烤煙地膜回收機械研制

吳澤剛 莫有清 游安弟

(黔南州煙草公司獨山縣分公司，貴州 獨山 558200)

1 研制背景

地膜覆蓋是一項成熟的栽培技術，對農業(yè)節(jié)水、增產和增效起到了重要作用，我國在1979年將此項技術引進煙草栽培中，經過多年的實踐，地膜覆蓋已成為我國大多數煙區(qū)優(yōu)質適產的主要栽培技術之一。地膜覆蓋在煙草生產中起著十分重要的作用。

烤煙移栽時，需要對煙地進行起壟后再覆蓋地膜，許多煙農在烤煙生長期內未能將地膜清除，待烤煙采收結束后才考慮清理，但此時煙株已根深稈壯，將地膜遮蓋于地面，而且煙地內壟溝和壟體相互連接排列，深淺不一致。常規(guī)農業(yè)上使用的地膜回收機不適宜煙地使用。因此，研制一款適用于煙地狀況的地膜回收機械對烤煙生產具有十分重要的意義。

2 研制需求

2.1 機械化回收地膜的需求

根據現(xiàn)代煙草農業(yè)發(fā)展的要求，機械化是主要特征之一，農業(yè)機械是主要生產工具，在煙葉生產的各環(huán)節(jié)都大力發(fā)展機械作業(yè)替代人工，提高工作效率，降低生產成本。通過調查統(tǒng)計，煙葉生產的主要環(huán)節(jié)中，只有備耕、運輸及烘烤環(huán)節(jié)中機械化程度相對較高，其他環(huán)節(jié)的機械化程度還比較低，包括地膜的清理回收仍以人工為主(人工清理回收地膜一般每畝(1hm2=15畝)耗時5～8h，平均約6.5h)，未實現(xiàn)機械化，與現(xiàn)代煙草農業(yè)生產還不相適應。

2.2 實現(xiàn)地膜回收機械與煙地狀況相適應的需求

現(xiàn)農業(yè)上使用的地膜回收機主要有耙齒式和輥軸式2種，通過拖拉機牽引地膜回收機抓取地面上方地膜，向前拖行耙齒或輥軸旋轉過篩收取地膜，一是地膜先經過拖拉機碾壓，再經過回收機抓扯，造成大量地膜碎片撒落在煙地里，難以撿拾干凈。二是地膜回收機械在煙地上試用時，從煙地上平面作業(yè)，但煙地有壟溝，壟體上下有較大落差，地膜回收機械只能回收到壟體上表面的地膜，對壟體中下部的地膜作用不大，有較多的回收盲區(qū)，撿拾效果差。

2.3 提高機械回收地膜撿拾率的需求

根據國家質量技術監(jiān)督局《DB62/T 2622-2015農用地膜回收技術規(guī)范》要求，地膜回收的機械的撿拾率要達到80%以上才達到標準。小組對國內幾個品牌的地膜回收機械在煙草及其他農作物上進行地膜回收測試，統(tǒng)計地膜回收撿拾率，通過調查統(tǒng)計，烤煙地膜回收的撿拾率為39.8%，其他作物的地膜回收的撿拾率為72.6%，與規(guī)范要求還有差距，尤其是烤煙地膜回收的撿拾率差距更大。

3 研制思路

混合物中分離法是把需要的物質從混合物分離出來的方法?？筛鶕镔|的物理和化學特性進行別類分離。廣泛用于小分子和生物大分子混合物的分離純化，是提純物質不可缺少的手段，獲得純凈組分的過程。

目前在農業(yè)上應用于大面積土壤的無害化處理常使用物理分離法，其做法是針對土壤中摻雜的不利于農作物生長的有機物、無機物或礦物質，根據其特性一般使用人工或機械通過物理方式進行分離。

針對煙地的實際狀況，壟溝深，溝面寬，壟間距長，且鑲嵌排列，煙地平面溝多、凸凹不平等特點，而且地膜具有剛性與韌性的特性，適用于進行機械化物理分離，可利用機械在煙地壟溝內行走，輸出動力予轉動輪，然后將地膜捆綁在轉動輪上，通過轉動輪旋轉環(huán)繞回收地膜。

4 課題查新

為確定是否已有相關研制成果，課題小組在國內專利平臺及行業(yè)QC課題庫開展查新工作。通過在中國知網中國期刊全文數據庫、萬方數字化期刊全文數據庫、國家知識產權局專利檢索及分析數據庫等國內外平臺上及國家煙草局內網QC課題庫查找，并通過電話咨詢和實地考察省內其他煙草公司，均未找到滿足需求的烤煙地膜回收機械，因此，適合開展創(chuàng)新型課題。并確定本次QC小組活動課題為：烤煙地膜回收機械的研制。

5 設定目標及可行性分析

5.1 設定目標值

小組經過深入的分析和討論，將QC課題目標設定為：目標一，研制一款適宜煙地的地膜回收機械；目標二，地膜回收撿拾率達85%以上。

5.2 目標可行性分析

(1)農業(yè)機械的應用已經越來越普遍，有可直接利用的設備構件和機械加工技術，為研制奠定了基礎。

(2)可通過改進技術措施，一是從壟體的側面回收地膜，可最大限度地實現(xiàn)回收地膜的覆蓋面，減少回收盲區(qū)；二是回收時盡量保持地膜的完整性，盡可能地不對地膜造成破壞，極力避免產生地膜碎片，便可顯著提高回收的撿拾率。

(3)小組人員素質較高，均為大學以上學歷，經驗豐富且富有創(chuàng)新精神，具有完成活動目標的能力。

綜上所述：本課題條件成熟，目標可行。

6 研制內容

6.1 研制方案

小組成員通過查閱資料及現(xiàn)場調查，采用“頭腦風暴法”提出各種技術方案，并用親和圖進行整理如下：烤煙地膜回收機研制總方案分為3個備選方案，分別是方案1，從壟體平面回收地膜；方案2，從壟體側面回收地膜；方案3，攪拌式回收地膜。

經過3個方案的分析比較和論證，方案2完全能夠滿足地膜回收撿拾率、工作效率、可實施性的要求，本小組決定將方案2作為烤煙地膜回收機械研制的最佳方案。

按照烤煙地膜回收機械研制的技術方案，小組成員依次對各組成要件的規(guī)格、構造、材質、形狀、功能及操作方式等參數進行優(yōu)選和確認。

6.2 機械主要構件

(1)微耕機。①功率為6.3kW；②輪距寬40cm；③行走輪為鐵質防滑輪。

(2)壓膜土壤清除裝置。①軸長40cm；②清理刀片為弧形，在軸上可自行調節(jié)；③刀片規(guī)格為長15cm，寬6cm，厚度0.5cm，材質為支座負筋。④清除蓋膜土80%。

6.3 轉速控制裝置

(1)轉速比為50∶1的減速器；(2)微耕機輸出轉速與地膜回收裝置需要轉速相匹配。

6.4 地膜回收裝置

(1)按螺絲固定、活動連接及“U”形扣固定方式分別將壓膜土壤清除、轉速控制及地膜回收等裝置組合；(2)確?？茖W、有工藝和技術保障、牢固和便于維護。

6.5 組裝

(1)各功能件運行正常，故障率為零；(2)達到使用效果。

7 研制成效

(1)效果檢查。烤煙地膜回收機械組裝調試完成后，由機耕手操作烤煙地膜回收機在煙地里進行地膜回收，記錄和統(tǒng)計地膜回收的撿拾率和工作效率。

檢測結果是烤煙地膜回收機在煙地里進行地膜回收的撿拾率為86.6%，工作效率是之前的4.5倍(6.5/1.44=4.5)，本課題活動達到并超過了活動設定目標值。

(2)效益分析。按每個工80元計，每畝回收地膜成本為80×6.5/8=65元；使用烤煙地膜回收機回收地膜后，效率提高4.5倍速，則回收成本為14.4元(6.5/4.5=14.4)，每畝可節(jié)約地膜回收人工費用50.6元(65-14.4=50.6)，按黔南州2019年推廣6.8萬畝地膜煙面積計算，可煙農節(jié)省成本投入344.8萬元(50.6×6.8)。

8 結論

為鞏固取得的研制成果，采取以下措施：建立烤煙地膜回收機械技術標準；制定《烤煙地膜回收機械使用說明書》；制定《烤煙地膜回收機械維護保養(yǎng)規(guī)程》。

通過本次活動，每個成員都提高了質量意識、分析問題、解決問題的能力，增強團隊精神，掌握“創(chuàng)新型”QC小組的活動要點，圓滿實現(xiàn)了課題目標。今后要進一步加強學習，提高認識，將本次QC小組活動取得的經驗，分析問題、解決問題的能力及拼搏奉獻精神用于實際工作中，為煙葉生產的發(fā)展和科技創(chuàng)新不懈努力。