橫喂式雙向自動苧麻三脫機(jī)研制工作報告

咸寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)機(jī)研究所 饒正良

橫喂式雙向自動苧麻三脫機(jī)研制工作報告

咸寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)機(jī)研究所 饒正良

苧麻是我國傳統(tǒng)特色經(jīng)濟(jì)作物，咸寧是久負(fù)盛名的苧麻之鄉(xiāng)，為破解制約苧麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的收獲加工難題，咸寧市農(nóng)機(jī)研究所開展了雙向自動苧麻三脫機(jī)的研制，2008年獲國家專利，2014年通過成果鑒定，現(xiàn)將本機(jī)的研制工作總結(jié)如下：

1 任務(wù)來源與研究目的

1.1 任務(wù)來源

2005年咸寧市農(nóng)機(jī)研究所向湖北省科技廳申報了“苧麻收獲加工機(jī)械—苧麻三脫機(jī)的研制”湖北省科技攻關(guān)計(jì)劃，湖北省科技廳將鄂州天技苧麻研究所申報的“微生物機(jī)械脫膠生產(chǎn)工藝與設(shè)備研究”合并，以鄂科技發(fā)計(jì)（2006）32號文《關(guān)于下達(dá)2006—2007年湖北省科技攻關(guān)計(jì)劃的通知》，下達(dá)了“苧麻三脫機(jī)及微生物機(jī)械脫膠生產(chǎn)工藝與設(shè)備研究”任務(wù)。

1.2 研究目的

苧麻三脫機(jī)的研究目的是研制出一種一次性脫去麻骨、表皮和部分膠質(zhì)的苧麻纖維加工新工藝和三脫新設(shè)備，解決現(xiàn)行的剝麻器具和動力機(jī)械，勞動強(qiáng)度大，工作效率低，安全性能差，加工原麻質(zhì)量差，纏麻鼠尾嚴(yán)重等問題，提高苧麻收獲加工機(jī)械化水平，降低收獲成本，增加種麻效益，從而破解制約苧麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“瓶頸”，為苧麻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供科技支撐。

2 研制過程與主要內(nèi)容

2.1 前期研究

根據(jù)市場需要，2003年起咸寧市農(nóng)機(jī)研究所把苧麻收獲加工機(jī)械的研制作為科技創(chuàng)新的重點(diǎn)，并確立了實(shí)現(xiàn)苧麻生產(chǎn)（包括綜合利用）機(jī)械化，促進(jìn)苧麻產(chǎn)業(yè)化，創(chuàng)建全省乃至全國苧麻機(jī)械研發(fā)中心，生產(chǎn)基地和示范基地的戰(zhàn)略目標(biāo)，組建了技術(shù)專班全力攻關(guān)。克服重重困難，突破道道難關(guān)，至2005年取得了一種產(chǎn)品（6TM20型兩用脫麻機(jī)通過推廣鑒定列入國家支持和湖北省購補(bǔ)目錄）、2種機(jī)型（反拉式和直喂式）、3項(xiàng)專利（苧麻三脫機(jī)、兩用脫麻機(jī)、A型苧麻三脫機(jī)）的初步成果，為本課題的立項(xiàng)和實(shí)施打下良好基礎(chǔ)。

2.2 申報立項(xiàng)

在取得上述成果的基礎(chǔ)上，2005年9月在咸寧市科技局的指導(dǎo)下，向湖北省科技廳申報了研制苧麻三脫機(jī)的科技攻關(guān)計(jì)劃，經(jīng)過申報、論證、審查、簽訂任務(wù)書等環(huán)節(jié)，2006年4月18日以鄂科技發(fā)計(jì)[2006]32號文正式下達(dá)，項(xiàng)目編號為2006AA201B31。

2.3 方案論證

按照湖北省科技攻關(guān)計(jì)劃任務(wù)書的要求認(rèn)真組織實(shí)施。2006年進(jìn)行了技術(shù)方案的設(shè)計(jì)論證和關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上繪制了機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖、總體結(jié)構(gòu)示意圖、液壓控制回路圖和電路圖。

為了集思廣益，尋求智力支持，在研究、設(shè)計(jì)、試制、試驗(yàn)過程中，我們多次深入苧麻產(chǎn)區(qū)了解苧麻生產(chǎn)和麻農(nóng)對麻機(jī)的需求情況，多次舉辦由課題組人員、有關(guān)部門、麻農(nóng)、院校專家學(xué)者參加的苧麻機(jī)械技術(shù)論證會和研討會，保證了攻關(guān)計(jì)劃的順利實(shí)施和技術(shù)先進(jìn)適用。

2.4 樣機(jī)設(shè)計(jì)與試制

方案經(jīng)反復(fù)論證后，2007年1月28日正式實(shí)施，至6月初完成了樣機(jī)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)審查、原材料選購、試制、外購?fù)鈪f(xié)、組裝調(diào)試等一系列工作。設(shè)計(jì)樣機(jī)圖紙83張，樣機(jī)零部件總種數(shù)243種，總件數(shù)1411件，專用零件168種，278件，標(biāo)準(zhǔn)通用件75種，1133件。標(biāo)準(zhǔn)通用件占總種數(shù)的30.9%，總件數(shù)的80.3%。

2.5 試驗(yàn)試用與改進(jìn)完善

樣機(jī)試制成功后，對樣機(jī)的性能進(jìn)行反復(fù)的試驗(yàn)、試用與示范，并對試驗(yàn)試用暴露的問題進(jìn)行了改進(jìn)完善，一是針對機(jī)械手漏抓的問題，增設(shè)麻稈和纖維托收機(jī)構(gòu)—輔助機(jī)械手，在麻稈或纖維手抓麻時安裝在喂麻槽底部的輔助機(jī)械手將麻稈或纖維托起收攏以便抓握；二是針對麻束在撥送過程中傾斜，基部未撥入槽底的問題，將設(shè)置在麻稈托收機(jī)構(gòu)后面撥送麻稈基部的集束撥指鏈，移到托收機(jī)構(gòu)的前面，使麻稈基部能平行撥到喂麻槽，置于麻稈托收機(jī)構(gòu)上，便于托起收攏，機(jī)械手抓著；三是針對麻稈撥入喂麻槽后散亂的問題，加設(shè)麻稈限位壓桿，便于機(jī)械手抓麻。

2.6 申請驗(yàn)收與鑒定

2007年經(jīng)初步試驗(yàn)證明技術(shù)方案先進(jìn)適用可行，技術(shù)性能指示達(dá)到了設(shè)計(jì)要求并完成了圖紙及技術(shù)資料的整理后，同時申請了成果鑒定和驗(yàn)收，成果鑒定因故放棄。2008年獲實(shí)用新型專利，專利號ZL200720085190.7，證書號第1066106號。2009年根據(jù)省科技廳的要求整理并提交了驗(yàn)收材料，完成項(xiàng)目驗(yàn)收。苧麻三脫機(jī)經(jīng)過多年試用、改進(jìn)，2014年通過科技成果鑒定，成果鑒定證書編號鄂科鑒字[2014]第22061006號，湖北省科技成果登記證書登記號EK2014D22002。

3 技術(shù)特征與規(guī)格性能

3.1 技術(shù)特征

用機(jī)械手代替人手喂入和反拉以減輕勞動強(qiáng)度，提高安全性；用橫向喂入代替縱向喂入，以利實(shí)現(xiàn)連續(xù)喂入和與割麻機(jī)配套實(shí)現(xiàn)聯(lián)合收獲；用兩套脫麻機(jī)構(gòu)雙向同時脫麻以提高工作效率；用擠壓輥擠壓脫膠，減少原麻含膠量，提高原麻質(zhì)量。機(jī)電液結(jié)合自動化程度高，左右兩對脫麻滾筒、橫向集束撥指鏈、麻稈與纖維托收機(jī)構(gòu)及兩只機(jī)械手的縱向往復(fù)運(yùn)動采用機(jī)械傳動；設(shè)置在脫麻機(jī)構(gòu)入出口的兩副脫膠擠壓輥，抓放麻稈和纖維的機(jī)械手以及纖維機(jī)械手的橫向往復(fù)運(yùn)動由液壓油缸控制，油缸的動作由電磁換向閥控制，電磁閥由行程開關(guān)控制。

由設(shè)置在中前方的橫向集束喂麻臺和設(shè)置在中后上方的縱向夾持機(jī)構(gòu)組成的雙向自動喂入拉出裝置和設(shè)置在左右兩端的兩套脫麻裝置機(jī)械聯(lián)接而成。橫向集束喂麻臺的撥爪將麻稈集成一束一束的麻把送到縱向喂麻槽中，麻稈手和纖維手在各自的托收機(jī)構(gòu)的協(xié)助下，分別夾持麻稈和已加工出來的纖維，送入兩端的兩套脫麻裝置分別加工麻稈的梢部和基部，最后將加工好的麻纖維放掛在集麻架上。

3.2 技術(shù)規(guī)格與性能參數(shù)

本機(jī)是在分析總結(jié)國內(nèi)外苧麻收獲加工機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有同類機(jī)械存在的問題，結(jié)合自身研制經(jīng)驗(yàn)而研制的，技術(shù)含量和工作性能優(yōu)于國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，主要技術(shù)參數(shù)如下：

配套動力型號 6TM160(加工麻稈的長度1600mm）7.5kW（YE2-13211-4三相異步電動機(jī)）外形尺寸 2350×80×1530（長×寬×高，mm）機(jī)構(gòu)傳動方式 機(jī)電液結(jié)合麻桿喂入方式 橫向喂入 撥指集束加持方式 機(jī)械手剝麻方式 液壓機(jī)械手夾持喂入反拉雙向雙滾筒脫麻脫膠方式 液壓 滾壓脫麻滾筒規(guī)格200×340×16（直徑×長度×葉片數(shù)）鮮莖出麻率 ＞4.2%原麻含雜率 ＜0.5%生產(chǎn)率損失率＞15.0kg/h＜5.0%

4 應(yīng)用前景與效益分析

4.1 應(yīng)用前景分析

減輕勞動強(qiáng)度，緩解季節(jié)性勞力不足，保證原麻加工質(zhì)量，增加麻農(nóng)收入，實(shí)現(xiàn)品種改良，減少脫膠污染和成本，促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化等等，客觀上都是對苧麻生產(chǎn)機(jī)械化提出了迫切要求。按每臺負(fù)擔(dān)30畝（1hm2=15畝），全國穩(wěn)定面積500萬畝計(jì)算需17萬臺。

4.2 預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益分析

按年產(chǎn)3000臺，生產(chǎn)成本每臺7500元，售價8800元，市場占有量3萬臺，臺時生產(chǎn)率30kg，年加工原麻21600萬kg，臺時使用費(fèi)30元，每kg原麻機(jī)械加工收費(fèi)3元，人工收費(fèi)4元計(jì)算：生產(chǎn)麻機(jī)年可創(chuàng)利稅390萬元；苧麻加工經(jīng)營者（購機(jī)戶）年臺純收入1.44萬元，年總純收入43200萬元；麻農(nóng)用機(jī)每kg原麻節(jié)支1元，年總節(jié)支21600萬元。5 存在問題及工作建議

5.1 提升機(jī)械性能，全力推廣應(yīng)用

雙向自動苧麻三脫機(jī)是一種新型的自動化程度和技術(shù)含量較高的苧麻纖維初加工機(jī)械。由于試制條件有限，樣機(jī)零部件加工質(zhì)量、裝配質(zhì)量未能全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求，影響樣機(jī)性能；由于經(jīng)費(fèi)問題，未進(jìn)行二輪樣機(jī)的試制和系列產(chǎn)品的研究設(shè)計(jì)。由于生產(chǎn)率取決于加工每一束麻所需的時間，每束麻稈的多少和每根麻稈纖維的重量，而機(jī)械手往復(fù)運(yùn)動不可能很快，機(jī)械手每次抓麻不可能很多，因而生產(chǎn)率不可能很高（15～30kg/h）。建議加大投入，加大試驗(yàn)，進(jìn)一步組織技術(shù)攻關(guān)，優(yōu)化參數(shù)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，優(yōu)化性能，并在本技術(shù)成果的基礎(chǔ)上立項(xiàng)研制高效脫麻機(jī)及苧麻聯(lián)合收獲機(jī)；產(chǎn)學(xué)研推結(jié)合，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，建立示范基地，將麻機(jī)納入購機(jī)補(bǔ)貼，加速成果轉(zhuǎn)化，盡快推廣應(yīng)用。

5.2 創(chuàng)新經(jīng)營模式，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

受國際金融危機(jī)的影響，原麻價格下跌，而勞動力價格上漲，雖然全身是寶而利用很少，苧麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，倒退很快。產(chǎn)業(yè)發(fā)展不起來只因收獲加工太困難，因?yàn)橛挚嘤掷?，不賺反虧的生產(chǎn)方式新一代農(nóng)民是不可能接受的。因此必須下決心采取有效措施解決生產(chǎn)機(jī)械化這個非常重要的問題。建議創(chuàng)建“公司+基地+農(nóng)戶”的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營模式，改變小面積個體化的狀況，實(shí)現(xiàn)苧麻種植區(qū)域化、規(guī)模化、機(jī)械化，實(shí)現(xiàn)麻葉、麻骨、麻屑的綜合利用，以及麻園冬季開發(fā)，促進(jìn)苧麻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2015-07-10）