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4HB-2A型花生联合收获机的研发应用及保养维护
发布日期:2013-10-31 新闻来源: 正文字号
    花生是我国四大油料作物之一,也是主要创汇农产品之一,其市场价格高于水稻、小麦、大豆和油菜等粮食和其他经济作物,具有良好的经济效益,也是有较强国际竞争力的农产品。多年来花生的机械化收获一直是制约我国花生生产全程机械化的一大难题,随着 其他大宗农作物机械化收获程度的不断提高,花生这一经济作物的机械化联合收获已迫在眉睫。
    1 整机结构形式和工作原理
    1.1结构形式
    4HB-2A型轮式自走花生联合收获机是由底盘行走系统、动力系统、驾驶台、挖拔输送系统、半喂入摘果系统、清选系统、籽粒提升器、果仓、液压操作系统、链传动和胶带传动系统组成。机组结构形式分左右结构,左边是驾驶台、动力和果仓,右边是收获系统的输送槽、摘果机、振动筛和风机。轮式行走系统有两轮驱动和四轮驱动两种形式,适应各种土质的田间行走要求,轮式行走还具有转移速度快、维护简单等优点;半喂入的摘果方式消耗动力小、破碎率低、果秧完整;循环链条筛籽粒提升器结构新颖、不堵塞不缠绕、清选效果和提升效果好。
    1.2工作原理
    收获作业时,位于收割台前端像子弹头一样的尖锥扶禾器,首先把花生秧分开并把倒伏的扶起,引导向齿形夹持链条,随机组前行,位于扶禾器下部的挖掘铲将花生的主根切断,前低后高的夹持链条夹住花生秧由前部往后部输送,完成挖掘和起拔的过程;花生秧离开地面后,两根平行的抖土杆作往复震动拍打花生秧结果部位的上方,震落大块的泥土和夹杂的石块等杂物,完成花生秧出土后的第一次去杂清选;花生秧继续往后输送,进入由两根作相对转动、表面有摘果叶片的摘果辊组做成的半喂入摘果室完成果秧分离;花生秧往后输送排入地里,由摘果辊摘下的花生果、草叶、细小薄膜、细小秸秆等杂物落到振动筛上,在振动筛和风机作用下,携带残留果实的小秸秆落到振动筛后面的杂物筐里,草叶和薄膜被吹出机外,剩余的果实和一部分泥土落到由循环旋转链条筛组成的提升器里面,将泥土过滤掉并将干净的果实提升到储果仓,储果仓是液压翻转卸果机构,也可以配备人工装袋方式。
    2 主要技术指标
    配套动力:22kW
    收获行数:一垄双行(起垄覆膜播种)或25·55·25·55……大小行种植方式;
    生产率:   1.5-2.5亩/小时;
    果实损失率(%):≤3;
    果实破碎率(%):≤1;
    茎杆完整率(%):≥95;
    果实含杂率(%):≤5;
    有效可靠度(%):≥93;
    机组外形尺寸:4300×1800×2300(mm);
    结构重量:1700kg;
    3 主要结构参数和运动参数
    本机的设计主要考虑以下各部位参数:挖掘铲入土角度、夹持链条入口角度、夹持链条与地面夹角、尖锥扶禾器转速、输送链条线速度、摘果辊转速、振动筛的振动频率、风机转速、循环提升旋转链条筛速度和作业行走速度等。挖掘铲是前进的主要消耗动力部位,入土角选择为19°,既能有效切断花生主根又能松土;夹持链条入口夹角110°,能有效地收拢和夹持由扶禾器送来的花生秧;夹持链条与地面夹角21°,此夹角将影响到收获速度和起拔质量;尖锥扶禾器反向旋转的转速为200r/min;输送链条线速度要高于或与前进速度一致,其速度确定为40m/min;摘果辊转速为370 r/min;振动筛的振动频率为360次/min;风机转速为1250 r/min;循环提升旋转链条筛速度为40m/min;机组的行走系统是有级变速,作业速度低速一档为2.3km/h,道路行走速度为30km/h。
    4 各部位功率消耗参数
    本收获机功率消耗主要在田间挖掘行走,其消耗功率为6kW,扶禾器和输送链条消耗功率为1kW,摘果辊消耗功率为1kW、清选振动筛和风机消耗功率为1kW,旋转链条筛消耗功率为0.6kW,其他部分消耗功率为1kW,整机总消耗功率为10.6kW,根据实际应用和考虑到复杂工况,发动机应选择功率为22kW多缸发动机,以加大功率储备和降低噪音与震动。
    5 技术创新点
    5.1尖锥扶禾器技术创新
    采用一对反向旋转的尖锥扶禾,可以有效将倒伏花生秧扶起引导向夹持输送链条,既缠绕轻,又坚固耐用。
    5.2双向调节夹持链条托板
    有效适应不同密度花生秧的夹持输送调节,不漏夹,不夹断。
    5.3摘果辊尾部秸秆防缠绕装置
    能有效切断缠绕秸秆,防止堵塞。
    5.4循环旋转链条筛籽粒提升器
    该提升器兼有清选和提升两大功效,不堵塞、不缠绕。
    5.5宽轮距驱动系统
    适应高产垄作花生收获要求,轮胎压痕在花生垄沟内,不碾压结果部位土壤,便于残留果实复收;轮式行走转移速度快磨损小维护简单。
    6 经济效益
    花生属于劳动密集型产业作物,目前播种和中耕管理已基本实现机械化,唯独收获这一环节还没有一种高效率的机械,人工收获需要3-5个劳动力才能收获一亩(667m2),按时令劳动力价格每亩要支出300元左右,而真正收获时候又不可能雇佣到那么多人,收获不及时极易造成大量的霉烂损失,增产不增收,而用花生联合收获机收获每亩只需半小时左右,收获成本仅20元左右,每亩可为农民节约280元左右;花生收获期每个地区一般在10-15天,按每天工作10小时计算可收获15-20亩,每亩收费150-180元,农民很愿意接受,一个作业季节机手可赢利2-3万元,为农民节约开支2-3万元,经济效益明显;在当今农村青壮劳动力外出的情况下实现花生的联合收获其社会效益和经济效益很明显。
    7 机具的调试
    花生联合收获机的调试比较简单,主要应注意以下几个方面:
    7.1作业田块的选择
    本花生联合收获机适宜机播起垄或大小行种植模式的花生收获,要求花生直立生长正常,花生秧高度35-55cm,无明显倒伏、死秧、烂秧,无丛生和蔓类杂草,地势平坦无明显起伏,土壤含水率8-15%,沙质土壤。超出以上作业条件会导致收获指标下降或收获失败。
    7.2犁刀的入土深度调整
    以犁刀刃口切断花生主根系为宜,太浅容易切碎花生造成挖掘损失,太深消耗动力。
    7.3夹持链条的调整
    以夹持链条入口处距离地面的位置5-7cm为宜,太低容易夹到石块或杂物,太高会使夹持高度变大影响摘果效果,还会因为夹持不牢固使大量秸秧进入振动筛造成振动筛堵塞。
    8 维护和保养
    花生联合收获机同其他收获机械一样也需要维护和保养,应注意以下方面:
    8.1发动机的保养
    按时清理空气滤清器和检查润滑油及冷却水情况。
    8.2链条部分保养
    因作业环境恶劣,每个作业班次都要对传动链条和夹持链条进行3-4次润滑,包括夹持链条托轨支撑杆的润滑。
    8.3各部位轴承和传动齿轮的润滑
    每工作两个班次要对各部位轴承和传动齿轮进行黄油润滑。
    8.4检查各传动链条和皮带张紧情况,发现松动打滑及时张紧或更换
    8.5清理各部位积存泥土和缠绕杂草以免造成传动机构磨损和缠绕堵塞,影响摘果效果和清选效果
    9 常见故障原因分析及排除方法
    9.1犁刀壅土
    新机器或新机手操作常遇见的问题,其表现为犁刀与夹持链条之间堆积大量的泥土和未夹持输送的花生秸秧形成犁刀堵塞,原因主要是收获地块土壤湿度过大、田间蔓类和丛生杂草太多、花生秸秧倒伏严重、犁刀深浅位置不对等因素,遇到此现象应重新选择收获地块和调整犁刀中部刃口与夹持链条入口距离为18-21cm。
    9.2摘果不净
    摘果不净表现为机器排出的秸秧上携带有未摘净的果实,时多时少,甚至整株。此故障多为摘果辊上的摘果叶片粘泥或缠绕薄膜和杂草造成堵塞;收获行驶偏离花生垄沟造成所夹持的花生秧高低不齐错层超出摘果叶片打击范围;夹持位置太高致使所夹持的花生秧结果部位超出摘果叶片打击范围;初次驾驶发动机转速不够致使各收获部位转速不够;遇此现象应首先清理摘果辊叶片粘连泥土和缠绕的薄膜和杂草;把握好机组前进方向,使其收获器正对花生垄,不可左右摇摆;调整限深轮使夹持链条入口距离地面5-7cm的位置,保障花生秧夹持高度在摘果辊叶片打击范围内;掌握好发动机转速,使其在中油门以上工作。
    9.3抛洒损失
    其表现为清选振动筛尾部有大量的碎秸秆和果实排出。此故障多为振动筛前部筛条堵塞和所收获的花生有大量死秧、烂秧、杂草所致。振动筛每工作一段时间就要进行清理,清理掉筛条空隙中的泥土和杂草薄膜等堵塞物,收获的花生田块如有大量死秧、烂秧、杂草,会致使摘果辊造成缠绕堵塞,打落的碎秸秧会堵塞振动筛造成大量的抛洒损失,应重新选择收获田块。
    9.4含杂率高
    表现为果实里面泥土和杂质太多。此现象一般在收获土壤湿度过大和杂草太多的田块时出现,应调整犁刀后方的抖土器,使两根抖土杆的距离在2-4cm之间,以抖掉大部泥土又不抖掉花生为宜,在太黏重的土壤和杂草太多的田块强行收获还会使摘果辊堵塞和振动筛堵塞造成摘果不净和抛洒损失,建议转换收获田块,以免损坏机器。
    9.5夹持输送链条堵塞
    其故障现象表现为夹持输送链条卡住停止运转。故障原因多为有石块和泥土进入夹持链条,此时应停机检查,排出夹持的杂物。夹持链条传动系统的皮带打滑也会使夹持链条卡住,应张紧皮带。夹持链条托轨和各活动支撑杆每个班次要进行3-5次润滑,以减少其摩擦阻力和早期磨损。
    花生联合收获机历经多年的研究已基本定型。全喂入的机型因为消耗动力大、果实和秸秧易破碎、功效极低而不被农民朋友所接受;国外进口的半喂入花生收获机因其价格昂贵又是履带式行走系统、作业速度和转移速度慢也不被农民认可;而这种自走轮式半喂入摘果方式的收获机因其消耗功率小和结构、维修保养简单、功效高而备受农民朋友喜欢,且一台机器上就有7项专利技术。经山东省农业机械产品质量监督检验站检测,各项性能指标符合或超过国家规定标准,已获得推广鉴定证书并进入国家补贴目录,并荣获青岛市科技进步三等奖,现已批量生产。
    参考文献:
    [1] 周兰生.花生联合收获机的设计建议[J].农机科技推广,2009(3):35~37.
    [2] 胡志超,王海鸥,王建楠. 4HLB-2型半喂入花生联合收获机试验[J]农业机械学报,2010(4):41~44.
    (作者简介:娄伟,1978年5月出生,大专,助理工程师,研究方向:农机化。)
主管单位:河北省农业机械化管理局主办单位:河北省农业机械化研究所
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