秸稈收獲粉碎壓捆機的研制及推廣應用前景

李連輝

（灤南縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 河北 灤南 063500）

1 農(nóng)作物秸稈利用現(xiàn)狀及亟待解決的問題

我國農(nóng)作物秸稈資源量大，但目前有些僅作為燃料用，甚至在田間焚燒，造成了資源浪費。我國的秸稈綜合利用現(xiàn)仍處于起步階段，利用方式主要有作為農(nóng)村生活燃料和畜牧飼料，以及用于工業(yè)造紙和造肥還田等幾個方面。其中農(nóng)村生活燃料是主要用途，隨著牲畜飼養(yǎng)產(chǎn)業(yè)的興起，秸稈飼料的比例在秸稈綜合利用中也占有越來越多的份額。石油能源是目前世界的主要能源，但隨著石油開采量的增加，能源短缺已成為世界性難題，而且使用化石能源也給環(huán)境帶來嚴重污染。生物質(zhì)能源(如秸稈生物發(fā)電)被認為是最有前景并且污染小的可再生能源，受到越來越多的關(guān)注。

因農(nóng)作物秸稈及飼草資源物料松散、容積密度小，收集、運輸困難，運輸時虧噸現(xiàn)象嚴重。所以，在農(nóng)作物秸稈綜合利用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進程中，應首先需要解決收集儲運問題。

針對目前畜牧業(yè)、生物發(fā)電等行業(yè)對農(nóng)作物秸稈綜合利用的需求，為解決我國農(nóng)作物秸稈及飼草資源在運輸中的物料松散、容積密度小、收集及運輸困難等問題，從改進機械適用性、降低能耗、提高壓捆機使用性能及自動化程度等方面入手，研制出與我國農(nóng)田農(nóng)藝相結(jié)合，實現(xiàn)切割、撿拾、揉搓、輸送、壓縮、打捆等一體化作業(yè)的秸稈收獲粉碎壓捆機迫在眉睫。

2 秸稈收獲粉碎壓捆機的研制

2.1 壓捆機設(shè)計要求

2.1.1 總體要求。在技術(shù)上對傳統(tǒng)的秸稈壓捆機進行了改進，形成集切割、撿拾、揉搓、壓縮、打捆一體化作業(yè)為一體的對稱結(jié)構(gòu)的牽引收獲式秸稈壓捆機，解決了農(nóng)作物秸稈收獲、運輸中費時費工的難題。

2.1.2 技術(shù)要求。①同時完成收割、撿拾、揉搓、壓縮、打捆等多道工序，需要充足的動力保障，設(shè)計以90以上馬力四輪拖拉機為動力；②撿拾揉搓機構(gòu)同時完成秸稈的切割撿拾，將秸稈揉搓成絲狀物，采用設(shè)計獨特的“錘爪式”結(jié)構(gòu)，提高了工作可靠性和效率；③設(shè)計由飛輪通過曲柄連桿機構(gòu)驅(qū)動壓縮活塞完成壓捆工作，利用拖拉機的動力輸出軸輸入動力，并經(jīng)過傳動箱降速增扭后傳給飛輪，其成本較液壓驅(qū)動、電機驅(qū)動等其他驅(qū)動方式大大降低；④設(shè)計可自主調(diào)節(jié)式秸稈捆密度的控制器，可根據(jù)作物秸稈的品種、含水率等條件來調(diào)整秸稈捆密度；⑤設(shè)計采用帶有安全摩擦的離合器和自動打捆機構(gòu)；⑥使整機具有良好的縱軸對稱性，行駛穩(wěn)定性好，容易牽引，能適應在多種地塊上作業(yè)。

2.2 產(chǎn)品技術(shù)關(guān)鍵

2.2.1 設(shè)計出錘爪式撿拾揉搓滾筒，一次完成切割、撿拾、揉搓等幾道工序，不僅解決作物收割時勞動力浪費的問題，而且可以撿拾農(nóng)田里的倒伏秸稈，適用性廣，結(jié)構(gòu)先進、新穎。

2.2.2 設(shè)計出“圓孔篩式”輸送喂入機構(gòu)，利用曲柄搖桿機構(gòu)驅(qū)動喂入撥叉，將堆積在喂入口處的絲狀秸稈添加到壓捆室，同時將錘爪式滾筒在工作運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的氣流卸掉。

2.2.3 采用彈簧加載式秸稈捆密度控制器來調(diào)節(jié)秸稈捆的密度，操作簡單、使用可靠。

2.2.4 采用安全摩擦離合器控制活塞壓縮行程的過載，保護壓捆機免受損壞。

2.2.5 設(shè)計打捆針安全保護裝置，利用安全剪切螺栓保護壓捆機不致于因為超載而損壞。

2.3 創(chuàng)新點

2.3.1 該機采用“錘爪式”撿拾粉碎機構(gòu)、螺旋輸送機構(gòu)及壓捆機構(gòu)，可一次完成田間秸稈的收割、撿拾、粉碎、輸送、壓捆等聯(lián)合作業(yè)。

2.3.2 設(shè)計了“圓孔篩式”輸送喂入結(jié)構(gòu)，秸稈輸送順暢，降低了功耗，并可有效分離秸稈中的泥土雜質(zhì)。

2.3.3 通過更換不同的撿拾部件，實現(xiàn)不同作物秸稈的撿拾壓捆作業(yè)，提高了機械的綜合利潤率。

2.4 產(chǎn)品主要技術(shù)指標。生產(chǎn)效率達到3～5 t/h；產(chǎn)品工作幅寬達到2 000 mm；作業(yè)行駛速度可達4～7 km/h，成捆率大于95%，能成捆形為1 000 mm×450 mm，秸稈損失率≤6%。

3 推廣應用前景

該壓捆機已生產(chǎn)樣機并進行了銷售，通過用戶反饋，其生產(chǎn)率為3.7 t/h，成捆率100%，總損失率5.7%，草捆密度141.6 kg/m2，達到并優(yōu)于設(shè)計要求，普遍反映良好，用戶滿意度高。應用結(jié)果表明，工作性能穩(wěn)定、可靠，滿足性能指標要求和用戶需求。每臺機器年利潤可達30萬元以上，經(jīng)濟效益顯著。此外，該項目具有顯著的節(jié)水節(jié)能和環(huán)保的特點，符合國家節(jié)能減排和環(huán)境保護政策，是國家大力提倡的節(jié)能減排技術(shù)改進設(shè)備，且該機是秸稈利用亟需產(chǎn)品，具有良好的社會效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟效益，其應用推廣前景廣闊。