集切割、粉碎于一体的香蕉秸秆粉碎机械研发

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引言

香蕉是全世界贸易量最大的水果之一，中国则是世界香蕉主产国之一，香蕉产业已成为我国热

带南亚热带地区农业支柱产业之一。香蕉作为热带作物，具有生长周期短和生物量高的特点，

每年盛产香蕉的同时都会产生等量的香蕉副产品。因此，如何正确有效地处理大量的香蕉秸秆

已经成为蕉农的一大难题。长久以来，我国的香蕉种植业都是采用人工处理的方式安置香蕉秸

秆，将收获后的香蕉秸秆逐棵砍伐，或就近丢入臭水沟、搬运到田边集中堆放，最后任其腐

烂，这是一件极其繁重的劳动。然而，这种看似简单的传统处理方式却带来了许多弊端，对经

济、环境、人体都造成了很大的危害。其弊端主要有以下几点: ①香蕉秸秆堆放到田边或丢入

臭水沟，会占用很大的场地，减少耕地的利用率，堵塞下水通道，污染环境。②工作效率会大

大降低，劳动强度增大，作业成本提高。③由于单单依靠人力难以及时处理香蕉秸秆，因此目

前大部分种植的香蕉都留有多年苗，品种逐渐老化，进而使香蕉品质一年不如一年。④有机肥

料的浪费，香蕉秸秆中富含大量的有机质、钾、氮、磷和微量元素，是良好的有机肥料，如果

能合理利用，可获得最佳培肥地力的效果，实现保护性、循环性耕作。

⑤香蕉秸秆在田边或臭水沟废弃后，有些带病的香蕉秸秆( —如香蕉枯萎病亦称巴拿马病、黄

叶病等) 病菌很容易随水流扩散，造成大面积染病，使疫情难以控制。这是海南香蕉种植地区

香蕉林易患香蕉枯萎病的主要原因之一，在很大程度上制约了香蕉种植业的规模化发展。为

此，主要介绍了一种集切割、粉碎于一体的香蕉秸秆粉碎机械。该系统通过压力传感器的检测

与步进电机控制的有效结合，从喂料、切割、粉碎和出料进行全过程的自动控制，大大提高了

处理香蕉秸秆的工作效率。

1 粉碎方法及原理

1 ．1 粉碎方法

目前生产发明的破碎机种类相当繁多，包括颚式破碎机、圆锥破碎机、单齿辊破碎机、振动式

破碎机、立轴式破碎机、回转式破碎机、锤式破碎机，以及不断研制出的多功能破碎机，为工

业生产带来了极大的便利。这里主要介绍了一种集切割与粉碎一体的自动香蕉秸秆粉碎机，该

系统基于单片机进行全程自动控制，压力传感器与步进电机合理配合实现各步骤运动，在香蕉

秸秆的各种加工与处理中，主要进行秸秆粉碎的处理。

1 ．2 粉碎原理

粉碎机开始工作时，通过传感器 1 的检测向单片机发出信号，单片机接受信号之后发出脉冲步

进电机转动; 步进电机开始转动之后通过传送带运送香蕉秸秆到达指定位置，传感器 4 检测到

物体后断电，步进电机停转; 此时，传感器 2 发出信号，主电机带动带传动机构使刀片旋转，

同时在配重平衡力的作用下，Z 向电机驱动涡轮运动从而带动蜗杆运动; 涡轮带动摇臂上下摆

动，刀具实现切割香蕉秸秆运动，刀具回复初始位置时刻，传感器 3 发出信号，步进电机开始

转动重复以上步骤，并且单独设置步进电机开关以便更好的操作。当被切割的香蕉秸秆进入到

粉碎室后，传感器 5 发出信号，电动机带动滚筒切刀旋转，动刀片与定刀片将香蕉秸秆切碎，

并利用滚筒刀片将切碎后的秸秆沿切线方向从出料口排出入收集箱中。

2 基本结构及功能

2 ．1 基本结构

香蕉秸秆粉碎机的结构简图如图1 所示。【图 1】

2 ．2 压力传感器

传感器 1 装在初始传送带的位置，用来检测有无秸秆，控制步进电机的停转; 传感器 2 装在刀

具的上方，用来控制主电机的运转使刀具向下运动; 传感器 3装在刀具下方，当刀具回复初始

位置时刻，发出信号，步进电机开始转动并重复切割运动; 传感器 4 装在末端传送带的位置，

用来检测秸秆是否到达指定位置，控制步进电机的停转; 传感器 5 装在粉碎室喂料口，用来检

测是否有秸秆进入到粉碎室中，控制电机的停转，由此构成一个传感器组。当传感器组没有信

号时，总电源断电，粉碎机停止工作。

3 自动粉碎过程及控制系统

3 ．1 自动粉碎工作过程

①主电机。Z 向步进电机转动，工作回初始位置。

②进料。系统开始启动后，通过步进电机运动将原料通过传送带运送到指定位置，直至传感器

4 发出脉冲信号使步进电机停转。③切割。传感器 2 发出信号，主电机带动带传动机构使刀片

旋转，同时在配重平衡力的作用下，Z 向电机驱动涡轮运动从而带动蜗杆运动，涡轮又带动摇

臂上下摆动，进而实现秸秆的切割运动。④粉碎。当传感器 5 检测到被切断后的秸秆，电机带

动滚筒切刀旋转，动刀片与定刀片将香蕉秸秆切碎，并利用滚筒刀片将切碎后的秸秆沿切线方

向从出料口排出。⑤自动卸载。当刀具切割后回到初始位置，步进电机开始运转。上述②至⑤

步骤连续进行，完成香蕉秸秆的自动粉碎工作过程。根据粉碎机的工作过程，系统的程序流程

图如图2 所示。【图 2】

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标签： #粉碎机 #粉碎 #秸秆

摘要：

集切割、粉碎于一体的香蕉秸秆粉碎机械研发引言香蕉是全世界贸易量最大的水果之一，中国则是世界香蕉主产国之一，香蕉产业已成为我国热带南亚热带地区农业支柱产业之一。香蕉作为热带作物，具有生长周期短和生物量高的特点，每年盛产香蕉的同时都会产生等量的香蕉副产品。因此，如何正确有效地处理大量的香蕉秸秆已经成为蕉农的一大难题。长久以来，我国的香蕉种植业都是采用人工处理的方式安置香蕉秸秆，将收获后的香蕉秸秆逐棵砍伐，或就近丢入臭水沟、搬运到田边集中堆放，最后任其腐烂，这是一件极其繁重的劳动。然而，这种看似简单的传统处理方式却带来了许多弊端，对经济、环境、人体都造成了很大的危害。其弊端主要有以下几点:①香蕉秸秆...

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