背負(fù)式苜蓿再收集系統(tǒng)滾筒針輥部件設(shè)計(jì)

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 李慧琴

河南省煙草公司鄭州市公司 劉文

河南省煙草公司洛陽(yáng)市公司 王惠

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 吳亞文 張昱翀 江桂升 馬政 賈東亮 丁攀

本文設(shè)計(jì)了一種新型苜蓿再收集系統(tǒng)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)。該裝置為滿足苜蓿田間作業(yè)的特點(diǎn)，由拖拉機(jī)背負(fù)進(jìn)行作業(yè)，利用滾筒式針輥控制滾針與地面接觸，由滾針接觸地面并扎取葉片，通過(guò)梳齒時(shí)自動(dòng)刮落并帶動(dòng)葉片進(jìn)入集葉箱，從而完成苜蓿的再收集工作。該裝置與現(xiàn)有拖拉機(jī)組合工作，易于推廣，解決了再收集苜蓿葉片費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問(wèn)題，減少了苜蓿的收獲損傷。

一、收集方法的確定

收集系統(tǒng)是背負(fù)式苜蓿再收集裝置的核心部分，經(jīng)查閱相關(guān)農(nóng)機(jī)資料、文獻(xiàn)，提出并比較以下三種收集方式對(duì)苜蓿再收集工作的適用性。

（一）收集方式

根據(jù)道路清掃機(jī)的原理，利用掃刷與滾刷配合，將苜蓿葉片掃入集葉箱。因?yàn)檐俎Ｒ着c土壤粘結(jié)，掃刷刷毛過(guò)硬、轉(zhuǎn)速過(guò)快則易損毀苜蓿葉片；刷毛過(guò)軟、轉(zhuǎn)速過(guò)低則不足以掃起葉片，且在清掃過(guò)程中，易帶入土壤、石塊等雜物，刷毛易磨損，實(shí)際收集效果有限。

（二）收集方式

根據(jù)吸葉機(jī)的原理，利用離心風(fēng)機(jī)產(chǎn)生吸力，將苜蓿葉片吸入風(fēng)機(jī)經(jīng)分離裝置分離后收集。因各類土壤與苜蓿的粘結(jié)程度不同，風(fēng)機(jī)吸力難以確定，且在氣吸過(guò)程中易吸入土壤與小石塊，裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且普適性較差。

（三）收集方式

采用針輥收集法，利用針輥上密布的滾針扎取苜蓿。此方案不受土壤粘結(jié)性的影響，收集純凈率較高，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，且可背負(fù)在拖拉機(jī)后部，實(shí)現(xiàn)收割與收集工作的同步進(jìn)行，達(dá)到由粗收、漏收到精收、全收的效果，適用于田間復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，實(shí)用性較強(qiáng)。

綜上所敘，本文將采取第三種收集方式對(duì)本裝置的收集系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

收集系統(tǒng)主要由針輥罩、梳齒、針輥、雙齒輪換向器和鏈傳動(dòng)組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

二、針輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于田間工況復(fù)雜，本裝置作業(yè)時(shí)較易遇到鐵塊、石頭等堅(jiān)硬、具有破壞性的障礙物，此外遇到工作量較大、連續(xù)工作時(shí)間較長(zhǎng)等超過(guò)針體強(qiáng)度極限的情況時(shí)，均有可能會(huì)對(duì)鋼針單體造成破壞。如果將針輥設(shè)計(jì)成不可拆卸的整體，在遇到此種情況時(shí)，則只能更換整個(gè)針輥，不但維護(hù)成本高，且更換起來(lái)十分麻煩。因此，要對(duì)針輥采用分體式設(shè)計(jì)，分為內(nèi)輥、針座和鋼針單體。如在作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)部分鋼針損壞，則可以只取下?lián)p壞的鋼針單體，而不用將整個(gè)針輥換下，大大降低了維護(hù)的成本和難度，有效提高了針輥的使用壽命。由于針輥形狀結(jié)構(gòu)的特殊性，使其裸露在外具有一定危險(xiǎn)性，因此針輥上必須加裝防護(hù)罩，以避免安全事故的發(fā)生。為保證鋼針單體具有較好的剛度、強(qiáng)度及抗銹性能，鋼針單體的制作材料采用304不銹鋼，針輥主要由組成，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

三、結(jié)論

針輥?zhàn)鳛閷?shí)現(xiàn)苜蓿扎取工作的部件，是本裝置實(shí)現(xiàn)收集工作的核心設(shè)計(jì)。其工作原理是在針輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將散落的苜蓿葉片扎取并暫時(shí)保留在針部，當(dāng)針輥轉(zhuǎn)動(dòng)至梳齒時(shí)將扎取的苜蓿梳落，完成下一步自動(dòng)化收集操作。根據(jù)苜蓿葉片的大小，以及散落在田地后分布不均、形狀各異的特點(diǎn)，針輥所裝配的鋼針應(yīng)較密布置，防止漏收，提高收集率，由于鋼針單體體積小，較密布置并不會(huì)影響所收集苜蓿葉片的完整度。