捆可重达35-50kg。二次压捆机的压缩室一般都设有防反弹机构和草捆密度调节机构，有效提高了压捆效率及草捆密度。2、 圆捆捡拾压捆机圆捆捡拾压捆机是用来制备大型圆柱形草捆的机具，该类机具现在已经广泛推广使用。由于圆草捆能防雨水渗透和风蚀，便于露天贮存，能保持干草的营养成分，减少损失，饲喂方便，节约捆绳等优点。因此，发展较快，它适用于天然草场和大面积作业，但必须配备圆草捆运载机搬运草捆。圆捆机按草捆成形过程可分为内卷式和外卷式两种。按卷压室型式又可分为皮带式、卷辊式和链板式。内卷式圆捆机，其卷压式由几根长皮带围成。卷捆时卷压室容积由小变大，对干草始终保有压力，因此其卷捆的芯部也有一定的紧密度，此种圆捆机的草捆密度较高，长期存放不易变形，但其机构较复杂，要求干草较干燥。外卷式压捆机，卷压室由几根短皮带或若干钢制辊组成。卷捆时卷压室尺寸固定不变，开始卷捆时干草没有压力，等到充满卷压室后开始加压，形成草捆中心非常疏松，外层紧密的草捆。所以它的透气性好，易于保存，但草捆易变形。（一）9ZYY-1.6A型圆草捆压捆机该机属于钢制卷辊式外卷绕式捡拾机，它主要由捡拾器、疏松喂入装置、卷压机构、传动机构、捆绳捆草机构和液压操纵装置等部分组成。1. 捡拾器和输送喂入装置 捡拾器与方捆压捆机相似。幅宽1.55m。有四排弹齿，每排18个，弹齿间距70mm。捡拾滚筒采用悬挂弹簧式，捡拾干净。捡拾器可用曲柄调节高度，弹齿离地间隙为20-30mm。捡拾器与压缩室之间装有耙齿式喂入装置，它有强制将干草喂入的作用，最大喂入量为5kg/s2. 卷捆机构 它由17个用钢板焊成的卷辊组成的固定式压捆室。压捆室分前后两部分。前压缩室有7个卷辊，后压缩室有10个卷辊。卷辊的转动由链条带动顺时针方向回转，工作时捡拾的干草由输送喂入装置送入压缩室后，即随卷辊转动。干草靠摩擦力上升到一定高度后，因重力作用滚落在后喂入的草层上，形成草捆芯。草捆芯继续滚卷，直径逐渐扩大，到一定尺寸后卷辊将干草由外向内压缩，逐渐形成外紧内松的圆草捆。当草捆达到所要求的密度后。电磁离合连杆式布绳装置将捆绳甩入卷压处，并绕在草捆外圆上成捆，然后捆绳被自动切断。操纵液压阀，液压油缸打开后压缩室，草捆即自动卸出，一个压缩循环结束。压缩卷辊转速为124r/min,草捆直径为1.5m,宽度1.23m。圆捆重量600-1000kg.3. 传动装置 该机各工作部件的回转动力，由40kw拖拉机动力输出轴带动。4. 电磁离合式连杆布绳机构 采用此种机构较直流电机驱动布绳机构先进，即对直流电压要求不太严格。当卷压室内草捆达到规定压力时，自动向电磁铁通直流电，产生磁力使动力布绳机构主动轴转动，再带动复合凸轮转动，使与凸轮相对应的连杆动作，完成布绳、紧绳、松绳和割绳四个程序。当捡拾打捆时，该机构还可将塑料布卷入卷压室捆草。这样便于麦草的氨化处理。第2节 草捆捡拾装载机械草捆的装载和贮存是消耗劳动力最多和劳动强度较大的作业。为了实现从收割到贮存的全过程机械化，国内外研究和生产了草捆装载机械。有的方草捆捡拾压捆机后面直接安装了草捆抛掷器，可以将草捆从压捆机扔到挂在压捆机后边的拖车里，这样可以由拖拉机手一人完成捡拾压捆和装运的全部工作。另外有挂于拖车或卡车上的草捆捡拾装载机，它能将草捆自动拾起来并升运至车厢中由人工码垛。为了提高效率、节省劳动力，还设计了自走式和牵引式的自动捡拾装卸车，可以在田间捡拾起单个草捆并自动地把草捆堆集在拖车上。并用机械方法把草捆卸掉。对于大圆草捆则有悬挂式装载机及圆草捆运输车。现分述如下：一、9JK-2.7型方草捆捡拾装载机该机与捡拾压捆机配套使用，实现小方草捆从地面捡拾装车，并运至贮草点的各环节机械化作业。9JK-2.7装载机通过单点铰接挂接于拖车或卡车的侧面。在作业中依靠地轮传动从地面抓取草捆，并将草捆升到2.7m高处，自动翻转到平台上，然后人工在拖车或卡车码垛。它主要由牵引架、升运架、传动机构及平台等组成。牵引架上装有牵引版，为适应不同型号车型，牵引版可在370-1150mm范围内任意调整。牵引架后部作成喇叭形，在捡拾草捆时有集拢和导向作用。升运架是直立式的，与地面夹角为82度。其上安装了带有爪板的链条传动机构。为了防止草捆滑落。两侧设有挡板，前部设有弹簧调节的压板。压捆板里面与升运架工作面间隙可以通过弹簧在360-500mm范围内自动调节。升运架上部安装有平台，草捆到了平台后便由人工在车厢内码垛，升运架上部后面设置了牵引钩。运输时可以把机器放倒拉走。机器采用地轮传动，地轮轴上安装了主动链轮。地轮向前滚动时，通过主动链轮带动升运架上的链条升运草捆。运输时利用牙嵌式离合器切断动力，避免链轮随地轮转动。升运链采用节距为38mm的铸造钩形链上，共有17节带爪板的链节，即每隔8节钩形链套入一节带爪板的链节。该机的牵引力为50-100kg。作业速度取决于田间草捆间距和车上码垛人员的劳动强度。一般以保证纯工作小时生产率为250捆为宜。2、 大圆草捆装载机9YZ-600型液压圆捆装载机与9ZYY-1.6A型圆捆机配套使用。可以把压捆机打成的圆草捆在田间运输、堆垛，也可将草捆装到汽车或拖车上运往贮草点，它主要由草叉、动臂、液压油缸、支杆等组成。它装在28型拖拉机是前面。工作时，将拖拉机驶近草捆，使草叉拖起草捆，并装到拖车或卡车上。最大卸捆高度2.2m，额定装载重量600kg.卸下草叉，可装上铲斗，起重吊钩等部件，可完成装载和起吊重物等多项作业。第3节 捡拾集垛、运垛机械捡拾集垛是国外20世纪70年代开始推广的一种牧草收获工艺，国内20世纪80年代开始生产推广，它也是一种秸秆收获法。它收获牧草效率 高，劳动消耗少，牧草花、叶损失少，对于运距短的地区较为适宜。1、 捡拾集垛机它有两种，一种是非压缩式，另一种是压缩式。为压缩式捡拾集垛车。它由链加式捡拾器、矩形断面的风送导管、导向罩、压缩顶盖、顶盖后门、车厢等组成。工作时，捡拾集垛机沿秸秆条前进，链加式捡拾器捡拾秸秆草条，同时由于链加的高速回转，形成气流，将秸秆沿管经导向罩吹入车厢内，顶盖可以由拖拉机手控制液压油缸完成顶盖的上下运动。当秸秆草吹满车厢后，拖拉机停止行进，利用油缸使顶盖向下运成一垛，便可就地卸垛，也可运至贮存地点卸垛。卸垛时拖拉机停止前进，拉动车厢后销钩绳索，再接通油缸使顶盖升起到最高位置，车厢后门和顶盖后门自动打开，卸垛链板输送器自动接合，将草垛卸出，当草垛开始触及地面时，拖拉机缓慢向前移动，使草垛完全落在地上。我国齐齐哈尔农牧车辆厂生产的9JD-3.6型捡拾压垛机可与45kw轮式拖拉机配套。捡拾宽度1.9m,车厢容积33m3,形成的草垛尺寸4.3*.2.6*3，草垛容重70-110kg/m3,草垛重量3吨。压成的草垛形状整齐，顶部呈圆弧形。2、 运垛车捡拾集垛车形成的草垛，可用运垛车运至饲喂点。运垛车是支持在两轮上的大平台，平台上有两条液压马达驱动的带爪的输送链，尾部都有捡拾辊支持辊。可利用一油缸使平台向后倾斜或转平。工作时，拖拉机将草垛运输车尾端退向草垛，用油缸使平台倾斜，其尾部支持辊触地，捡拾辊插入草垛底部，靠输送链向车上移动草垛，待草垛移上平台后，停止输送链，使平台转平，即可运输。我国生产的7DY-3.6型草垛运输车1人1台车20.7-40.7kw拖拉机即可完成装、运、卸草垛作业。装