關于方捆打捆機的研究應用與發(fā)展趨勢分析

沈亮 馮艷輝 李景巖 徐俊 韓喜軍

摘 要：? 結合國內外各類方捆打捆機的工作特點及應用現(xiàn)狀，對方捆打捆機的性能進行分析。綜合國內外方捆打捆機的特點研制德沃9YQ系列方捆打捆機。指出現(xiàn)有方捆打捆機的不足，預測未來方捆打捆機的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：? 方捆打捆機;研究應用;現(xiàn)狀;分析;發(fā)展趨勢

中圖分類號：? S225???? ?????文獻標識碼：? A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.12.010

0 引言

中國的秸稈資源非常豐富、數(shù)量巨大、種類繁多。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：2015年，我國秸稈總量達9億多t。其中，水稻秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈分別占全國秸稈總量的25%、24%、12.73%;長江中下游區(qū)、黃淮海區(qū)、東北區(qū)、西南區(qū)秸稈總量分別占全國秸稈總量的25.63%、23.48%、17.19%、13.74%[1]。黑龍江是秸稈產(chǎn)出大省，2017年有1.37億t各種作物秸稈，秸稈資源總量占全國1/8左右，占東北四省區(qū)1/2左右[2]。秸稈可直接還田增加土壤有機質培肥地力，但是近年還田的結果顯示直接還田產(chǎn)生的病蟲害較為突出。秸稈還可用于飼喂牲畜、發(fā)電、制作有機肥、用作工業(yè)原料等，但在收、儲、運過程中存在比較松散、密度小、收獲時間短、貯存運輸困難等問題。解決這些問題，是提高秸稈綜合利用率的關鍵。方捆打捆機作業(yè)效率高、壓縮比大、作業(yè)后的方捆易于運輸，被廣泛應用于秸稈的收儲過程。

1 國內外研究現(xiàn)狀

1.1 國外方捆打捆機研究現(xiàn)狀

歐美國家研究方捆打捆機較早，其生產(chǎn)的方捆打捆機技術先進、質量可靠，在國內有一定銷量。具有代表性的方捆機生產(chǎn)廠家有愛科（麥賽福格森）、約翰迪爾、克拉斯、科羅尼以及紐荷蘭等。

以愛科（麥賽福格森）公司的MF1840機型為例，見圖1。

該機適合全作物的打捆作業(yè)。作業(yè)過程中，通過預壓室預壓、打捆室二次加壓，促使草捆更加緊實、方正;高速活塞沖程和低能耗確保整機作業(yè)高效;加大的喂入空心攪龍，確保秸稈喂入流暢不堵塞;可選網(wǎng)篩及平板式機架，使得草捆中灰塵少，適用于作生物飼料;高強度鋼骨架，優(yōu)化的浮動結構，平順的動力傳輸系統(tǒng)保證整機作業(yè)平穩(wěn)、流暢。

約翰迪爾公司生產(chǎn)的L340大型方捆機，見圖2。具有超大處理能力的直列式喂入輥將作物秸稈高效地傳送到預壓捆室，有效保證整機打包效率;重型的動力傳動系統(tǒng)，使打壓頭以45擊/min的次數(shù)壓縮著作物秸稈，增加了單位時間內打捆的重量;帶單叉的預壓捆系統(tǒng)將作物秸稈送入打捆倉之前，先將其壓縮，從而使打出的方捆更緊實。

紐荷蘭研發(fā)的如BC5070方捆打捆機，見圖3。該機獨有的Super-Sweep（超級清掃）撿拾器使撿拾更干凈、徹底;使用齒輪傳動的打結器不會漏掉任何一個草捆的精美打結;獨有的Power-PivotPTO（動力樞軸）使動力輸入強勁有力。

1.2 國內方捆打捆機發(fā)展現(xiàn)狀

我國于20世紀70年代末開始從國外引進撿拾式打捆機，經(jīng)過幾十年的不斷研究，開發(fā)出適應我國國情的方捆打捆機。雖然目前國內研究方捆機的生產(chǎn)廠家較多，但是由于工藝、材質以及急于占領市場的心理因素導致產(chǎn)品質量有所欠缺，尚需進一步改進和完善。國內目前比較有代表性的廠家包括內蒙古華德、山東福田雷沃、湖北星光玉龍等企業(yè)。

其中內蒙古華德研究的9YFQ-1.9型跨行式方捆撿拾打捆機適應在小塊或者是不規(guī)則的土地上工作，如圖4。采用1.95 m幅寬的低平彈齒滾筒式撿拾器，撿拾器兩側配有仿形輪，降低草條漏撿的損失;該機由于減少了干草撿拾時的提升高度，草條很少紊亂，減少了花葉之間的揉搓脫落，特別適用于苜蓿等易掉花的豆科牧草的打捆作業(yè)。

福田雷沃公司研發(fā)的MF3040打捆機，見圖5。獨家采用雙凸輪盤技術，保證了彈齒梁和滾輪等零部件受力均勻，提高了撿拾器使用壽命;該系統(tǒng)對彈齒強度和線速度進行了優(yōu)化，使作物喂入更流暢、不堆積、不漏撿;喂入攪龍增加了作物秸稈防纏繞裝置，使喂入效率提高20%以上。

湖北九宮玉龍牌YLYQ1950撿拾打捆機，該機破碎機構采取雙滾筒式設計，令秸稈粉碎程度更徹底，揉搓粉碎后的秸稈含土量低，能夠直接用于飼喂; 推刀盤軸承采用?密封防塵設計，材質選用特種鋼材，使機器適應在風沙較大的惡劣環(huán)境中作業(yè)。

2 德沃公司研制的方捆打捆機

2.1 D型打結器的試制

D型打結器是方捆打捆機的核心部件，德沃公司采用逆向工程試制了一批。在試驗臺上的成結表現(xiàn)與進口打結器相比不相上下，但是裝在整機上進行強度壽命測試中公司研發(fā)的打結器使用壽命約為進口打結器的1/4。經(jīng)分析認為逆向的幾何參數(shù)設計配置基本是過關的，但受制于國內金屬材料的機械性能劣于進口材料，熱處理技術不過關，零部件抗沖擊載荷與耐磨性不足，導致了試制的失敗。為保證產(chǎn)品質量，仍采用進口打結器進行打結。

2.2 秸稈過濾系統(tǒng)的研究

創(chuàng)新研發(fā)的秸稈過濾系統(tǒng)，見圖6?？捎行У膶焓斑^程中帶起的土壤進行過濾清除。綜合考慮喂入量與孔徑大小以及孔型的關系，先后試驗了圓孔、長孔、圓孔長孔混合型篩網(wǎng)，根據(jù)試驗篩選出孔徑20 mm的圓孔篩比較適合大多數(shù)情況下的作業(yè)需要。長孔篩、圓孔長孔混合篩比較適合高速作業(yè)大喂入量的需求。用戶可根據(jù)具體情況，配備不同的篩網(wǎng)。

2.3 樣機試制

在總結國內外先進打捆機技術基礎上，根據(jù)國內秸稈實際農(nóng)藝和狀態(tài)情況，結合我省秸稈特點，德沃公司成功研制了適合我省不同作物秸稈的9YQ系列方捆打捆機。該機設計為正牽引，具有對稱縱軸線，行駛穩(wěn)定性好，適應在各種不規(guī)則的地塊上作業(yè);秸稈從撿拾到形成方梱落地始終使物料在機體內沿縱軸線運動，物料運輸、壓捆工藝合理;往復撥草叉式喂入器，工作可靠，有利于提高活塞的往復頻率，提高了生產(chǎn)能力;超長的壓捆室，確保草捆的形狀密度均勻緊實;打結器軸采用直徑35 mm大軸徑， 確保對玉米秸稈打捆時的高可靠性;機器設置了三道保險機構，在工作負荷過大時，機器會全自動切斷安全螺栓，保證機器安全;有兩種篩網(wǎng)供選配，降低草捆的含土量;改進型雙軸打捆機，將秸稈經(jīng)二次揉搓進一步切碎，提高了秸稈的細碎效果達到了直接入口飼喂的程度。經(jīng)一個作業(yè)季的廣泛田間試驗，達到了預先的設計效果，獲得了用戶的一致好評。

3 存在的問題以及發(fā)展趨勢

3.1 存在的問題

目前，由于我國方捆打捆機企業(yè)技術實力較弱，相關研究機構對方捆打捆機的研究也較少，與國外大型方捆機生產(chǎn)企業(yè)在技術實力及生產(chǎn)制造實力上還有很大的差距。尤其是核心部件D型打結器，幾乎全部依賴進口。我國農(nóng)機企業(yè)普遍的生產(chǎn)水平不高，產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性較差。嚴重制約了國產(chǎn)方捆打捆機產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

3.2 發(fā)展趨勢

隨著農(nóng)村勞動力的日益減少，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對秸稈打捆的需求越來越大，提高方捆機的作業(yè)效率成為了方捆機未來發(fā)展的必然方向。

大方捆機的作業(yè)效率要遠遠大于市售主流方捆機，未來打捆機市場必將是大方捆機的天下。提升方捆機打出來的方捆的密度也是一條提升方捆機作業(yè)效率的途徑，高密度大方捆必將是未來發(fā)展的方向。

由于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)普遍采取壟作模式，方捆機不容易將地面的秸稈收集干凈，而為了收集干凈又帶來了方捆含土率高的問題，提高收凈率、降低含土率也是方捆機亟待解決的問題。

打捆作業(yè)周期短、強度高，提高方捆機的可靠性顯得尤為重要。在提高可靠性的基礎上，未來人工智能技術的應用將實現(xiàn)機具的無人作業(yè)，從而實現(xiàn)晝夜不間斷打捆作業(yè)，既延長了作業(yè)時間，又提高了打捆機的產(chǎn)能。

參考文獻：

[1] ??李大鵬，劉向陽.飼草產(chǎn)業(yè)化與飼草打捆機的開發(fā)[J].飼料廣角，2012（15）：10-12.

[2] ??劉偉林.黑龍江秸稈產(chǎn)業(yè)化受到業(yè)界廣泛關注[DB/OL].[2018-03-27].http：//www.hljagri.gov.cn/nydt/nydtsn/201803/t20180327_745443.htm.