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甘草售貨機(jī)的設(shè)計(jì)
冉衛(wèi)剛1 馬少輝1
(1. 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）
摘要：隨著地區(qū)甘草需求量的日益增大，甘草的人工種植規(guī)模也越來越大，與此同時(shí)急需面對(duì)解決的問題就是甘草的機(jī)械化收獲。本文結(jié)合北疆地區(qū)甘草的種植模式以及國內(nèi)外長根莖藥材收獲機(jī)械的研究現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種適應(yīng)于北疆地區(qū)砂質(zhì)土壤的甘草收獲機(jī)械，一次性完成甘草的挖掘、分離、鋪放等工作，提高了機(jī)具的工作效率。
關(guān)鍵詞：甘草收獲機(jī)；挖掘鏟；分離裝置
中圖分類號(hào): 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0引言
20世紀(jì)50年代末，由于大規(guī)模的墾荒，甘草資源得以開發(fā)應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)了許多優(yōu)質(zhì)品種的甘草，同時(shí)巨大的產(chǎn)量很快使甘草躍居為藥材出口及制品產(chǎn)量之首，成為了我國的甘草主產(chǎn)區(qū)[5]。但是，由于國內(nèi)藥用量的增長和對(duì)外出口數(shù)量的逐年增加，造成了甘草采挖量迅速上升，其結(jié)果是野生甘草被亂墾亂挖導(dǎo)致過度使用，最后致使甘草資源減少的同時(shí)種植面積也急劇減小，同時(shí)沙塵暴、干早等自然災(zāi)害相繼頻頻發(fā)生，不僅給人們的生活帶來了許多困難，也嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[6]。為了避免情況的持續(xù)惡化，大范圍的人工種植甘草技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
1總體設(shè)計(jì)思路
目前國內(nèi)的甘草機(jī)械化收獲主要以人工收獲和部分機(jī)械化收獲為主，人工收獲在消耗大量勞力的同時(shí)工作效率很低，所以本文設(shè)計(jì)的甘草收獲機(jī)械為半機(jī)械化收獲，主要同時(shí)完成甘草的挖掘、一次分離、二次分離作業(yè)，最后需要人工完成撿拾。
1.1設(shè)計(jì)原理
在甘草收獲機(jī)的帶動(dòng)下，挖掘鏟將甘草崛起，甘草與土壤的混雜物沿鏟面上升輸送通過柵條到分離裝置上;挖掘鏟上的柵條與三角鏟面是線接觸，對(duì)輸送的土壤有很好的破碎作用，部分土壤通過柵條間距漏下，減小了分離的土壤量和挖掘阻力;前端的犁刃可以根據(jù)磨損狀況隨時(shí)更換;挖掘鏟側(cè)面的固定加強(qiáng)板形成方形的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，使得固定刀臂在對(duì)深度板結(jié)土壤工作時(shí)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定可靠。
1.2設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)
針對(duì)北疆地區(qū)甘草的種植模式和收獲機(jī)的收獲要求，綜合考慮現(xiàn)有甘草收獲機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種適合北疆地區(qū)甘草種植模式的中型甘草收獲機(jī)，三維效果圖如下所示，由機(jī)架、挖掘鏟組件、動(dòng)力裝置、分離裝置、破碎裝置等構(gòu)成，可一次完成挖掘、分離及鋪放作業(yè)。
該作業(yè)機(jī)可一次性完成甘草的挖掘、分離、鋪放作業(yè)，作業(yè)機(jī)由88KW以上的拖拉機(jī)牽引，作業(yè)速度為1. 5-2.Okm/h，動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速選用540r/min，作業(yè)機(jī)的工作幅寬為600mm，工作時(shí)，由拖拉機(jī)牽引并且傳輸動(dòng)力，挖掘鏟將300-400mm深度的甘草鏟起并運(yùn)送到分離裝置上進(jìn)行分離輸送，分離裝置的作用主要是將部分土壤與甘草分離且輸送至地表。
圖1甘草收獲機(jī)的總體結(jié)構(gòu)示意圖
2關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)
2.1挖掘鏟的設(shè)計(jì)
甘草挖掘鏟的作用就是順利挖掘出甘草，并將它提升至一定高度輸送給分離裝置。挖掘鏟工作時(shí)既要保證挖掘出土層中的所有甘草 且不得鏟斷甘草，又要盡量減少進(jìn)入分離裝置的土壤量以至于降低能量消耗，其次還要避免挖掘鏟上纏草和奎土，最后順利地將甘草輸送到分離裝置。不同地區(qū)所對(duì)應(yīng)有不同的土壤條件，簡單的讓挖掘鏟滿足不同地區(qū)的挖掘要求非常困難。目前市場(chǎng)上根據(jù)機(jī)具工作時(shí)挖掘鏟的運(yùn)動(dòng)情況而分為固定式挖掘鏟、回轉(zhuǎn)式挖掘鏟、往復(fù)式挖掘鏟和振動(dòng)式挖掘鏟。
2.2振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)
甘草收獲機(jī)分離裝置的作用是將挖掘鏟輸送過來的甘草和土壤的混合物中分離出甘草。由于挖掘深度過深，分離角度又不能過大以免造成奎土，所以一級(jí)分離裝置基本是在地下完成工作，所以在地下有限的空間內(nèi)要保證分離裝置的傳動(dòng)可靠，分離機(jī)構(gòu)工作穩(wěn)定可才靠是最主要的，其次一級(jí)分離裝置的作用是將甘草輸送至地表。
2.3 分離裝置
在甘草收獲機(jī)的帶動(dòng)下，挖掘鏟將甘草崛起，甘草與土壤的混雜物沿鏟面上升輸送通過柵條到分離裝置上;挖掘鏟上的柵條與三角鏟面是線接觸，對(duì)輸送的土壤有很好的破碎作用，部分土壤通過柵條間距漏下，減小了分離的土壤量和挖掘阻力;前端的犁刃可以根據(jù)磨損狀況隨時(shí)更換;挖掘鏟側(cè)面的固定加強(qiáng)板形成方形的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，使得固定刀臂在對(duì)深度板結(jié)土壤工作時(shí)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定可靠。
3總結(jié)
根據(jù)北疆地區(qū)甘草種植的模式和分布情況以及現(xiàn)有甘草收獲機(jī)存在的問題，本文設(shè)計(jì)了一種中型適用于西北地區(qū)砂質(zhì)板結(jié)土壤的甘草收獲機(jī)。通過對(duì)挖掘鏟和分離裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和理論計(jì)算，且對(duì)分離裝置及樣機(jī)的試驗(yàn)研究，主要得出以下結(jié)論:
（1）分析了目前國內(nèi)外甘草收獲機(jī)械的研究現(xiàn)狀、存在問題及未來發(fā)展的趨勢(shì)，針對(duì)存在的問題設(shè)計(jì)了一種中型的甘草收獲機(jī)，介紹了其主要的組成及工作原理。
（2）通過對(duì)挖掘鏟的功能和形狀分析，設(shè)計(jì)了一種柵條式挖掘鏟，結(jié)構(gòu)簡單可靠，能有效減小挖掘阻力，經(jīng)理論計(jì)算確定了其結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)。
（3）通過對(duì)分離裝置的功能和工作要求的分析，設(shè)計(jì)了一種輥筒式分離裝置，經(jīng)理論分析計(jì)算確定了其結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)。
參考文獻(xiàn)
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