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組合式棉稈收獲機(jī) 康濤 李平 (1. 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300） 摘要：本文通過對棉稈收獲機(jī)的設(shè)計(jì)同時(shí)介紹了拔稈機(jī)的發(fā)展歷史、種類、工作原理及其主要參數(shù)。并詳細(xì)的分析了組合式拔稈機(jī)的構(gòu)成、以及日常維護(hù)和基本安全操作規(guī)程，并分析了拔稈機(jī)的日常檢修及其常見故障分析。依據(jù)現(xiàn)有國內(nèi)棉稈收獲經(jīng)驗(yàn)，為解決棉稈可靠拔取與輸送問題，提出了一種新的拔取輸送方式，提輥裝置與拔稈齒輥相結(jié)合的組合方式。該裝置主要包括機(jī)架、提輥裝置、拔稈齒輥裝置。主要工作過程是提輥裝置進(jìn)行土層淺層的翻攪，拔稈齒輥裝置與提輥裝置配合進(jìn)行棉稈的拔取與輸送。該方式一方面能有效拔取棉稈，降低功耗，加快莖稈向后輸送。另一方面增加了棉稈收獲機(jī)械的田間適應(yīng)性。 關(guān)鍵詞：棉花拔稈；組合式；高效 中圖分類號:TD451 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 0引言 棉花秸稈是棉花的主要副產(chǎn)品,也是工農(nóng)業(yè)的重要生物資源,棉花秸稈收獲裝備對實(shí)現(xiàn)棉花秸稈的資源化和商品化至為關(guān)鍵。我國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能資源主要包括農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)品和能源作物等，其中農(nóng)作物秸稈和能源作物秸稈有著非常廣泛的用途。棉稈可用于生產(chǎn)人造纖維、刨花板、吸音板等板材和造紙；還可通過生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化技術(shù)，將棉稈轉(zhuǎn)化成木炭、可燃?xì)怏w或電力；另外，棉稈還具有很高的營養(yǎng)價(jià)值，可作為很好的畜類動物飼料[2]。由此可見，棉稈資源豐富，是一種利用價(jià)值很高的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能。 棉稈機(jī)械化收獲目前常采用的方式主要有剪切收獲和提拔式收獲兩種。剪切收獲，主要是利用割刀將棉稈從根部割斷，此種收獲方式不能實(shí)現(xiàn)棉稈的全部收獲，造成資源浪費(fèi)，另外由于棉稈根莖較硬不易腐爛、不易粉碎，在土壤里留存時(shí)間較長，不利于后續(xù)整地作業(yè)和農(nóng)作物生長。此外棉花種植過程中地膜的使用，造成土壤白色污染日益嚴(yán)重。通過對殘膜回收機(jī)田間作業(yè)情況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果表明棉稈及棉根對殘膜回收機(jī)的作用效果有著嚴(yán)重的影響。拔稈式收獲，具備不留根茬、作業(yè)成本低，有助于殘膜回收等優(yōu)點(diǎn)[3]。因而無論是進(jìn)行棉稈收獲還是秸稈還田，棉稈收獲機(jī)采用拔稈式收獲方法不僅提高了棉稈的利用率，也將大大提高殘膜收凈率。通過對比各種棉稈收獲裝置優(yōu)缺點(diǎn)及田間適應(yīng)性，提出一種有提輥裝置與拔稈齒輥裝置相結(jié)合的拔稈裝置，有效的解決了拔稈效率和田間適應(yīng)性，拔稈徹底，無殘留，也將大大提高殘膜收回率，提高了田間作業(yè)效率，節(jié)約大量勞動力 1總體設(shè)計(jì)思路 組合式棉稈收獲機(jī)有三部分組成，提輥裝置、拔稈齒輥、傳送裝置。提輥切斷棉根，拔稈齒輥把棉稈送到傳送帶上，由傳送帶運(yùn)送出去。 1.1設(shè)計(jì)原理 采用提輥裝置的旋切原理,使提輥刀具在地表一定深度旋切土壤,同時(shí)將棉稈從根部旋切拔出，于此同時(shí)拔稈齒輥卡住棉冠抓取棉稈，棉稈運(yùn)行至傳送帶上方時(shí)由于棉稈自重落到傳送帶上，由傳送帶運(yùn)送到一邊便于打捆運(yùn)輸。 1.2設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu) 組合式棉稈收獲機(jī)的總體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。 組合式棉稈收獲機(jī)主要由提輥裝置、拔稈齒輥、傳送裝置三部分組成。提輥裝置的作用是進(jìn)去土層翻攪，切斷棉根，利于棉稈的拔取。拔稈齒輥主要由拔稈齒組成，每組有11根拔稈齒，每兩齒相距25cm，這樣就能保證棉稈的抓取，提高棉稈拔取率。傳送裝置主要是由傳送帶和傳送軸組成。傳送帶上面由凸條紋，利于棉稈的傳送，傳送裝置可以變換方向，調(diào)節(jié)棉稈的傳送方向。 圖1錘式破碎機(jī)的總體結(jié)構(gòu)示意圖 1提輥帶輪 2提輥裝置 3傳送帶軸 4機(jī)架 5拔稈齒輥6拔稈彎齒 7傳動輪 8驅(qū)動輪 9前懸掛 11傳送帶輪 12傳送帶13地輪14提輥刀片 2關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì) 2.1提輥裝置的設(shè)計(jì) 提輥裝置由提輥刀片，軸組成。提輥式拔棉稈是采用旋切原理,使提輥刀具在地表下一定深度旋切土壤,同時(shí)將棉稈從根部旋切拔出。在旋切過程中,提輥刀要對土壤和棉根進(jìn)行切削,同時(shí)由于提輥刀具的旋轉(zhuǎn)作用,還會將切削下的土壤向后拋送。 2.2拔稈齒輥的設(shè)計(jì) 撥禾輪是此設(shè)備的主要部件，主要承擔(dān)提取棉稈放到傳送帶上。采用11根彎齒，每根彎齒間距20公分，可實(shí)現(xiàn)任意位置拔取，任意行距，無需調(diào)整機(jī)具對準(zhǔn)棉稈行距，實(shí)現(xiàn)快速拔稈，高效率工作。次撥禾輪齒采取微彎曲處理，保證抓取棉稈。而且撥禾輪齒向左傾斜，使棉稈運(yùn)行到傳送帶上方時(shí)，由于重力作用方便下落，保證棉稈拔取高效進(jìn)行。 2.3 傳送帶的設(shè)計(jì) 傳送裝置是起到方便收獲的作用，因?yàn)槊薅挵稳『笊⒙湟坏?，對于后面的集中成捆運(yùn)輸不便，首先收獲量太大，所以傳送裝置安置在滾軸下面，由傳送帶直接將拔取的棉稈傳送至一邊，便于集中打捆。以此，大大減少了勞動力，提高了效率。 其中確定傳送帶軸直徑為5cm，電機(jī)轉(zhuǎn)速為800r/min。傳送帶輪與電機(jī)帶輪直徑1：1，所以確定傳送帶軸轉(zhuǎn)速為800r/min。 傳送帶軸周長：C =2πr=3.14×5=15.7cm 線速度v=800c=800×15.7=12560cm/min 所以傳送帶運(yùn)行速度為 =12560/6000=2.09m/s 3總結(jié) 棉花是主要的經(jīng)濟(jì)作物之一，棉花秸稈也是棉花的主要副產(chǎn)品，但是大部分棉稈都是采用粉碎還田方式處理，只有少部分進(jìn)行再利用。這是我課題研究的動機(jī)對，搞好棉花秸稈的綜合利用,加快推進(jìn)棉花秸稈綜合利用,實(shí)現(xiàn)棉花秸稈的資源化和商品化,對國家促進(jìn)資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)和農(nóng)民增收具有的重大意義。所以說棉花秸稈收獲裝備對實(shí)現(xiàn)棉花秸稈的資源化和商品化至為關(guān)。希望這個設(shè)計(jì)能真正實(shí)際運(yùn)用到棉稈收獲中。其中運(yùn)用到實(shí)際情況需要改進(jìn)拔稈齒輥和提輥裝置的配合速度，防止出現(xiàn)拔取不順利。還有一方面防止出現(xiàn)棉稈的隨帶問題，拔稈齒輥后方加撥稈條。 參考文獻(xiàn) [1]張佳喜,葉　菲.我國棉花秸稈收獲裝備現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所 ,2011:3-20 [2]張永新,楊曉春.一種側(cè)置齒輪傳動揭膜撥稈機(jī)[P]. ：CN201742692U,2011-02-16. [3]曹樹紅.可伸縮式玉米撥禾裝置設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析[J].山東理工大學(xué)，2014:7-9 [4]胡凱，王吉奎，李斌，蔣蓓，丁雙雙，李天文.棉稈粉碎還田與殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機(jī)研制與試驗(yàn)[J].石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院,2013:3-9 [5]李怡.棉稈起拔機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文，2014:8-26 [4]張佳榮.提高破碎篩分設(shè)備生產(chǎn)能力的探討[J].采礦技術(shù) 2005(5):52- 54 [6]郭振華,史建新,康秀生.提輥式拔棉稈阻力分析[J].農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院,2009:24-57 [7]趙東波.棉花拔稈清膜旋耕機(jī)研究設(shè)計(jì)[J].昌吉州農(nóng)牧機(jī)械化技術(shù)推廣站,2010:6-85 [8]王吉奎，付威,王衛(wèi)兵，李斌.SMS-1500型秸稈粉碎與殘膜回收機(jī)的設(shè)計(jì)[J].石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院,2011:51-86 [9]趙海軍,史建新.殘膜回收工藝探討[J].中國農(nóng)機(jī)化,2004:68-71. [10]劉文海,馬衛(wèi)星.淺議棉稈殘膜機(jī)械回收[J].農(nóng)機(jī)化,2005:2 [11]王鋒德,燕曉輝,董世平,孫玉峰,王俊友.我國棉花秸稈收獲裝備及收儲運(yùn)技術(shù)路線分析[J].農(nóng)機(jī)化研究,2009,12:217-220. [12]崔相全,馬繼春,薦世春,王小瑜,曲萍.我國棉花棉稈收獲機(jī)械現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2011,11:4-6 [13]張佳喜,葉菲.我國棉花秸稈收獲裝備現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)機(jī)化研究,2011,08:241-244 [14]陳明江,平英華,曲浩麗,陳永生.棉稈機(jī)械化收獲技術(shù)與裝備現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J].中國農(nóng)機(jī)化,2012,05:23-26 [15]張愛民,禚冬玲,王振偉,李偉,劉凱凱.棉稈收獲機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].山東農(nóng)機(jī)化,2014,04:36-37. [16]楊樹川，楊術(shù)明，佘永衛(wèi).撥禾輪運(yùn)動軌跡的計(jì)算機(jī)仿真[J].寧夏大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院,2010:20-45