3TYJ—45型臺式煙苗剪葉機剪葉裝置的設計

楚宜民　陳建　燕亞民

摘要：為了提高煙苗剪葉的質量，解決煙苗剪葉過程中碎葉殘留過多而引起病毒傳播的問題，設計了一種煙苗剪葉機的剪葉裝置。該剪葉裝置以一臺單相異步電動機為動力源，根據漂浮育苗煙苗的生長特點，設計了獨特的鈑金結構形式的剪葉罩以及合理的刀具傾角及轉速，使煙苗修剪區(qū)形成合理的負壓，實現(xiàn)可靠剪葉和碎葉回收。結果表明，該剪葉裝置碎葉回收率可達95%以上，該剪葉機的剪葉裝置可以達到平穩(wěn)剪葉、剪葉高度可控可調以及效率高的目標，同時具有結構合理緊湊、移動方便、操作簡單等優(yōu)點。

關鍵詞：煙苗；剪葉機；剪葉裝置；漂浮育苗

中圖分類號：S224.9 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）16-3927-03

Abstract： In order to improve the quality of tobacco leaf cutting， and solve the problem of the tobacco leaf cutting process broken leaf residue caused by excessive virus transmission， a tobacco leaf cutting machine was designed. The device of leaf cutting was a single-phase asynchronous motor using the power source. Based on the characteristics of growth of tobacco floating seedling， leaf cutting sheet metal structure and unique housing and reasonable tool inclination angle and speed was designed to make the tobacco seedling pruning area form a reasonable negative pressure. Leaves cutting and leaf recovery could be achived. Results showed that the leaf cutting device or recovery rate was more than 95%. The leaf cutting device of the leaf cutting machine had the advantages including leaves smoothing， adjustable leaf cutting height and high efficiency， reasonable and compact structure， convenient to move， simple operation etc.

Key words： tobacco seedlings； leaf shearing machine； leaf shearing device； floating nursery

在煙草漂浮育苗的過程中，為了培育數(shù)量充足、整齊一致、健壯無病的適齡壯苗，播種后育苗時要進行3～4次煙苗剪葉[1-3]。育苗密度大，要使煙苗健壯生長，必須通過剪葉創(chuàng)造有利的煙苗生長環(huán)境。剪葉主要有以下作用：①減少遮陰，增加光照，改善苗床通風透光條件；②控大促小，促進煙苗均勻生長，增加可用苗數(shù)；③控上促下，促進莖增長、 增粗、 根茂，使煙苗健壯，適宜移栽，特別是適于機械化移栽，而且移栽后返苗快；④有利于防止苗床病害；⑤可以推遲移栽，增加移栽期的靈活性[4-11]。

目前，許多煙農采用中、小棚進行煙草漂浮育苗。而中、小棚煙苗穴盤式漂浮育苗煙苗剪葉時不具備使用大型自走地毯式剪葉機的條件，而現(xiàn)行的彈力剪葉器又存在勞動效率低、煙農工作環(huán)境差、勞動強度大、剪葉過程中無法進行消毒、病毒交叉感染幾率大等問題。因此，在分析和總結中、小棚煙苗穴盤式漂浮育苗煙苗剪葉的農藝要求、生產條件以及剪葉流轉過程的基礎上，設計了3TYJ-45型臺式煙苗剪葉機。

1 整機結構和工作原理

1.1 整機結構

3TYJ-45型臺式煙苗剪葉機的主要工作部件包括：主電機、剪葉罩及旋轉刀具、滑動軌道、電器控制盒、藥泵、剪葉高度調節(jié)裝置、機架等（圖1）。該機具結構采用模塊化設計，其結構特征是主電機固定在剪葉罩上，旋轉刀具安裝在剪葉罩內主電機的軸身上，通過剪葉罩固定在機架上形成剪葉主體；滑動軌道安裝在高度調節(jié)裝置上，高度調節(jié)裝置通過滑道和螺旋與機架相連，實現(xiàn)煙苗剪葉過程中高度的調節(jié)；藥泵安裝在機架的一側，通過軟管與固定在苗盤出口的霧狀噴頭相連，實現(xiàn)剪葉過程中的消毒；電器控制盒安裝在機具的一側，便于操縱人員控制操作，達到操作方便的目的。

1.2 工作原理

該機具適用于中、小棚煙草漂浮育苗的剪葉，通過移動漂浮育苗池內育苗盤完成對煙苗葉尖的修剪。3TYJ-45型臺式煙苗剪葉機以一臺370 W的單相異步電動機和一臺30 W的膜片泵電機為配套動力。單相異步電動機為剪葉主電機，膜片泵為噴藥裝置的動力源。把剪葉機固定在苗池旁，根據煙苗頂部葉片的情況，操作調整剪葉高度調節(jié)裝置。調整好后，按下啟動按鈕，剪葉主電機、藥泵電機開始工作，操作人員把苗盤放入滑動導軌中，輸送到剪葉裝置下方完成剪葉，位于剪葉裝置出口的噴藥裝置完成消毒。苗盤沿滑動導軌的另一端流出，由操作人員把苗盤放入育苗池中。

2 剪葉裝置的設計

2.1 剪葉裝置的結構

剪葉裝置是臺式煙苗剪葉機的核心部件（圖2）。剪葉裝置主要由剪葉主電機、剪葉罩室、剪葉刀具、刀具防松裝置等組成。其結構特點是立式單相異步電動機安裝在剪葉罩室外，電動機軸身深入到剪葉罩室內并通過防松裝置安裝剪葉旋轉刀具，剪葉罩上設計有出口，用于安裝集葉袋，收集剪下來的碎葉片。煙苗剪葉不同于其他植物剪葉，其主要目的為進行病毒防治，剪掉的殘葉是造成病毒傳播的一個途徑，因此被剪掉的葉片回收率越高越好，要想獲得高回收率，剪葉室內就要形成一個高的負壓，而過高的負壓又會造成剪葉時煙苗從苗盤的穴孔中拔出，造成對煙苗的損害。endprint

2.2 旋轉刀具的設計

2.2.1 旋轉刀具結構的設計 旋轉刀具是剪葉裝置的關鍵零件之一。根據煙苗葉剪葉的農藝要求，旋轉刀具要做到鋒利、平衡，同時，還應使剪葉罩室內產生一個合理的負壓來滿足剪葉的要求。因此，旋轉刀具由切割部分和扇葉部分組成，扇葉部分扇面的大小和傾角是影響室內負壓的關鍵因素。旋轉刀具結構如圖3所示。

2.2.2 旋轉刀具轉速的設計 剪葉時剪葉刀具相當于風機，使刀具上、下兩側產生負壓，氣流產生運動，剪掉的葉片受到氣流運動所產生的吸力F1的作用開始向出葉口方向運動。由此可知，風機產生的負壓越大，氣流吸力F1越大，被剪掉的葉片越容易被吸走，葉片殘留越少，掉渣率越低。綜合考慮系統(tǒng)總負壓流量及泄氣縫隙大小，確定刀具轉速為1 400 r/min。

2.2.3 剪葉罩室的設計 剪葉罩室是剪葉裝置的關鍵零件之一。剪葉罩室結構要流暢平滑，保證殘葉流動順暢；同時剪葉罩室與旋轉刀具應有合理的配合，以便在室內產生合理的負壓，為剪掉的殘葉排出產生動力源。為此剪葉罩室采用空氣動力學性能好的整體式鈑金結構形式的剪葉罩、擋板、導風板等組合而成。

2.3 與其他剪葉機的比較

3TYJ-45型臺式煙苗剪葉機、4YJ-450型煙苗剪葉機[6]和煙苗剪葉器[7]3種機型的參數(shù)對比見表1。由表1可知，3TYJ-45型臺式煙苗剪葉機具有清潔能源、效率高、功耗低、移動維護方便，剪葉高度控制精準等優(yōu)勢。

3 實際應用

3.1 空載試運轉試驗

空載運行各旋轉零件運轉良好，無卡滯和異響現(xiàn)象；噴藥裝置應符合霧化要求，且無漏液現(xiàn)象。

3.2 剪葉試驗

剪葉試驗在許昌市襄城縣王洛鎮(zhèn)許昌煙草分公司煙田示范園育苗棚中進行。試驗用漂浮育苗盤規(guī)格為672 mm×342 mm×52 mm，煙苗盤上高度80 mm，需剪掉葉片高度25 mm，試驗結果如表2所示。由表2可知，掉渣率≤5%，剪葉高度一致性、剪葉步長均符合設計要求，該機具已通過河南省農業(yè)機械產品質量試驗鑒定站的測試，機具各項指標均達到設計要求。

4 小結與討論

3TYJ-45型臺式煙苗剪葉機具有功率消耗小、工作性能穩(wěn)定可靠、移動維護方便等優(yōu)點，能滿足煙草中小棚工廠化漂浮育苗盤育苗的剪葉需求。剪葉裝置主刀具轉速為1 400 r/min，通過合理設計剪葉室的形狀和成型工藝以及旋轉刀具的結構形狀，達到在剪葉過程中掉渣率最低，同時又不把漂浮育苗盤中的煙苗吸動的目的。該機刀具轉速與其他幾種剪葉機不同，刀具轉速的選取和剪葉室罩的設計需要進一步地研究。

參考文獻：

[1] 胡龍興，顏合洪.烤煙漂浮育苗技術研究現(xiàn)狀及展望[J].作物研究，2004（5）：393-396，401.

[2] 史宏志，王 佳. 美國的煙草工廠化漂浮育苗[J].世界農業(yè)，1999（11）：38-40.

[3] 黃一蘭，李文卿，吳正舉，等.烤煙直播漂浮育苗技術研究[J].中國煙草科學，2001（1）：8-12.

[4] 劉仁祥，徐 瑋.煙草工廠化育苗技術研究[J].貴州農業(yè)科學，2000，28（3）：17-20.

[5] 馬京民，程 蘭，宋守曄，等.煙草漂浮育苗新技術[J].中國農學通報，2003，19（6）：110-112.

[6] 陳 軍，劉云雷.4YJ-450型煙苗剪葉機的研制[J].農業(yè)開發(fā)與裝備，2010（8）：11-12.

[7] 曲寶建，劉廣玉，蔣孝平，等.煙苗剪葉器的設計與開發(fā)[J].農機化研究，2012（9）：111-114.

[8] 田盈輝.煙草漂浮育苗系統(tǒng)相關機械研究[D].鄭州：鄭州大學，2007.

[9] 李 彰，馬京民，王 行，等.烤煙大棚漂浮育苗[J].煙草科技，2003（12）：39-41.

[10] 劉國順，習向銀，時向東，等.剪葉處理對烤煙漂浮育苗中煙苗生長劑生理特性的影響[J].中國煙草科學，2003（1）：38-41.

[11] 劉 勇，段玉琪.煙草漂浮育苗剪葉傳播煙草花葉病毒的特點[J]. 云南農業(yè)大學學報（自然科學版），2007，22（S1）：45-48，60.

（責任編輯 屠 晶）endprint

2.2 旋轉刀具的設計

2.2.1 旋轉刀具結構的設計 旋轉刀具是剪葉裝置的關鍵零件之一。根據煙苗葉剪葉的農藝要求，旋轉刀具要做到鋒利、平衡，同時，還應使剪葉罩室內產生一個合理的負壓來滿足剪葉的要求。因此，旋轉刀具由切割部分和扇葉部分組成，扇葉部分扇面的大小和傾角是影響室內負壓的關鍵因素。旋轉刀具結構如圖3所示。

2.2.2 旋轉刀具轉速的設計 剪葉時剪葉刀具相當于風機，使刀具上、下兩側產生負壓，氣流產生運動，剪掉的葉片受到氣流運動所產生的吸力F1的作用開始向出葉口方向運動。由此可知，風機產生的負壓越大，氣流吸力F1越大，被剪掉的葉片越容易被吸走，葉片殘留越少，掉渣率越低。綜合考慮系統(tǒng)總負壓流量及泄氣縫隙大小，確定刀具轉速為1 400 r/min。

2.2.3 剪葉罩室的設計 剪葉罩室是剪葉裝置的關鍵零件之一。剪葉罩室結構要流暢平滑，保證殘葉流動順暢；同時剪葉罩室與旋轉刀具應有合理的配合，以便在室內產生合理的負壓，為剪掉的殘葉排出產生動力源。為此剪葉罩室采用空氣動力學性能好的整體式鈑金結構形式的剪葉罩、擋板、導風板等組合而成。

2.3 與其他剪葉機的比較

3TYJ-45型臺式煙苗剪葉機、4YJ-450型煙苗剪葉機[6]和煙苗剪葉器[7]3種機型的參數(shù)對比見表1。由表1可知，3TYJ-45型臺式煙苗剪葉機具有清潔能源、效率高、功耗低、移動維護方便，剪葉高度控制精準等優(yōu)勢。

3 實際應用

3.1 空載試運轉試驗

空載運行各旋轉零件運轉良好，無卡滯和異響現(xiàn)象；噴藥裝置應符合霧化要求，且無漏液現(xiàn)象。

3.2 剪葉試驗

剪葉試驗在許昌市襄城縣王洛鎮(zhèn)許昌煙草分公司煙田示范園育苗棚中進行。試驗用漂浮育苗盤規(guī)格為672 mm×342 mm×52 mm，煙苗盤上高度80 mm，需剪掉葉片高度25 mm，試驗結果如表2所示。由表2可知，掉渣率≤5%，剪葉高度一致性、剪葉步長均符合設計要求，該機具已通過河南省農業(yè)機械產品質量試驗鑒定站的測試，機具各項指標均達到設計要求。

4 小結與討論

3TYJ-45型臺式煙苗剪葉機具有功率消耗小、工作性能穩(wěn)定可靠、移動維護方便等優(yōu)點，能滿足煙草中小棚工廠化漂浮育苗盤育苗的剪葉需求。剪葉裝置主刀具轉速為1 400 r/min，通過合理設計剪葉室的形狀和成型工藝以及旋轉刀具的結構形狀，達到在剪葉過程中掉渣率最低，同時又不把漂浮育苗盤中的煙苗吸動的目的。該機刀具轉速與其他幾種剪葉機不同，刀具轉速的選取和剪葉室罩的設計需要進一步地研究。

參考文獻：

[1] 胡龍興，顏合洪.烤煙漂浮育苗技術研究現(xiàn)狀及展望[J].作物研究，2004（5）：393-396，401.

[2] 史宏志，王 佳. 美國的煙草工廠化漂浮育苗[J].世界農業(yè)，1999（11）：38-40.

[3] 黃一蘭，李文卿，吳正舉，等.烤煙直播漂浮育苗技術研究[J].中國煙草科學，2001（1）：8-12.

[4] 劉仁祥，徐 瑋.煙草工廠化育苗技術研究[J].貴州農業(yè)科學，2000，28（3）：17-20.

[5] 馬京民，程 蘭，宋守曄，等.煙草漂浮育苗新技術[J].中國農學通報，2003，19（6）：110-112.

[6] 陳 軍，劉云雷.4YJ-450型煙苗剪葉機的研制[J].農業(yè)開發(fā)與裝備，2010（8）：11-12.

[7] 曲寶建，劉廣玉，蔣孝平，等.煙苗剪葉器的設計與開發(fā)[J].農機化研究，2012（9）：111-114.

[8] 田盈輝.煙草漂浮育苗系統(tǒng)相關機械研究[D].鄭州：鄭州大學，2007.

[9] 李 彰，馬京民，王 行，等.烤煙大棚漂浮育苗[J].煙草科技，2003（12）：39-41.

[10] 劉國順，習向銀，時向東，等.剪葉處理對烤煙漂浮育苗中煙苗生長劑生理特性的影響[J].中國煙草科學，2003（1）：38-41.

[11] 劉 勇，段玉琪.煙草漂浮育苗剪葉傳播煙草花葉病毒的特點[J]. 云南農業(yè)大學學報（自然科學版），2007，22（S1）：45-48，60.

（責任編輯 屠 晶）endprint

2.2 旋轉刀具的設計

2.2.1 旋轉刀具結構的設計 旋轉刀具是剪葉裝置的關鍵零件之一。根據煙苗葉剪葉的農藝要求，旋轉刀具要做到鋒利、平衡，同時，還應使剪葉罩室內產生一個合理的負壓來滿足剪葉的要求。因此，旋轉刀具由切割部分和扇葉部分組成，扇葉部分扇面的大小和傾角是影響室內負壓的關鍵因素。旋轉刀具結構如圖3所示。

2.2.2 旋轉刀具轉速的設計 剪葉時剪葉刀具相當于風機，使刀具上、下兩側產生負壓，氣流產生運動，剪掉的葉片受到氣流運動所產生的吸力F1的作用開始向出葉口方向運動。由此可知，風機產生的負壓越大，氣流吸力F1越大，被剪掉的葉片越容易被吸走，葉片殘留越少，掉渣率越低。綜合考慮系統(tǒng)總負壓流量及泄氣縫隙大小，確定刀具轉速為1 400 r/min。

2.2.3 剪葉罩室的設計 剪葉罩室是剪葉裝置的關鍵零件之一。剪葉罩室結構要流暢平滑，保證殘葉流動順暢；同時剪葉罩室與旋轉刀具應有合理的配合，以便在室內產生合理的負壓，為剪掉的殘葉排出產生動力源。為此剪葉罩室采用空氣動力學性能好的整體式鈑金結構形式的剪葉罩、擋板、導風板等組合而成。

2.3 與其他剪葉機的比較

3TYJ-45型臺式煙苗剪葉機、4YJ-450型煙苗剪葉機[6]和煙苗剪葉器[7]3種機型的參數(shù)對比見表1。由表1可知，3TYJ-45型臺式煙苗剪葉機具有清潔能源、效率高、功耗低、移動維護方便，剪葉高度控制精準等優(yōu)勢。

3 實際應用

3.1 空載試運轉試驗

空載運行各旋轉零件運轉良好，無卡滯和異響現(xiàn)象；噴藥裝置應符合霧化要求，且無漏液現(xiàn)象。

3.2 剪葉試驗

剪葉試驗在許昌市襄城縣王洛鎮(zhèn)許昌煙草分公司煙田示范園育苗棚中進行。試驗用漂浮育苗盤規(guī)格為672 mm×342 mm×52 mm，煙苗盤上高度80 mm，需剪掉葉片高度25 mm，試驗結果如表2所示。由表2可知，掉渣率≤5%，剪葉高度一致性、剪葉步長均符合設計要求，該機具已通過河南省農業(yè)機械產品質量試驗鑒定站的測試，機具各項指標均達到設計要求。

4 小結與討論

3TYJ-45型臺式煙苗剪葉機具有功率消耗小、工作性能穩(wěn)定可靠、移動維護方便等優(yōu)點，能滿足煙草中小棚工廠化漂浮育苗盤育苗的剪葉需求。剪葉裝置主刀具轉速為1 400 r/min，通過合理設計剪葉室的形狀和成型工藝以及旋轉刀具的結構形狀，達到在剪葉過程中掉渣率最低，同時又不把漂浮育苗盤中的煙苗吸動的目的。該機刀具轉速與其他幾種剪葉機不同，刀具轉速的選取和剪葉室罩的設計需要進一步地研究。

參考文獻：

[1] 胡龍興，顏合洪.烤煙漂浮育苗技術研究現(xiàn)狀及展望[J].作物研究，2004（5）：393-396，401.

[2] 史宏志，王 佳. 美國的煙草工廠化漂浮育苗[J].世界農業(yè)，1999（11）：38-40.

[3] 黃一蘭，李文卿，吳正舉，等.烤煙直播漂浮育苗技術研究[J].中國煙草科學，2001（1）：8-12.

[4] 劉仁祥，徐 瑋.煙草工廠化育苗技術研究[J].貴州農業(yè)科學，2000，28（3）：17-20.

[5] 馬京民，程 蘭，宋守曄，等.煙草漂浮育苗新技術[J].中國農學通報，2003，19（6）：110-112.

[6] 陳 軍，劉云雷.4YJ-450型煙苗剪葉機的研制[J].農業(yè)開發(fā)與裝備，2010（8）：11-12.

[7] 曲寶建，劉廣玉，蔣孝平，等.煙苗剪葉器的設計與開發(fā)[J].農機化研究，2012（9）：111-114.

[8] 田盈輝.煙草漂浮育苗系統(tǒng)相關機械研究[D].鄭州：鄭州大學，2007.

[9] 李 彰，馬京民，王 行，等.烤煙大棚漂浮育苗[J].煙草科技，2003（12）：39-41.

[10] 劉國順，習向銀，時向東，等.剪葉處理對烤煙漂浮育苗中煙苗生長劑生理特性的影響[J].中國煙草科學，2003（1）：38-41.

[11] 劉 勇，段玉琪.煙草漂浮育苗剪葉傳播煙草花葉病毒的特點[J]. 云南農業(yè)大學學報（自然科學版），2007，22（S1）：45-48，60.

（責任編輯 屠 晶）endprint