方捆打捆機(jī)喂料形式的研究

河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所有限公司 張亞振 張秀平 袁興茂 陳林

引言

牧草經(jīng)擠壓打捆后，體積縮小，減少了貯存占地面積，提高了運(yùn)輸能力，減少了著火可能性，同時(shí)又解決了運(yùn)輸過程中因超高、超寬帶來的不安全因素。方捆打捆機(jī)不僅適合玉米秸稈的打捆，還適合小麥秸稈、苜蓿、牧草等，深受廣大農(nóng)牧民的歡迎。

近幾年，隨著國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械購置領(lǐng)域的不斷拓寬，對(duì)畜牧業(yè)機(jī)械的補(bǔ)貼力度也在不斷加大，國(guó)內(nèi)已有多個(gè)廠家研制生產(chǎn)小型方捆打捆機(jī)。本文根據(jù)筆者多方調(diào)研，分析了方捆打捆機(jī)與入料裝置相位耦合關(guān)系，針對(duì)不同的作業(yè)原料，選擇合適的喂料形式。

1 國(guó)內(nèi)打捆機(jī)的分類及其喂料形式

1.1 草捆形狀的分類

打捆機(jī)可分為圓捆打捆機(jī)和方捆打捆機(jī)。本文只研究方捆打捆機(jī)。

1.2 作業(yè)方式的分類

打捆機(jī)可分為固定式打捆機(jī)、拖拉機(jī)牽引式打捆機(jī)、自走式打捆機(jī)和麥稻聯(lián)合收割機(jī)配套打捆機(jī)。

圖1 （a）固定式打捆機(jī) 圖1（b）拖拉機(jī)牽引式打捆機(jī)

圖1 （c）自走式打捆機(jī) 圖1（d）麥稻聯(lián)合收割機(jī)配套打捆機(jī)

1.2.1 固定式打捆機(jī)

固定式打捆機(jī)見圖1（a），是由一個(gè)固定的柴油機(jī)或電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)其工作，先把草料收獲并轉(zhuǎn)運(yùn)到某一指定地點(diǎn)進(jìn)行打開，喂料方式一般為人工喂入。此類打捆機(jī)已在國(guó)內(nèi)被長(zhǎng)時(shí)間使用，但由于耗費(fèi)大量的人工，已逐漸被淘汰。

1.2.2 拖拉機(jī)牽引式打捆機(jī)

拖拉機(jī)牽引式打捆機(jī)見圖1（b），是由拖拉機(jī)等牽引設(shè)備作為打捆機(jī)的動(dòng)力，可直接對(duì)鋪放在田間的秸稈進(jìn)行收獲并打捆，牽引設(shè)備牽引著打捆機(jī)沿草料前進(jìn)，撿拾器的彈齒拾起草料后，由喂料裝置的撥叉將草料送入壓捆室內(nèi)，見圖2。按照方捆尺寸大小可分為大方捆打捆機(jī)和小方捆打捆機(jī)。國(guó)內(nèi)已有多個(gè)廠家研制生產(chǎn)牽引式小型方捆打捆機(jī)，其牽引方式還可以分為側(cè)牽引式打捆機(jī)和正牽引式打捆機(jī)。根據(jù)不同的牽引方式，喂料方式可分為側(cè)喂入、下喂入和上喂入。

圖2 拖拉機(jī)牽引式打捆機(jī)的喂料原理

1.2.3 自走式打捆機(jī)

自走式打捆機(jī)見圖1（c），是由自身發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，并可在田間自行前進(jìn)。前部設(shè)有割臺(tái)，由輸送槽將草料輸送到喂料裝置，其喂料方式與拖拉機(jī)牽引式打捆機(jī)大體相同。

1.2.4 麥稻聯(lián)合收割機(jī)配套打捆機(jī)

麥稻聯(lián)合收割機(jī)配套打捆機(jī)見圖1（d），是把方捆打捆機(jī)安裝到聯(lián)合收割機(jī)上，由收割機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，可直接在田間一次性收獲果穗并進(jìn)行秸稈打捆，減少了進(jìn)田次數(shù)。其喂料方式是由撥料筒撥叉將草料送入壓捆室。

1.3 打捆原料的分類

從原料角度來講又分為玉米秸稈打捆機(jī)、麥草打捆機(jī)、稻草打捆機(jī)等。

2 國(guó)外打捆機(jī)的喂料形式

大方捆型打捆機(jī)由于壓縮室的橫截面積大，如直接把草料喂入到壓縮室內(nèi)會(huì)使草料不均勻。為了解決密實(shí)成捆規(guī)整均勻的問題，國(guó)外設(shè)計(jì)了預(yù)壓縮室。預(yù)壓縮室位于打捆壓縮室的前端，預(yù)壓縮室頂端設(shè)有與撥料叉聯(lián)動(dòng)的預(yù)壓縮密度調(diào)整機(jī)構(gòu)。撿拾起的秸稈草料經(jīng)喂入絞龍輸送至調(diào)料口，由填料叉喂入到預(yù)壓縮室。預(yù)壓縮室草料密度達(dá)到預(yù)定值時(shí)，壓力傳感器發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)位于填料叉后方的撥料叉。撥料叉通過預(yù)壓縮活塞的正時(shí)傳動(dòng)，將預(yù)壓成型的草料喂入壓縮室內(nèi)，完成了大方捆預(yù)壓成型過程。通過先預(yù)壓、再機(jī)械壓實(shí)的兩級(jí)壓縮，不僅解決了秸稈類松散草料規(guī)整均勻成型的問題，同時(shí)提高了打捆機(jī)的適應(yīng)性和可靠性。

目前國(guó)外預(yù)壓喂料形式有三種：撥叉式、連續(xù)螺旋刀片式和斷續(xù)螺旋刀片式[1]。

2.1 撥叉式喂料裝置

撥叉式預(yù)壓喂料裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合麥、稻和羊草等短秸稈的填料喂入，相比于其它喂料方式喂料量較小。

2.2 連續(xù)螺旋刀片式喂料裝置

連續(xù)螺旋刀片式預(yù)壓喂料結(jié)構(gòu)雖有揉切功能，但還有向預(yù)壓側(cè)壁單向推送的作用力，容易造成草料在預(yù)壓室口不均勻喂入。

圖3 連續(xù)螺旋刀片式喂料裝置

2.3 斷續(xù)螺旋刀片式喂料裝置

斷續(xù)螺旋刀片式預(yù)壓填料結(jié)構(gòu)通過斷續(xù)螺旋的方向，可對(duì)草料有均勻調(diào)整作用，同時(shí)也對(duì)草料具有揉切的功能。由于撿拾臺(tái)螺旋送來的草料在預(yù)壓口側(cè)壁前端形成堆積，因此采用斷續(xù)螺旋刀片式預(yù)壓喂料結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行均勻調(diào)整。

圖4 斷續(xù)螺旋刀片式喂料裝置

斷續(xù)螺旋刀片式預(yù)壓喂料與定刀的結(jié)合，可對(duì)草料進(jìn)行揉切。草料脆弱時(shí)，定刀可將草料切斷，草料粗實(shí)柔韌時(shí)，定刀對(duì)草料進(jìn)行揉搓，當(dāng)草料的柔韌力大于定刀的支撐彈簧力時(shí)，定刀繞刀軸旋轉(zhuǎn)并藏入定刀盒內(nèi)，讓出填料喂料通道，使草料不受阻礙地喂入到預(yù)壓室內(nèi)。

3 列舉幾款品牌打捆機(jī)的喂料形式

以下列舉了三款國(guó)外知名品牌打捆機(jī)的喂料形式，見表1所示。

表1 三款國(guó)外知名品牌打捆機(jī)的喂料形式

4 喂料量對(duì)壓縮過程的影響

在壓縮密度相同的情況下，小于臨界喂料量時(shí)，隨著喂料量的增大，其壓縮力與壓縮功增大；反之，在大于臨界喂料量時(shí)，隨著喂料量的繼續(xù)增大，其壓縮力與壓縮功減小。通常適當(dāng)增大喂料量和減小壓縮頻率可以降低壓縮功，并改善打結(jié)條件[2]。

5 結(jié)論

本文研究介紹了幾種不同形式的方捆打捆機(jī)的喂料結(jié)構(gòu)，并列舉了幾種品牌打捆機(jī)喂料形式的設(shè)計(jì)原理，得出兩條結(jié)論：①打捆機(jī)喂料形式的選擇是打捆機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)的前提；②國(guó)內(nèi)需多學(xué)習(xí)國(guó)外打捆機(jī)喂料先進(jìn)技術(shù)。

[1]燕曉輝,李樹君,楊軍太等.大中型方捆撿拾打捆機(jī)整機(jī)原理研究[J].農(nóng)業(yè)工程,2013,7：95～98.

[2]楊月韶,李旭英,楊紅蕾等.牧草壓縮過程的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),1996,3：60～64.