4TZ-3600型自走式甜葉菊收獲機(jī)的研制與試驗(yàn)

李遠(yuǎn)良，鄒道鐘，2，張俊三，高森德，徐玉龍，高 彬

（1.新疆新研牧神科技有限公司，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院）

0 引言

甜葉菊屬菊科多年生草本植物，原產(chǎn)于南美洲，自1977年引進(jìn)中國以來，在我國北京、安徽、山東、河北、甘肅、新疆、云南等地均有引進(jìn)、種植栽培。其葉片糖的甜度極高，熱量卻很低，是制作藥物、保健品的重要原料[1]。目前在國內(nèi)，甜葉菊的采收技術(shù)普遍為拖拉機(jī)帶動(dòng)割草機(jī)，將甜葉菊稈莖切斷，收攏，晾曬至半干狀態(tài)，再通過振動(dòng)、敲打等方式，將甜葉菊葉片從稈莖上分離。在割倒、晾曬過程中，有一部分甜葉菊葉片掉落在地里，后期還需用吸風(fēng)機(jī)等工具將葉片收回，以保證最大經(jīng)濟(jì)效益。這一收獲過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，需要?jiǎng)趧?dòng)力多，環(huán)節(jié)復(fù)雜，損失較大[2-4]。由新疆新研牧神科技有限公司研制的自走式甜葉菊收獲機(jī)很好地解決了這一問題。

1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

4TZ-3600型自走式甜葉菊收獲機(jī)主要由浮動(dòng)割臺、過橋、駕駛室、升運(yùn)器、外圍、底盤、傳動(dòng)、料箱、發(fā)動(dòng)機(jī)以及操控系統(tǒng)組成，如圖1。該收獲機(jī)的割臺設(shè)置在機(jī)架前端，鉸接在機(jī)架上。梳狀彈齒滾筒平行地面設(shè)置，后連接過橋（第一級升運(yùn)器），過橋后連接第二級升運(yùn)器，過橋尾部略高于第二級升運(yùn)器首部，第二級尾部拋料口連接至集料箱頂部。發(fā)動(dòng)機(jī)橫向中置，液壓系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)布置，整機(jī)布置緊湊、合理，穩(wěn)定性良好。該機(jī)具能夠?qū)崿F(xiàn)甜葉菊的采摘、輸送及集料的全自動(dòng)化，大大提高了甜葉菊葉片的收獲效率，省時(shí)省力，收割過程中損失量小，便于操作[5]。

表1 自走式甜葉菊收獲機(jī)主要參數(shù)

1.2 工作原理

工作時(shí)，分禾器間隔出3600 mm 左右工作幅寬的甜葉菊秧，機(jī)器行進(jìn)過程中，伏草輥順勢向前下壓植株，緊接梳狀彈齒滾筒順時(shí)針向上對甜葉菊葉子進(jìn)行掠刮，同時(shí)在離心力作用下拋入割臺兩側(cè)輸送帶。割臺兩側(cè)輸送帶從兩邊向中間運(yùn)動(dòng)，將葉子向中間聚攏送至過橋輸送帶，割臺滾筒和兩側(cè)輸送帶動(dòng)力均由液壓馬達(dá)提供，轉(zhuǎn)速柔性可調(diào)，可在駕駛室由控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。過橋輸送帶將物料輸送至升運(yùn)器，同時(shí)升運(yùn)器拋料口設(shè)有料箱導(dǎo)料板，可將物料均勻拋灑到料箱內(nèi)。料箱裝滿后在駕駛室內(nèi)操縱機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)料箱的升降和傾翻，將物料倒入運(yùn)料車內(nèi)，完成整個(gè)收獲過程。

2 關(guān)鍵部件及特點(diǎn)

2.1 彈齒割臺

采用全仿地形浮動(dòng)一體化彈齒割臺，割臺在拖地輥遇到田間障礙物時(shí)會上浮，通過障礙物后能自動(dòng)歸位到預(yù)調(diào)位置，大大提高了彈齒滾筒安全性。

2.2 料箱導(dǎo)料板

料箱上的導(dǎo)料板根據(jù)收獲物料的不同可隨意調(diào)整高度，導(dǎo)料板根據(jù)需要可停留在任意工作角度。工作時(shí)由電機(jī)帶動(dòng)導(dǎo)料板不停擺動(dòng)，物料可以均勻的鋪撒到整個(gè)料箱使料箱充滿，節(jié)省了卸料的時(shí)間和次數(shù)，提高了工作效率。

2.3 可升降斜升料箱

該機(jī)采用可升降式斜升料箱，料箱卸料裝車高度可達(dá)3.7 m，解決了原有的自走式農(nóng)作物收獲機(jī)只能裝卸料箱低于2.7 m 小型拖車的問題。大大的減少了拉料車的卸料次數(shù)和油耗，提高了收獲效率。

3 試驗(yàn)及應(yīng)用情況

該樣機(jī)于2019年9月在焉耆縣巴潤哈爾莫敦鎮(zhèn)完成了田間性能試驗(yàn)與檢測約0.67 hm2，同時(shí)對樣機(jī)進(jìn)行了場地及性能鑒定，試驗(yàn)結(jié)果見表2

表2 主要指標(biāo)檢測結(jié)果匯總表

從試驗(yàn)結(jié)果來看，整機(jī)收獲損失率、破損率、含雜率以及作業(yè)生產(chǎn)率等指標(biāo)都完全符合預(yù)期要求。

到目前為止，該機(jī)已銷售10 臺，分別銷往伊犁、焉耆等地，平均每天每臺可收割10 hm2地左右，整機(jī)故障率較低、收獲效率高，實(shí)用性強(qiáng)，用戶反映良好。

4 結(jié)論

該機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)力充沛，能滿足甜葉菊的收獲的基本要求。但經(jīng)過試驗(yàn)以及用戶反映，料箱內(nèi)仍有少量帶有葉子的莖稈存在，需要曬干后人工撿出。在后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，計(jì)劃加入分選、復(fù)脫及除雜功能，從而保證收割后的物料直接進(jìn)入下一工序，以降低人工成本。