多功能根莖類作物聯(lián)合收獲機(jī)的研制

多功能根莖類作物聯(lián)合收獲機(jī)的研制

現(xiàn)有的莖類作物聯(lián)合收獲機(jī)難以滿足多種根本成分的要求近年來，隨著國內(nèi)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和調(diào)整，生根類作物的種植面積不斷擴(kuò)大。目前,這類作物生產(chǎn)過程中的整地、中耕培土、噴藥等作業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化,但是收獲機(jī)械化水平較低。其主要原因之一是現(xiàn)有的根莖類作物收獲機(jī)只適用于收獲單一作物,例如花生聯(lián)合收獲機(jī)只能用于收獲花生。而根莖類作物種類較多,每種作物的種植面積相對較小,因此機(jī)具的年作業(yè)量小,使用成本高,制約了機(jī)械化收獲水平的提高。根莖類作物聯(lián)合收獲機(jī)集挖掘、去土、果秧分離、清選、收集等功能于一體,現(xiàn)有機(jī)型不能實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的主要原因是這些聯(lián)合收獲機(jī)只配置了一種果秧分離機(jī)構(gòu)。由于不同種類根莖類作物的秧蔓與果實(shí)的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸以及將兩者分離方法均不相同,因此用一種分離機(jī)構(gòu)難以同時滿足多種根莖類作物的機(jī)械化收獲要求。針對上述問題,本文設(shè)計(jì)了一種能收獲花生、大蒜、洋蔥的多功能根莖類作物聯(lián)合收獲機(jī)。1選擇前置式收獲作業(yè)方法該機(jī)由動力行走底盤、主機(jī)架、收獲臺、挖掘鏟、去土機(jī)構(gòu)、滾筒式分離機(jī)構(gòu)或圓盤割刀式分離機(jī)構(gòu)、夾持輸送機(jī)構(gòu)、清選系統(tǒng)、集果系統(tǒng)等組成,其整體結(jié)構(gòu)配置如圖1所示。該機(jī)解決了傳統(tǒng)根莖類作物聯(lián)合收獲機(jī)只能收獲單一作物的缺陷,可適用于花生、大蒜、洋蔥等多種作物的聯(lián)合收獲。其中,滾筒式分離機(jī)構(gòu)和圓盤割刀式分離機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的關(guān)鍵部件,兩部件根據(jù)收獲的作物種類可互換。對于一株多果,且果秧分離力較小的作物(如花生)使用滾筒式分離機(jī)構(gòu),對于一株單果作物(如大蒜、洋蔥、胡蘿卜)使用圓盤割刀式分離機(jī)構(gòu)。整機(jī)的作業(yè)過程為:收獲機(jī)前行時,分禾、扶禾裝置將作業(yè)幅寬內(nèi)的植株與兩側(cè)分開并扶起,同時松土鏟將植株的主根鏟斷并松土,隨后植株進(jìn)入輸送鏈并向上夾持輸送,在夾持輸送前段底部設(shè)有拍土裝置,拍落植株根部的部分土壤。若收獲一株多果作物,在秧果分離段安裝滾筒式摘果裝置,將果實(shí)從植株根部刷落脫下;若收獲一株單果作物,在果秧分離段安裝的圓盤割刀分離機(jī)構(gòu),將植株根部果實(shí)與莖稈割斷,實(shí)現(xiàn)果秧分離。果實(shí)從秧蔓上分離后落入下方的刮板輸送帶上,并升運(yùn)至下方配有風(fēng)選裝置的振動清選篩上,在振動篩上實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步清土,果實(shí)則通過振動篩尾部增設(shè)的軟面蓋板而落入其下方的接果箱中。脫果后的莖蔓繼續(xù)被夾持向后輸送,由拋草鏈拋送落至秧蔓輸送帶從機(jī)器后端排出,并成條鋪放在已收地面上。該機(jī)的主要特點(diǎn):采用履帶式行走裝置,操縱簡單、靈活,即使在雨后砂質(zhì)土壤的田地,仍可順利進(jìn)行收獲作業(yè),適合于鮮株脫果;采用左側(cè)前置式進(jìn)行收獲作業(yè),視野寬廣;作業(yè)過程只需駕駛操縱、裝袋2個人即可,大大減少作業(yè)勞動力。2關(guān)鍵設(shè)備的結(jié)構(gòu)2.1下地殼脫莢率低該分離機(jī)構(gòu)采用差相、對輥組配式刷脫機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)脫莢功能,用于花生類一株多果作物的果秧分離,其在整機(jī)上的配置及結(jié)構(gòu)如圖2所示。該分離機(jī)構(gòu)安裝于夾持輸送鏈后半段的下端,滾筒全長1000mm。滾筒式分離機(jī)構(gòu)由鋼管、脫莢鋼板和軟膠片組成,鋼板和鋼管用螺栓固定,左右兩脫莢鋼板互為反向,裝配時需定位,使其彼此互相錯開30°,以增加脫莢效果及避免互相干涉?；ㄉ仓陫A持輸送經(jīng)過摘果滾筒時,摘果滾筒上的鋼板對花生莢果進(jìn)行刷脫,將其從植株上摘下,完成脫莢作業(yè)。軟膠片的一側(cè)固定在鋼板上,并沿鋼管表面鋪于兩鋼板槽底部,摘果滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)時軟膠片由于慣性和重力作用會向外側(cè)翻倒,將摘落在鋼板槽底部的花生果或濕土塊拋下進(jìn)入位于其下部的刮板輸送帶上。2.2動割刀、調(diào)整套組件該分離機(jī)構(gòu)安裝在夾持輸送鏈尾部的下端,用于大蒜、洋蔥等一株單果類作物的果秧分離,其在整機(jī)上的配置及結(jié)構(gòu)如圖3所示。該機(jī)構(gòu)由主動圓盤割刀和從動圓盤割刀2部分組成,前者包括主動刀座、主動刀軸、鏈輪、主動刀盤、主動割刀和調(diào)整套組件等,后者包括從動刀座、從動刀軸、調(diào)節(jié)螺桿、從動刀盤、從動割刀等。主動刀座與收獲臺機(jī)架固連,主動刀軸通過軸承懸臂安裝在主動刀座上,鏈輪安裝在主動刀座的下方與主動刀軸固連,主動刀盤和調(diào)整套組件安裝在鏈輪的下方與主動刀軸固連,主動割刀與主動刀盤固連。從動刀座與收獲臺機(jī)架固連,調(diào)節(jié)螺桿與從動刀座鉸接,從動刀軸與調(diào)節(jié)螺桿螺紋連接,從動刀盤通過軸承與從動刀軸連接,從動割刀與從動刀盤固連。調(diào)整套組件是由4個長度不等的隔套組成,通過改變調(diào)整套與主動刀盤的安裝位置來改變主動割刀與夾持輸送鏈之間的距離,同時旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿可以調(diào)整從動割刀的上下位置,以便根據(jù)需要來設(shè)定大蒜、洋蔥的切割高度,適應(yīng)不同作物莖葉和果實(shí)分離的要求。2.3分路動力系統(tǒng)采用450型半喂入稻麥聯(lián)合收獲機(jī)底盤,履帶中心距950mm,履帶接地長度1230mm,寬350mm。采用全柴490型柴油發(fā)動機(jī),最大功率31kW,經(jīng)中間減速軸分別傳動拔取、夾持輸送裝置,前進(jìn)(含作業(yè)速度控制)、后退擋采用無級變速,以適應(yīng)各種作業(yè)情況。而且,采用此底盤有效解決了國內(nèi)現(xiàn)有花生聯(lián)合收獲機(jī)動力不足,側(cè)配置收獲機(jī)作業(yè)時易側(cè)偏、對行性不穩(wěn)定等諸多問題。該機(jī)采用分路動力傳輸系統(tǒng),兩路傳動均采用膠帶壓輪離合器,不同果秧分離機(jī)構(gòu)采用不同動力路線。采用滾筒式果秧分離機(jī)構(gòu)時,夾持輸送系統(tǒng)和扶禾裝置為一路傳動系統(tǒng),動力從變速箱輸出,其速度與機(jī)器行走速度關(guān)聯(lián);其他作業(yè)部件(包括清土裝置、滾筒式果秧分離機(jī)構(gòu)、刮板輸送、清選風(fēng)機(jī)、清選振動篩、提升機(jī)喂料輸送帶、提升機(jī)和拋秧輸送帶)為另外一路傳動系統(tǒng),該路動力直接從發(fā)動機(jī)輸出,傳動速度與機(jī)器行走速度無關(guān),果秧分離機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速為290r/min。采用圓盤割刀式秧果分離機(jī)構(gòu)時,夾持輸送系統(tǒng)、扶禾裝置、圓盤割刀式果秧分離機(jī)構(gòu)為一路傳動系統(tǒng),動力從變速箱輸出,傳動速度與機(jī)器行走速度關(guān)聯(lián),果秧分離機(jī)構(gòu)的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)360r/min;其他作業(yè)部件為另外一路傳動系統(tǒng),動力由發(fā)動機(jī)直接輸出,傳動速度與機(jī)器行走速度無關(guān)。3u2004試驗(yàn)測定結(jié)果聯(lián)合收獲機(jī)由南通五山農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司制造生產(chǎn),并在河南和江蘇兩省花生、大蒜主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)考核?；ㄉ魑锲贩N為魯花10號,種植形式為平作,行距為25cm,株距為15cm,作業(yè)時一次收獲2行。實(shí)際檢測結(jié)果為:果實(shí)損失率2.3%,埋果率0.3%,摘果破損率0.45%,果實(shí)清潔度99%,漏摘損失率0.4%,整機(jī)可靠性系數(shù)96.2%。試驗(yàn)品種為射陽白皮大蒜,種植形式為平作,行距為20cm,株距平均為10cm,作業(yè)時一次收獲2行。試驗(yàn)測定結(jié)果為:果實(shí)損失率3.0%,漏收損失率0.5%,果實(shí)碰傷率1.5%,整機(jī)可靠性系數(shù)96.0%。國內(nèi)有關(guān)花生收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)尚不健全,現(xiàn)僅有農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《花生收獲機(jī)作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T502—2002)及安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)《花生收獲機(jī)械作業(yè)質(zhì)量評定方法》(DB34/T—2004),而大蒜收獲機(jī)作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)至今仍為空白。本聯(lián)合收獲機(jī)對花生的試驗(yàn)性能指標(biāo)與以上兩標(biāo)準(zhǔn)中的相應(yīng)指標(biāo)對比如表1所示。由表可見,本機(jī)的各性能指標(biāo)均超過農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)和安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的指標(biāo)。另外,該機(jī)作業(yè)后地表較平整、無漏收、無機(jī)組對作物碾壓、無莢果撒漏,也符合標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。4用于多種聯(lián)合劑的聯(lián)合收獲技術(shù)多功能