小型復(fù)合直喂剝麻機(jī)的設(shè)計(jì)

小型復(fù)合直喂剝麻機(jī)的設(shè)計(jì)

云浮產(chǎn)業(yè)是云南省西雙版納州的新興產(chǎn)業(yè)。州政府將云浮產(chǎn)業(yè)作為云南省西雙版納州山區(qū)農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)增長和繁榮產(chǎn)業(yè)發(fā)展而來。2004年經(jīng)西雙版納州農(nóng)科部門引種試種成功,2005年勐海縣種植面積有所突破,2006年勐?？h夏麻種植面積超過5.3×103hm2。2007年種植超過1.33×103hm2,2008年農(nóng)戶自發(fā)種植超過6.67×102hm2。由于傳統(tǒng)的人工分離漢麻的皮桿技術(shù)要經(jīng)過砍麻→去葉→麻桿涼曬→裝車運(yùn)輸至麻廠→統(tǒng)一堆放→搬運(yùn)→水漚(或蒸煮)→搬運(yùn)→人工剝麻→麻皮涼曬等多道工序,在這些環(huán)節(jié)中,大面積種植的夏麻在砍收過程中正逢雨季,砍收的麻桿如果得不到及時(shí)的晾曬處理,容易造成麻桿霉變,影響麻質(zhì),并且云麻種植多分布在山區(qū),交通運(yùn)輸極為不便,使得農(nóng)民在生產(chǎn)過程中勞動強(qiáng)度大,增加了大量的運(yùn)輸成本和裝卸成本,造成了生產(chǎn)的麻皮成本高,減少了農(nóng)戶收入,降低了云麻產(chǎn)量。農(nóng)民得到的實(shí)惠少,出現(xiàn)了多數(shù)農(nóng)民都不愿意種植漢麻的現(xiàn)象,云南漢麻種植面積呈下降趨勢。因此降低漢麻的生產(chǎn)成本,解決山區(qū)農(nóng)民種植漢麻的機(jī)械化皮桿分離技術(shù),提高農(nóng)民種植漢麻的積極性,機(jī)械化皮桿分離成為制約漢麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。要發(fā)展?jié)h麻產(chǎn)業(yè),增加山區(qū)農(nóng)民的收入,就必須研發(fā)出小型可移動的剝麻機(jī)來減輕山區(qū)農(nóng)民加工漢麻的勞動強(qiáng)度,降低加工麻皮的生產(chǎn)成本。我國目前生產(chǎn)制作的剝麻機(jī)種類很多,但沒有適合云南山區(qū)漢麻種植特點(diǎn)的剝麻機(jī)。云南西雙版納州農(nóng)機(jī)研究所從2006年開始引進(jìn)了雙滾筒反拉式苧麻剝麻機(jī),2007年西雙版納州農(nóng)機(jī)研究所在苧麻剝麻機(jī)的基礎(chǔ)上改制、研發(fā)多滾筒直喂式漢麻剝麻機(jī),分別推廣運(yùn)用這2種剝麻機(jī)2800多臺和1000多臺。但這2種機(jī)型都存在易發(fā)生滾筒纏麻現(xiàn)象,麻莖基部有5cm左右的小段(俗稱鼠尾)不易刮制干凈,生產(chǎn)上推廣使用較少。2009年在湖南沅江生產(chǎn)的反拉式剝麻機(jī)的基礎(chǔ)上,云南西雙版納州農(nóng)機(jī)研究所研制出了復(fù)合式直喂剝麻機(jī)。該種機(jī)型經(jīng)過試驗(yàn),生產(chǎn)率高,成本低,工作可靠性好。近2年來,通過該種剝麻機(jī)的使用與推廣,農(nóng)民主動要求種植的面積逐年增加,云麻的平均單產(chǎn)逐年提高,農(nóng)民種麻的效益逐年上升,為云麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。1拋麻、拋麻、拋皮直喂式剝麻機(jī)將云麻鮮莖從牽引、碎骨、刮皮、除渣、梳理到拋麻同時(shí)一次性完成,再以人工取下拋落在掛麻桿上的麻皮。喂入復(fù)剝梳理器組合刀具中進(jìn)行復(fù)剝,除去麻頭、麻尾的桿芯和殘?jiān)?纖維梳理后得到平整、符合麻廠收購要求的鮮麻皮。1.1組內(nèi)刀類見圖2復(fù)合式剝麻機(jī)主要由動力機(jī)(柴油機(jī)或電動機(jī))、機(jī)架、碎骨輸送刀輥組、復(fù)脫梳理拋麻刀輥組、復(fù)脫刀輥組、落麻桿、行走輪等部分組成。其結(jié)構(gòu)見圖1。1.2脫梳理拋麻組合刀組利用第1組刀輥-碎骨輸送組合刀輥的2個低速旋轉(zhuǎn)相互咬合的碎骨輸送刀輥將漢麻鮮桿碎骨,碎骨后的漢麻鮮桿進(jìn)入到第2組刀輥-復(fù)脫梳理拋麻組合刀組中的3個高速旋轉(zhuǎn)、相互咬合的梳理拋麻輸送刀輥進(jìn)行梳理,麻皮在經(jīng)過3個刀輥的2個接觸點(diǎn)時(shí),在刀片高速旋轉(zhuǎn)作用力的打擊下,麻皮在接觸點(diǎn)刀片空隙中呈S型進(jìn)行梳理,麻皮上剩余的桿芯又進(jìn)行了2次復(fù)脫,麻皮的頭部落在地面上,麻皮的尾部在后一次復(fù)脫的作用力下拋出機(jī)體外,落在落麻桿上,人為取下麻皮,再將麻皮的尾部送入到復(fù)脫刀輥中進(jìn)行復(fù)脫,得到了較為純凈的麻皮。1.3關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)方案1.3.1復(fù)脫邏輯拋麻組合刀輥復(fù)合式剝麻機(jī)碎骨輸送組合刀輥是該機(jī)的核心部位之一,它影響剝麻機(jī)正常皮桿分離作業(yè),剝出的麻皮是否還會產(chǎn)生鼠尾。實(shí)現(xiàn)方法是:碎骨組合刀輥的刀口交錯排列,刀口與刀輥之間有一定的間隙,保證壓斷麻桿后麻皮通過不受損壞。麻桿再通過碎骨組合刀輥時(shí),將麻桿分段壓碎,麻皮完整保存。麻桿在低速旋轉(zhuǎn)的刀片作用下,輸送到下一個復(fù)脫梳理拋麻組合刀輥中進(jìn)行去骨。碎骨刀輥的刀片與刀輥切線的夾角為90°,刀片厚度在0.5cm,刀片高度為1.5cm。1.3.2復(fù)脫梳理拋麻組合刀輥的刀輥結(jié)復(fù)脫梳理拋麻組合刀輥是該機(jī)的核心部位之一,它影響剝麻機(jī)正常皮桿分離出來的麻皮是否能達(dá)到要求起決定的因素。實(shí)現(xiàn)方法是:碎骨后的麻桿已經(jīng)成為了麻皮上沾碎桿芯,在通過第1組復(fù)脫梳理拋麻組合刀輥時(shí),在高速旋轉(zhuǎn)的刀片作用力下,碎桿芯被擊落,部分在刀片作用力下又2次粘在麻皮上,在高速運(yùn)動和風(fēng)力作用下,麻皮又進(jìn)入第2組復(fù)脫梳理拋麻組合刀輥,在第2次復(fù)脫和梳理的作用下,干凈的麻皮又粘少部分飛濺的桿芯再次含雜。麻皮在2次復(fù)脫的作用力下,拋落在落麻桿上。復(fù)脫梳理刀輥的刀片與刀輥切線的夾角在70°~80°,刀片的高度為3cm,刀片厚度為0.2cm(圖2)。復(fù)脫梳理刀輥的刀片與刀輥切線的夾角在70°~80°,在高速旋轉(zhuǎn)作用下,產(chǎn)生向心力。麻皮飄在刀輥上,通過大量試驗(yàn),刀片與刀輥切線的夾角在70~80°,刀輥不易纏麻。大于這個范圍,會出現(xiàn)麻皮吸附在刀輥上,造成刀輥纏麻。小于這個范圍,刀輥刀片與刀片之間咬合不理想。1.3.3復(fù)脫組合刀輥的刀輥化2次復(fù)脫組合刀輥也是該機(jī)的核心部位之一,它影響剝麻機(jī)正常皮桿分離出來的麻皮是否能達(dá)到要求起決定的因素。實(shí)現(xiàn)方法是:拋落在落麻桿上的麻皮,有極少部分的桿芯,在人為作用下,將麻皮在2次復(fù)脫組合刀輥中通過,在2次復(fù)脫組合刀輥的作用力下,粘在麻皮上的桿芯在2次復(fù)脫組合刀輥的打擊和梳理作用力下脫落,麻皮含雜再次下降,經(jīng)過處理達(dá)到收購麻皮的要求。2次復(fù)脫組合刀輥的刀片與刀輥切線的夾角為70~80°,刀片高度為2.5cm,刀片厚度為0.2cm。2次復(fù)脫梳理刀輥的刀片與刀輥切線的夾角在70°~80°。該夾角使麻皮在高速旋轉(zhuǎn)作用下,產(chǎn)生一定向心力,麻皮會飄在刀輥上。通過大量試驗(yàn),刀片與刀輥切線的夾角在70°~80°,刀輥不易纏麻。大于這個范圍,會出現(xiàn)麻皮吸附在刀輥上,造成刀輥纏麻。小于這個范圍,刀輥刀片與刀片之間咬合不理想。1.3.4組合刀輥的齒輪傳動由發(fā)動機(jī)式電動機(jī)產(chǎn)生動力,再由動力輸出皮帶輪帶通過皮帶傳遞給復(fù)脫梳理拋麻組合刀輥的皮帶輪,帶動復(fù)脫梳理拋麻組合刀輥的齒輪運(yùn)轉(zhuǎn),在齒輪作用下傳動到碎骨輸送組合刀輥的齒輪,帶動碎骨輸送組合刀輥運(yùn)轉(zhuǎn)。復(fù)脫梳理拋麻組合刀輥運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),通過復(fù)脫梳理拋麻組合刀輥上的另一個皮帶輪傳動,通過皮帶傳動,帶動2次復(fù)脫組合刀滾皮帶輪轉(zhuǎn)動。1.4人工生長雙軌一道快速冷中水人工權(quán)益該機(jī)結(jié)構(gòu)小巧,使用方便,可以推移到田邊地頭進(jìn)行鮮麻桿加工,減少了人工砍麻后需棄葉、涼曬、運(yùn)輸多道環(huán)節(jié),適合加工不同粗細(xì)的麻桿,適合一家一戶使用。該機(jī)參數(shù)為配套動力:3KW柴油機(jī)或電動機(jī);重量:128kg;剝麻工效:340kg/h鮮麻桿;操作人數(shù):2~3人。2草圖測試2.1選擇植物基本粒子,添加鮮莖(1)測試在空曠平整的場上進(jìn)行;(2)有熟練的操作人員負(fù)責(zé)試驗(yàn)樣機(jī)操作;(3)試驗(yàn)用物料應(yīng)選取當(dāng)?shù)赜写硇缘钠贩N,適合進(jìn)行機(jī)械剝麻的鮮莖漢麻;(4)喂入鮮莖長度平均不小于150cm,莖粗平均不小于1.5cm;(5)剝麻機(jī)性能試驗(yàn)單次連續(xù)作業(yè)時(shí)間不得少于60min或喂入鮮莖量不少于100kg,測定次數(shù)不少于3次。2.2測試地點(diǎn)2.3鮮莖直徑、出麻率測定(1)漢麻鮮莖長度(Lengthofgreenhemp,Lgh)及直徑測試(Diameterofgreenhemp,Dgh):將試驗(yàn)用漢麻鮮莖按大、中、小分為3組,每組隨機(jī)取10根,測量鮮莖長度,同時(shí)測量漢麻鮮莖距基端10cm處的直徑,計(jì)算其平均值。(2)鮮莖人工出麻率:隨機(jī)選取20根漢麻鮮莖,稱取重量后立即剝皮,人工刮制曬干后稱取原麻重量。(3)含雜率(percentageoftrashcontent,Ptc):從人工剝麻的原麻中分別取樣,樣品質(zhì)量不少于200g,稱重后人工清理樣品中的麻骨、碎屑、皮殼等自然雜質(zhì),測得試樣凈質(zhì)量。(4)剝麻機(jī)出麻率(percentageofprimaryhempfromgreenhemp,Pph):稱取各試驗(yàn)的喂入漢麻鮮莖質(zhì)量及鮮麻皮質(zhì)量,再計(jì)算出麻率。(5)喂入50kg鮮麻機(jī)剝麻的生產(chǎn)率(productionefficiency):記錄喂入50kg鮮麻的時(shí)間,計(jì)算出剝麻機(jī)的生產(chǎn)率。3結(jié)果表明，實(shí)樣測試的結(jié)果與分析3.1鮮莖、鮮麻皮質(zhì)量(1)漢麻鮮莖長度及直徑測試結(jié)果見表1。(2)人工出麻率計(jì)算。經(jīng)過測試,鮮莖質(zhì)量W=2200g,鮮麻皮質(zhì)量W1=580g,平均出麻率為26.4%。(3)含雜率檢測結(jié)果見表2,測試時(shí)樣品質(zhì)量不少于0.2kg。(4)機(jī)剝出麻率和生產(chǎn)率檢測結(jié)果見表3。3.2測試結(jié)果分析3.2.1鮮莖出麻率及含雜率從試驗(yàn)結(jié)果可知,純工作生產(chǎn)率為340kg/h,基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。作為小型復(fù)合式剝麻機(jī)其效率在國內(nèi)處于較高水平。鮮莖出麻率為26.3%,含雜率小于1%。2項(xiàng)指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),出麻率與人工相比幾乎相同,出麻率遠(yuǎn)超國家標(biāo)準(zhǔn),含雜率遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn),表明該機(jī)械設(shè)計(jì)先進(jìn)。一臺直喂式剝麻機(jī)按照一天工作8h計(jì)算,可加工鮮麻桿2720kg。根據(jù)云麻種植長勢情況,按鮮麻桿平均產(chǎn)量22500kg/hm2計(jì)算,一臺機(jī)器每天約可加工0.12hm2漢麻。3.2.2工工費(fèi)、壓力按一臺直喂式剝麻機(jī)一天工作8h計(jì)算,可加工原麻約700kg。只砍麻不用去葉需要2個人,機(jī)手1人,輔助操作手1人,共需要用4個工,每個工工費(fèi)為30元/d。燃油按20元/d計(jì),加工原麻700kg僅需要1d,開支140元。平均單位種植面積剝麻成本僅需1200元/hm2,單位重量鮮麻桿加工成本僅需0.05元/kg。3.2.3節(jié)約農(nóng)業(yè)力量加工的碳該機(jī)結(jié)構(gòu)小巧,使用方便,可以推移到田邊地頭進(jìn)行鮮麻桿加工,減少了人工砍麻后需棄葉、涼曬、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié),適合加工不同粗細(xì)的麻桿。比傳統(tǒng)人工加工漢麻的生產(chǎn)工藝節(jié)約用工300個/hm2,節(jié)省運(yùn)費(fèi)750元/hm2。以30元/工計(jì)算,節(jié)約生產(chǎn)工藝用工費(fèi)用9000元/hm2,合計(jì)節(jié)約開支9750元/hm2。以西雙版納州漢麻種植面積1333hm2計(jì)算,一年可以節(jié)約開支1300萬元。由此可知,直喂式剝麻機(jī)大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。3.2.4試驗(yàn)示范效果好直喂式剝麻機(jī)研制獲得成功后,送到勐?？h勐宋西定、格朗河、布朗山、勐遮、勐啊等鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行剝麻試驗(yàn)、示范,效果都很好,由此在勐海幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)推廣開來,很受當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶的喜愛。2009年推廣數(shù)量已達(dá)1006臺。4結(jié)論(1