液压控制系统下的香蕉秸秆切片机研发

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液压控制系统下的香蕉秸秆切片机研发

引言

香蕉属芭蕉科植物，属多年生宿根草本植物。植株结果后枯死形成秸秆，香蕉秸秆富含大量的

有机质、氮、磷、钾和微量元素，是良好的有机肥料。我国香蕉种植面积 35 ．3 万hm2 左

右，海南香蕉种植总面积近 4 ．7 万hm2，由此产生了大量的秸秆废弃物。目前，我国香蕉秸

秆主要被作为农业废弃物直接回田或者用人工搬运到路边的田埂使其自然腐烂，未能得到合

理、有效的利用，这些地方成为了香蕉病虫害的繁殖场和传播源，进而增加植保投入成本。目

前研究的较成熟切片机有滑切型莲藕切片机、鼓式削片机等，而对香蕉秸秆还没有一套较为完

善的切片机系统。为此，主要介绍了一种利用上下错位的偏置刀盘对香蕉秸秆进行的高效率、

高质量切片的方法，并配合高压气体辅助吹扫。同时，通过液压系统对香蕉秸秆投送到切片的

全过程实现自动控制，能较好、精确地控制香蕉秸秆切片机完成预期的采摘作业。

1 切片方法及原理

1 ．1 切片方法

目前，国内外主要研究的切片机基本类型有 5种，按其结构可分为: 摇动式切片机、轮转式切

片机、滑动式切片机、推动式切片机、冰冻式切片机。它们在各个领域皆有较为成熟、完善的

应用，而针对目前国内尚无一套完善的、标准的、系统化的香蕉秸秆切片机系统的现状，笔者

设计了一种新型的香蕉秸秆切片机。该机采用上下偏置刀盘高速交替旋转并以高压空气辅助吹

扫杂质残留物从而切片的方法，在香蕉秸秆的各种加工预处理工艺中，主要进行香蕉秸秆切片

的加工处理。

1 ．2 切片原理

工作时，首先用高压空气把切削室部分吹扫干净; 之后，香蕉秸秆从上方进入到切削室; 当传感

器感应到香蕉秸秆时，液压系统控制刀盘开始旋转; 随着切削刀盘的高速旋转进行切削，所切

削的秸秆在切削室内由切削刀盘上的风叶所产生的高速气流送出。

由于切削室由两个偏置刀盘进行同时错位高速旋转，当上部的刀盘进行切削时，下部的刀盘收

回; 当被切片的香蕉秸秆由于高速气流被送出后，由于自身重力下落触碰到下部的刀盘，这时

上部刀盘收回，下部刀盘进行切削。由此周而复始地进行香蕉秸秆切片，既提高了切片效率，

也降低了工人劳动强度。

切片期间，高压空气罐里的空气通过连接到切削室的吹扫管道不断地把残留在刀盘上的残留物

和一些杂质吹扫除掉，并且因为香蕉秸秆含有少量水分，从而保持了刀具的干净锋利和不易被

腐蚀。被切片的香蕉秸秆会落入到下方的收集箱内，进而保证了操作空间的干净整洁。

2 香蕉秸秆切片机的结构

2 ．1 基本结构

香蕉秸秆切片机的结构简图如图 1 所示。【图 1】

2 ．2 压力传感器

压力传感器装在喂料口靠近上部刀盘处，可以检测有无秸秆投入，进而反馈给控制系统，自动

启动、关闭刀盘的旋转。

传感器也称变换器，是将非电量等按一定规律转换成便于测量、传输和控制的电量或另一种非

电量的元器件或装置。它是由转换原件、信号调理、敏感元件和转换电路组成的，如图 2 所

示。【图 2】

图2 压力传感器的组成本机械装置采用电桥构成测量电压式压力传感器，是一种具有较高灵敏

度的测量方式。压差为零时，电桥的两臂相等。差压信号加到 4 个压敏电阻上时，压敏电阻的

阻值随差压变化而变化，因此引起电桥失衡。由于电桥失衡引起电流变化，通过运放LM2904

进行电流放大，而后在后面接 ADC0834 模数转换芯片，进而把模拟信号转化为数字信号，最

后传输至 CPU 进行处理。其电路接线图如图 3 所示。【图 3】

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标签： #控制系统 #切片机 #秸秆

摘要：

液压控制系统下的香蕉秸秆切片机研发引言香蕉属芭蕉科植物，属多年生宿根草本植物。植株结果后枯死形成秸秆，香蕉秸秆富含大量的有机质、氮、磷、钾和微量元素，是良好的有机肥料。我国香蕉种植面积35．3万hm2左右，海南香蕉种植总面积近4．7万hm2，由此产生了大量的秸秆废弃物。目前，我国香蕉秸秆主要被作为农业废弃物直接回田或者用人工搬运到路边的田埂使其自然腐烂，未能得到合理、有效的利用，这些地方成为了香蕉病虫害的繁殖场和传播源，进而增加植保投入成本。目前研究的较成熟切片机有滑切型莲藕切片机、鼓式削片机等，而对香蕉秸秆还没有一套较为完善的切片机系统。为此，主要介绍了一种利用上下错位的偏置刀盘对香蕉秸秆进...

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