花生收獲機(jī)的設(shè)計(jì)

宋開功 韓朋

摘 要：花生不僅是優(yōu)質(zhì)油料作物，而且是主要的蛋白資源，加工品類多，產(chǎn)業(yè)鏈條長，現(xiàn)已成為中國重要的出口創(chuàng)匯產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整重點(diǎn)發(fā)展和扶持的種植品種。但是中國花生生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展卻嚴(yán)重滯后，特別是用工量占生產(chǎn)全過程1/3以上、作業(yè)成本占生產(chǎn)總成本50%以上的收獲作業(yè)，目前主要依靠人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)成本高、效率低、損失大、成本高已成為生產(chǎn)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)成長的主要瓶頸，國內(nèi)對(duì)花生機(jī)械化收獲技術(shù)裝備的需求日趨迫切。

關(guān)鍵詞：花生收獲機(jī);振動(dòng)篩

背景：

花生是世界上廣泛種植的油料和經(jīng)濟(jì)作物之一，2018年我國花生的種植面積為6995萬畝，較2017年增幅為1.41%，總產(chǎn)量為1733萬噸;較2017年增幅為17.98%?；ㄉa(chǎn)量不斷增長，而目前我國花生生產(chǎn)區(qū)仍然以人力與畜力的收獲方式為主，雖然機(jī)械化使用率不斷上升，但使用占比仍然較低，還需人工摘果和清選，不能實(shí)現(xiàn)收獲一體化。

發(fā)展現(xiàn)狀：

國外發(fā)達(dá)國家將高精尖技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械上來，已實(shí)現(xiàn)花生生產(chǎn)全過程的機(jī)械化作業(yè)，在收獲環(huán)節(jié)早已發(fā)展到聯(lián)合收獲水平。而我國花生聯(lián)合收獲機(jī)械正處于研制階段，技術(shù)不完善，成本較高，實(shí)際作業(yè)受到地域的限制、栽培方式以及其他因素的影響，未達(dá)到理想作業(yè)效果。

當(dāng)前，我國大部分地區(qū)仍以人工畜力結(jié)合的方式為主收獲花生;部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)種植規(guī)?；牡貐^(qū)多使用半機(jī)械化，花生的收獲分為多個(gè)步驟，不同收獲階段采用不同機(jī)械與人工相結(jié)合的方法采收，浪費(fèi)大量人力物力并且與聯(lián)合花生收獲機(jī)械相比收獲時(shí)間較長。往往造成花生得不到及時(shí)晾曬而霉變發(fā)芽，引起不必要的損失。

設(shè)計(jì)依據(jù)：

（1）對(duì)于花生收獲機(jī)械需求迫切

我國花生種植面積大，花生成熟收獲目前主要依靠人工完成，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大。國內(nèi)對(duì)花生機(jī)械化收獲技術(shù)裝備的需求日趨迫切。如果該設(shè)計(jì)成功，會(huì)有很大的市場前景，解決這一需求。

（2）作業(yè)可靠、減少收獲損失

根據(jù)山東省質(zhì)量監(jiān)督局發(fā)布的《山東省地方標(biāo)準(zhǔn)～農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)質(zhì)量花生機(jī)械收獲》和農(nóng)藝要求，所設(shè)計(jì)的花生收獲裝置應(yīng)達(dá)到的性能指標(biāo)為：

配套動(dòng)力：11-13.2kw小型四輪拖拉機(jī)

生產(chǎn)率：0.1～0.13hm2/h

損失率： <3%

莢果破碎率：≤1%

（3）結(jié)構(gòu)緊湊，降低成本

為便于花生收獲裝置的推廣和使用，考慮到中國現(xiàn)階段廣大花生種植戶的消費(fèi)水平，在保證收獲裝置作業(yè)質(zhì)量的前提下，進(jìn)一步簡化結(jié)構(gòu)、降低成本，真正使廣大農(nóng)民買得起、用得上。

工作原理：

4H-2型花生收獲機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是利用空間曲柄擺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了收獲機(jī)的擺動(dòng)挖掘，使挖掘與分離兩大機(jī)構(gòu)溶為一體，結(jié)構(gòu)緊湊。實(shí)現(xiàn)了花生的挖掘、分離作業(yè)通過一個(gè)部件依次完成，簡化了作業(yè)工序。此外，花生收獲機(jī)采用了反平行四邊形機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)工作部件的等角度、反方向擺動(dòng)，使得機(jī)架整體所承受的側(cè)向力平衡，增加了機(jī)組工作的平穩(wěn)性。

該機(jī)型主要用于一定范圍的定行距花生收獲，主要是覆膜種植的花生。采用振動(dòng)除土原理，可大大減少收獲損失，很少造成莢果脫落。但對(duì)于行距大小不一，寬窄不規(guī)則的人工種植的花生，該機(jī)存在一定的局限性?？傮w來說，4H-2型花生收獲機(jī)具有生產(chǎn)效率高，損失少，功耗低，結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠，調(diào)整使用方便，對(duì)多種不同類型的土壤的適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

對(duì)比該機(jī)型，在設(shè)計(jì)中對(duì)于輸送裝置的動(dòng)力來源則采用齒輪箱變速，提高傳動(dòng)效率;對(duì)分土輪采用鏈傳動(dòng)。整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效率充分予以保證。采用齒輪、鏈輪驅(qū)動(dòng)和等角度相向擺動(dòng)，使機(jī)架橫向受力平衡，工作平穩(wěn)。在增加傳動(dòng)效率的同時(shí)，便于使用與操作。該機(jī)將花生的藤苗、果實(shí)和土壤三者同時(shí)起耕，將藤和果、土一次分離，一次性完成收獲。減輕人工勞作強(qiáng)度，增加花生收獲效率。

收獲機(jī)的動(dòng)力部分

收獲機(jī)主要靠帶輪和鏈輪傳遞動(dòng)力。因?yàn)殒渹鲃?dòng)無彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率高，需要的張緊力小，徑向壓軸力小;并能在高溫及低速。有油污等惡劣環(huán)境下工作，另外鏈傳動(dòng)制造精度和安裝度要求較低，成本低廉，可遠(yuǎn)距離傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單。帶傳動(dòng)是一種常用的、成本較低的動(dòng)力傳動(dòng)裝置，在各類機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛。它具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低、清潔（無需潤滑）的特點(diǎn)，具有緩沖減震和過載保護(hù)的作用，并且維修方便。所以本收獲機(jī)采用圖2中的帶輪傳動(dòng)。

動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，通過帶輪兩級(jí)減速，將動(dòng)力傳到收獲機(jī)的輸入軸，其最后一級(jí)傳動(dòng)裝置的配置，有側(cè)邊傳動(dòng)和中間傳動(dòng)兩種。本課題的設(shè)計(jì)應(yīng)用側(cè)邊傳動(dòng)，動(dòng)力從側(cè)邊傳至輸入軸，整機(jī)受力均勻，剛性好。挖掘部分的挖掘鏟經(jīng)多實(shí)驗(yàn)合理設(shè)計(jì)了鏟頭刃口的形狀和鏟面的彎曲弧度，不堵秧不纏草，既能松土又不把作物翻起。

結(jié)論：

花生收獲機(jī)在我國農(nóng)村需求量大，擁有良好的市場前景。相信這一設(shè)計(jì)，會(huì)解決對(duì)花生收獲機(jī)械的日趨需求。

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