花生收獲機的試驗與分析

花生收獲機的試驗與分析

0花生收獲機械的分類及工作原理隨著我國農(nóng)民對農(nóng)業(yè)機械的需求從過去糧食生產(chǎn)機械向經(jīng)濟作物機械的轉(zhuǎn)變，已成為影響生產(chǎn)生物生產(chǎn)的主要研究內(nèi)容和發(fā)展方向。本文通過對中國花生收獲機械的廣泛調(diào)研分析,對現(xiàn)有花生收獲機械的主要類型及其性能特點,及應(yīng)用較多的機型當(dāng)中所存在的差異進行了分析。目前國內(nèi)的花生收獲機械種類較多。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn),將花生收獲機械按功能完善程度上分為三類:一類是花生挖掘機,僅完成對花生的挖掘作業(yè),沒有分離泥土和花生鋪放的功能;二類是花生收獲機,可以完成對花生的挖掘、分離泥土和成條鋪放于田間的多項作業(yè);三是花生聯(lián)合收獲機,能夠同時完成花生的挖掘、分離泥土、輸送摘果、分離清選、莢果收集等聯(lián)合作業(yè),是功能最完備的花生收獲機械。本文介紹的只是花生收獲機。按其工作原理主要分為三種形式:一種是鏟鏈組合式,即挖掘鏟固定在前部,后部配有卷鏈?zhǔn)降姆蛛x裝置,以4HW-800型花生收獲機為代表;另一種是鏟篩組合式,即挖掘鏟固定在前部,后部配有前后抖動的柵條篩作為分離裝置,以4HW-700型花生收獲機為代表;第三種是4H-2型花生收獲機,該收獲機將挖掘與分離兩裝置融為一體,挖掘鏟與分離柵條一起左右擺動,實現(xiàn)挖掘、分離和鋪放?；ㄉ斋@機械在中國起步較晚,相關(guān)研究較少。因此,對現(xiàn)有花生收獲機械進行相應(yīng)的田間對比試驗和性能分析,為進一步改進和研制適合中國國情的花生收獲機械提供依據(jù),具有十分重要的意義。1生收獲機與4hw-400型花生收獲機對比試驗選用4H-2型花生收獲機、4HW-700型花生收獲機和4HW-800型花生收獲機進行對比試驗。這三種花生收獲機是國內(nèi)目前花生收獲機械的主要類型,也是當(dāng)前農(nóng)村使用較多機型的代表。1.14hw-400型花生收獲機該收獲機采用了擺動式挖掘原理,將挖掘與分離兩大機構(gòu)融為一體,實現(xiàn)了花生的挖掘、分離和鋪放通過一個部件完成,其結(jié)構(gòu)緊湊,動力消耗少。4H-2型花生收獲機的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示,其工作原理及工作過程為:花生收獲機懸掛于拖拉機的后部,由拖拉機的動力輸出軸傳動,經(jīng)空間曲柄搖桿機構(gòu)和反平行四邊形機構(gòu),實現(xiàn)兩個擺動工作部件的同頻率、反方向的擺動,從而使運動協(xié)調(diào)一致,所受側(cè)向力相互平衡。工作中,依靠挖掘鏟的運動將花生挖掘并通過分離柵條的扇形擺動將花生和泥土分離,同時向后輸送花生平鋪在地面上。該收獲機為鏟篩組合式,挖掘鏟與分離柵條篩各成一體,挖掘鏟固定于分離柵條篩的前部,分離柵條篩采用前后抖動的運動方式。整機為框架結(jié)構(gòu),拖拉機后懸掛,平犁鏟挖掘。其工作原理是收獲機前半部分將花生挖掘,后半部分分離泥土和輸送作物。4HW-700型花生收獲機的結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示。作業(yè)時,由拖拉機動力輸出軸通過萬向節(jié)傳動到收獲機,經(jīng)轉(zhuǎn)動機構(gòu)帶動機內(nèi)曲軸、連桿等機構(gòu),使分離柵條篩做前后往復(fù)抖動,把挖掘鏟送來的花生與泥土自動向后輸送,同時抖動分離。最后將花生鋪放于田間。1.34結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其工作過程該收獲機為鏟鏈組合式,采用挖掘鏟與分離鏈相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式在工作幅寬內(nèi)挖掘鏟分為左右兩個固定在分離裝置前端,分離裝置采用傾斜的抖動卷鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu),整體結(jié)構(gòu)較大4HW-800型花生收獲機的結(jié)構(gòu)簡圖如圖3所示,其工作過程:由拖拉機動力輸出軸通過萬向節(jié)傳送到收獲機,由一對錐形齒輪改變傳動方向并帶動皮帶輪轉(zhuǎn)動,從而驅(qū)動傾斜抖動鏈運動。2組成部分田間試驗是機械性能測試的重要依據(jù)和組成部分。在田間試驗中,選擇條件比較均勻的試驗田,盡量避免土壤的成分、硬度、濕度等因素對試驗的影響。2.1試驗結(jié)果分析通過田間性能試驗,測定三種收獲機的動力消耗、機具作業(yè)性能和質(zhì)量指標(biāo)。在相同條件下對比試驗結(jié)果,綜合分析三種機型的落果率、含土率、油耗、抖土效果等性能指標(biāo)。本試驗所用主要試驗設(shè)備如表1所示。2.3測定花生的總損失率、含土率選擇青島萬農(nóng)達花生機械有限公司試驗田為試驗地。配套動力為泰山12拖拉機(8.8kW),作業(yè)速度為II檔(4.42km/h)?；ㄉ贩N為萊農(nóng)13,花生植株平均高度為519mm,植株大行距為587mm,小行距為280mm,株距為204mm,花生壟寬為594mm,壟高為92mm,平均雜草量為155g/m2,土壤平均堅實度為0.32MPa,土壤含水率為7.11%。在試驗過程中,參照農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——花生收獲機作業(yè)質(zhì)量》(NY/T502-2002)測定花生的總損失率、含土率;由CTM-4F型汽車拖拉機綜合測試儀測出花生收獲機工作時的小時耗油量,并記錄試驗結(jié)果。2.4花生收獲機試驗指標(biāo)包括:含土率、總損失率、小時耗油量。試驗結(jié)果如表2所示,可以看出4H-2型花生收獲機在作業(yè)過程中,由于采用擺動挖掘原理,工作部件的入土性能好,對花生秧果的分離好,通過性也好,不易堵塞花生收獲機,工作可靠性高;收獲后花生秧鋪放整齊,便于撿拾。該機型配置合理、工作穩(wěn)定、適應(yīng)性強,符合花生收獲作業(yè)質(zhì)量要求。4HW-700花生收獲機由于挖掘鏟是固定的平鏟,而且鏟刃與前進方向垂直,入土困難,工作不夠穩(wěn)定;花生與泥土的分離效果較好,但花生秧不易通過,易造成堵塞,動力消耗大。因動力是通過拖拉機與三角皮帶傳送,收獲機提升時皮帶容易從帶輪脫落。在收獲過程中,皮帶易打滑,使傳動效率降低,可靠性較差。4HW-800型花生收獲機作業(yè)過程中,工作部件容易入土,由于靠分離鏈把花生抖松去土并抬起,所以在向后上方運送中容易掉果,且有時造成花生秧的壅堵;鋪放后花生秧混亂,給撿拾造成困難。因固定鏟挖掘,動力消耗大;但該機工作穩(wěn)定,適應(yīng)性良好。2.6回收獲機由表2及圖4~圖6可以看出,對于總損失率來說,4H-2型收獲機損失率小且穩(wěn)定性最高,4HW-700型收獲機次之,4HW-800型收獲機較差;對于含土率來說,4HW-800型收獲機最小且穩(wěn)定性最高,4H-2型收獲機次之,4HW-700較差;對于耗油量來說,4H-2型收獲機最小且穩(wěn)定性最高,4HW-700型收獲機次之,4HW-800型收獲機較差。兩種收獲機械的總損失率明顯較高,且波動幅度較大,呈不穩(wěn)定狀態(tài);對于含土率來說,4H-2型收獲機與4HW-800型含土率較小,且變化幅度不大,而4HW-700型收獲機含土率最高并有較大波動;小時耗油量4H-2型收獲機最小且每次試驗數(shù)據(jù)基本一致,而4HW-800型收獲機較大且耗油量每次試驗數(shù)據(jù)起伏較大,4HW-700型收獲機居中并與4H-2型收獲機相似。3花生收獲機t通過對三種花生收獲機進行的田間性能對比試驗和分析,可總結(jié)出以下幾點:1)這三種花生收獲機配套動力均為花生主產(chǎn)區(qū)擁有量最多的小四輪拖拉機,易于推廣,也能滿足花生種植大多是小面積地塊的特點,基本能夠適應(yīng)當(dāng)前花生種植農(nóng)戶的收獲需求。從能耗來看,三種花生收獲機小時耗油量和變異系數(shù)表明:4H-2型花生收獲機的性能耗油量相對較少并且穩(wěn)定,4HW-700型花生收獲機次之,4HW-800型花生收獲機最差。2)實際工作效果,4H-2型花生收獲機由于采用擺動挖掘原理,實現(xiàn)了將花生的挖掘和除土一次完成,花生秧的通過性好,沒有壅土現(xiàn)象,碎土能力強,進入機器的泥土量少(分離柵條固定于挖掘鏟后,隨挖掘鏟擺動,可分離出大量泥土),同時分離柵條使挖掘出的泥土和花生莢果能順利而均勻的通過,使花生秧鋪放有序,減少了人工撿拾的作業(yè)強度。4HW-700型花生收獲機是將花生先挖掘后分離,抖動?xùn)艞l篩的升角較大,花生秧的通過性差,易出現(xiàn)壅土現(xiàn)象,碎土能力差,花生秧鋪放混亂,給撿拾帶來困難,增加了勞動強度。因動力是通過拖拉機與三角皮帶傳送,收獲機提升時皮帶容易從帶輪脫落。在收獲過程中,皮帶易打滑,使傳動效率降低,可靠性較差。4HW-800型花生收獲機是先挖掘后通過分離鏈去土,增加了拖拉機的負荷,且挖掘的泥土量大,常出現(xiàn)掛草壅土現(xiàn)象,而且通過升運鏈后,花生秧鋪放無序,給撿拾帶來難度。3)4HW-800型花生收獲機是鏟鏈組合式的工作結(jié)構(gòu),其含土率<14.36%,總損失率<4.66%;4HW-700型花生收獲機是鏟篩組合的工作方式,含土率<38%,總損失率<4.20%;4H-2型花生收獲機是將挖掘與分離兩裝置融為一體的新型結(jié)構(gòu)形式和工作原理,含土率<14.15%,總損失率<1.37%,作業(yè)質(zhì)量相對比較穩(wěn)定。4H-2型花生收獲機的收獲質(zhì)量指標(biāo)達到了花生收獲的國家標(biāo)準(zhǔn)要求,后兩種機型有的指標(biāo)尚有欠缺,特別是4HW-700型花生收獲機的個別參數(shù)差別較大,可靠性低。建議用戶在選型中重點以4H-2型和4HW-800型花生收獲機為主;在研究和開發(fā)新型花生收獲機及花生聯(lián)合收獲機時,重點