麥冬采挖機械研究

張國豪++張麗

摘 要：襄陽是我國麥冬的主要產(chǎn)地，農(nóng)戶種植麥冬的經(jīng)濟效益較為可觀。由于采挖手段落后，影響了種植戶的積極性。本采挖機械結(jié)合麥冬采挖實際情況設(shè)計，其結(jié)構(gòu)簡單，效率較高，經(jīng)過分析計算，滿足了設(shè)計要求。而且市場應(yīng)用前景色廣闊，可適用湖北、浙江、四川等麥冬主產(chǎn)區(qū)的采挖作業(yè)。

關(guān)鍵詞：麥冬；采挖機械；設(shè)計

中圖分類號：R284.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）05-0082-01

1 研究背境

（1）麥冬是一種中藥材。主要產(chǎn)地為浙江、四川、湖北。襄陽麥冬占全國麥冬總產(chǎn)量的60%，歐廟麥冬則占全市產(chǎn)量的85%。（2）麥冬的市場需求較大，農(nóng)戶種植麥冬經(jīng)濟效益較為可觀。以今年為例，一畝麥冬產(chǎn)量2000斤，每斤20元，畝收入4萬元，而且剛采挖出來還沒晾干就被收購一空。（3）麥冬種植的瓶頸之一即為采挖。目前麥冬采挖以人工使用釘耙刨挖為主，采挖深度為60cm，即成人膝蓋以下，以一畝地為例，兩勞力要1個月才能采挖完畢。按照一人一天80元的人工費用計算，采挖成本為5000元/畝。而且勞動強度較大。（4）因此，種植戶對麥冬的采挖機械需求很強烈。因為受限于采挖，農(nóng)民也不敢輕易擴大規(guī)模，沒有棒勞力的甚至不敢種植。（5）本項目研究提出一種全新的麥冬采挖機械，采用挖掘→清土→清選→拋禾工藝流程進(jìn)行采挖，達(dá)到更好的采挖效果。

2 麥冬采挖機械設(shè)計

（1）設(shè)計目標(biāo)。研究目標(biāo)：研制一種麥冬采挖機械，使其采挖麥冬高效、高質(zhì)，達(dá)到20畝/天，果實損失率2.3%，設(shè)備可靠性系數(shù)96.2%。（2）設(shè)計方法。采用三維軟件建立實體模型。首先建立零件圖三維模型，然后將各零件按照裝配關(guān)系進(jìn)行虛擬裝配，最后按照約束關(guān)系進(jìn)行仿真計算。（3）設(shè)計方案。針對研究目標(biāo)，設(shè)計組提出大型自走式聯(lián)合采挖機械、中型拖拉機外掛式采挖機械、小型手扶拖拉機外掛式采挖機械三種方案（以下簡稱大型機、中型機、小型機）。大型機方案采挖效率高，但研發(fā)周期較長，且費用較高，小型機方案中手扶拖拉機動力不足，且采挖效率較低。而且中國麥冬種植雖相對集中，主要在川、鄂、浙等省，連片種植也比較普遍，但仍多以各家各戶分散種植為主。麥冬種植多采用密植的種植方式，以平作為主，行距范圍在150～200mm，株距約為180 mm，結(jié)果深度范圍為100～500mm。結(jié)合我國國情，采用中型機方案。（4）結(jié)構(gòu)原理。拖拉機輸出軸與減速器輸入軸連接，帶動減速器輸出軸旋轉(zhuǎn)，通過齒輪箱帶動滾筒軸、齒輪軸及偏心連桿軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動鏟刀鏟齒①[1]運動，進(jìn)行鏟土工作。再由輸送床將帶果實和秧苗的土方向上輸送，此過程會通過床身的鋼管間距漏掉一部分土，當(dāng)土方運至滾筒⑥下方時，滾筒⑥會對土方進(jìn)行碾壓，從而二次清土，為提高清土效率，震動輪⑤會使床身震動，當(dāng)土方到達(dá)滾筒⑦下方時，滾筒⑦會對土方進(jìn)行最后清理。根據(jù)工況的不同調(diào)節(jié)⑧控制滾筒⑦的高度，使清土效果達(dá)到最佳。由于各地區(qū)種植的麥冬深度有差異，在采挖時根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)控制挖掘深度。

所研發(fā)麥冬采挖機械工作狀態(tài)如圖1所示。

3 采挖參數(shù)分析

（1）采挖效率高，可達(dá)40畝/天，是人工采挖效率的2400倍。本品采挖時掛在604（60匹馬力，4驅(qū)）拖拉機后面工作，拖拉機輸出轉(zhuǎn)速為514轉(zhuǎn)/分，拖拉機速度2公里/小時[2]，每小時可采挖5.1畝地，一天可采挖40畝。同樣的作業(yè)量，采用人工采挖的方式 ，需要2000余人才能一天完成?？梢娖湫适侨斯げ赏谛实?000倍。（2）采掘機構(gòu)采用曲柄連桿結(jié)構(gòu)和平行四邊形機構(gòu)使前鏟刀往復(fù)采挖，省力60%。傳統(tǒng)采挖機械（如犁、推土機）在采挖時，靠人、畜或機械的持續(xù)拉力或推力采掘，需要較大的牽引力，而本品則采用尖狀鏟刀快速往復(fù)采挖，由于尖狀鏟刀刺入泥土的過程是瞬間、斷續(xù)、接近于沖擊的，因此只需較小的力，只相當(dāng)于推土機推力的40%。

4 結(jié)語

本采挖機械結(jié)合麥冬采挖實際情況設(shè)計，其結(jié)構(gòu)簡單，效率較高，經(jīng)過分析計算，滿足了設(shè)計要求。而且市場應(yīng)用前景色廣闊，可適用湖北、浙江、四川等麥冬主產(chǎn)區(qū)的采挖作業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1]諸文農(nóng).履帶推土機設(shè)計[M].機械工業(yè)出版社，1986，P146-147.

[2]中國一拖集團.東方紅MF604輪式拖拉機技術(shù)手冊[M].中國一拖集團，2016.