劉英楠+衣淑娟+李衣菲+陶桂香
摘 要:針對(duì)水稻收獲環(huán)節(jié)存在的問題以及目前水稻收獲的要求,提出水稻撿拾、脫粒、打捆一體機(jī)的總體思路:通過對(duì)現(xiàn)有水稻撿拾、脫粒裝置的改造,得出最佳結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)組合,完善目前現(xiàn)有的撿拾、脫粒裝置;通過對(duì)水稻秸桿打捆機(jī)結(jié)構(gòu)的研究,實(shí)現(xiàn)邊收割邊打捆,收割完成,打捆結(jié)束一體作業(yè)。
關(guān)鍵詞:水稻秸稈收獲一體機(jī);工作原理、打捆
引言
作為人們?nèi)粘I钪械闹饕Z食水稻來(lái)說,它的副產(chǎn)品水稻秸稈的用途非常廣泛,不但可以粉碎后作為有機(jī)肥料使用而且還可以二次加工為工業(yè)所利用。水稻秸稈作為木材代替品,有很多的用途,比如制造建材、造紙?jiān)系?;同時(shí),作為牛、羊、馬的飼料又具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。除此之外,還可以作為菌類的培養(yǎng)基以及生物的發(fā)電原料??梢姡窘斩挼挠猛旧钊氲饺藗?nèi)粘I畹母鱾€(gè)環(huán)節(jié)。但是水稻秸稈的浪費(fèi)以及焚燒對(duì)環(huán)境的影響一直沒有解決,為了完善水稻收獲機(jī)械化技術(shù)發(fā)展,亟待解決的問題就是成功研制與水稻收獲機(jī)械掛接的水稻打捆機(jī),實(shí)現(xiàn)水稻收割打捆一體化。
1 打捆機(jī)結(jié)構(gòu)
1.1 打捆機(jī)機(jī)結(jié)構(gòu)方案
為了實(shí)現(xiàn)秸稈收集與收割同時(shí)進(jìn)行,在全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)的基礎(chǔ)上增加秸桿收集打捆裝置。水稻秸稈打捆裝置主要有一下幾部分組成:接收機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、壓縮機(jī)構(gòu)、打捆機(jī)構(gòu)以及卸料等。
1.2 工作原理過程
稻谷秸稈聯(lián)合收割一體機(jī)的工作過程:撥禾輪首先將水稻放逐撥向割刀,讓割刀將谷物割倒,撥禾輪隨機(jī)將谷物推倒到割臺(tái)上,割臺(tái)輸送攪龍將割倒的水稻送到伸縮撥指機(jī)構(gòu),撥指機(jī)構(gòu)把攪龍輸送的水稻拋至輸送槽,輸送槽的耙齒將送來(lái)的水稻從槽底源源不斷地輸送給脫粒結(jié)構(gòu),水稻進(jìn)入脫粒機(jī)構(gòu)后,由于受到滾筒高速釘齒的打擊以及水稻在作螺旋運(yùn)動(dòng)的過程中不斷地與凹板篩碰撞,大部分谷粒脫下,并通過凹板篩、清糧篩后落入集谷攪龍,經(jīng)揚(yáng)谷器拋送到糧箱包裝。被脫粒機(jī)脫干凈谷粒的秸桿由于被凹板篩阻留無(wú)法通過篩孔,從出草口被滾筒釘齒拋出。拋出的水稻秸稈被分批送入壓縮室,壓縮成草片,再被送到聚桿臺(tái),當(dāng)草片達(dá)到一定量,通過打捆機(jī)構(gòu)將草片打捆,最后被卸下,如圖1所示:
1.3 水稻秸桿收集打捆裝置的主要參數(shù):
禾稈捆扎成型尺寸(mm):280X280X300
壓縮后禾桿片密度(g/cm3):0.2~0.3(新鮮秸稈)
秸稈壓緊力(MPa):0.1~0.12
壓縮室尺寸(mm):300X300X10000
活塞速度(轉(zhuǎn)/分):240
2 水稻秸稈打捆機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)
秸稈打捆結(jié)構(gòu)主要由以下四部分組成:秸稈收集機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓縮裝置、打捆機(jī)構(gòu)、卸料裝置等。由于這些機(jī)構(gòu)加在水稻聯(lián)合收割機(jī)上,會(huì)對(duì)水稻聯(lián)合收割機(jī)的重心產(chǎn)生影響。因此,我們?cè)诎凑沾蚶C(jī)構(gòu)的時(shí)候要嚴(yán)格的考慮其組成的零部件尺寸、功率、結(jié)構(gòu)的合理性及實(shí)用性。
2.1 秸稈收集機(jī)構(gòu)
我們?cè)谂挪菔饺谷胨韭?lián)合收割機(jī)上安裝了秸稈收集機(jī)構(gòu),目的是為了將水稻聯(lián)合收割機(jī)排除的稻草收集并分批送入壓縮室,實(shí)現(xiàn)接到的稻草一一輸送給壓縮室的功能。接草的過程是將聯(lián)合收割機(jī)上排出機(jī)型排除的稻草收集在聚草箱里,然后通過單支承切割將雜亂的稻桿按一定量分離,依次送至壓縮室。
2.2 壓縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
為了減小秸稈的體積,便于運(yùn)輸,設(shè)計(jì)了壓縮裝置,在此裝置中,通過聯(lián)合收割機(jī)的傳動(dòng)統(tǒng),將運(yùn)動(dòng)傳出。根據(jù)小捆鮮草壓縮曲線,新草的壓緊力為:F=1.36A·P=1.36×0.0282×0.12×106=127.9N(1.36為秸稈與壓縮室擠壓系數(shù));曲柄的轉(zhuǎn)速n=240(轉(zhuǎn)/分,通過變速機(jī)構(gòu)使送草次數(shù)與壓縮次數(shù)的比為1:1。
2.3 打捆機(jī)構(gòu)及原理
打捆機(jī)構(gòu)由以下幾部分組成:分別為有捆繩制動(dòng)器、防松桿,捆繩導(dǎo)管、打捆針、打結(jié)器、打結(jié)離合器、打結(jié)壓繩板和割刀片等。
如圖 2 所示,秸稈收集機(jī)構(gòu)將禾桿送入壓縮室,經(jīng)壓縮機(jī)構(gòu)壓縮的禾桿片經(jīng)輸送器送到聚桿臺(tái)和捆繩導(dǎo)向板之間,由打結(jié)器離合控制桿支持,當(dāng)聚集的禾桿片達(dá)到一定大小的捆束尺寸,打結(jié)離合器控制桿轉(zhuǎn)動(dòng),使打結(jié)離合器控制桿脫開,壓緊桿轉(zhuǎn)動(dòng)并壓住草捆,確定草捆的尺寸,離合器開始轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)打捆針回轉(zhuǎn),將捆繩繞在捆束上,捆繩被打捆針的頂端經(jīng)打結(jié)嘴移動(dòng)打結(jié)器壓繩板上,與開始被夾持的捆繩頭一起扎緊,至打結(jié)器回轉(zhuǎn)一周后,結(jié)束打捆動(dòng)作,分割板推出捆束,并關(guān)閉打結(jié)器控制桿,等待下一次捆草的聚集。
結(jié)束語(yǔ)
通過對(duì)現(xiàn)有水稻撿拾、脫粒裝置的改造,在原有的全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)的稻谷收割基礎(chǔ)上,增加秸稈打捆功能。完善目前現(xiàn)有的撿拾、脫粒裝置,實(shí)現(xiàn)邊收割邊打捆,收割完成,打捆結(jié)束一體作業(yè)。打捆機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,便于操作和維護(hù),打捆可靠??纱蟠蠼档徒斩捇厥盏某杀荆瑸殚_展水稻秸稈資源綜合利用打下良好的基礎(chǔ)。
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作者簡(jiǎn)介:劉英楠,講師,主要從事水稻收獲機(jī)械化研究。
通訊作者:衣淑娟,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事水稻收獲機(jī)械化研究。