4GJT-150型籽瓜撿拾脫籽機(jī)的研制與應(yīng)用

楊海濤，周芳成，張改革

（新疆缽施然智能農(nóng)機(jī)股份有限公司，新疆烏蘇833000）

0 引言

籽瓜是以取籽為主要用途的瓜類(lèi)，包括打瓜、南瓜、葫蘆瓜等，種植區(qū)主要分布在新疆、甘肅、內(nèi)蒙等地。醫(yī)學(xué)相關(guān)研究表明，打瓜具有清熱去火、止渴利尿的作用，打瓜籽富含鐵、鋅、鈣等眾多礦物質(zhì)元素和維生素，具有廣闊的市場(chǎng)前景。近年來(lái)由于打瓜籽價(jià)格穩(wěn)定，農(nóng)戶種植效益顯著，使得新疆打瓜的種植面積較大且相對(duì)穩(wěn)定，主要分布在塔城、昌吉、阿勒泰等地區(qū)，打瓜已成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收的特色經(jīng)濟(jì)作物之一。

目前，打瓜種植在耕整地、播種、中耕等環(huán)節(jié)已逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，但是在收獲階段采摘、集條、運(yùn)輸、脫籽等作業(yè)環(huán)節(jié)需要大量的人工輔助作業(yè)，存在作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、成本高、作業(yè)效率低等問(wèn)題，由于打瓜成熟后需及時(shí)收獲，不宜在田間堆放過(guò)久，否則易造成打瓜腐爛，而打瓜收獲季節(jié)正值棉花、玉米等作物收獲，勞動(dòng)力短缺，以上因素是當(dāng)前打瓜種植過(guò)程中的瓶頸問(wèn)題，急需解決[1-3]。

因此，為了提高籽瓜收獲過(guò)程中的機(jī)械化程度，減少人工投入，提高作業(yè)效率，降低收獲成本，促進(jìn)農(nóng)民增收，研制了一款集籽瓜撿拾、破碎、脫籽功能于一體的籽瓜撿拾脫籽機(jī)。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)研制

1.1 總體結(jié)構(gòu)及工作原理

籽瓜撿拾脫籽機(jī)主要由撿拾裝置、取瓜輸送裝置、破碎分離裝置、瓜籽提升輸送裝置、瓜籽箱、行走地輪和機(jī)架等組成，一次作業(yè)可完成籽瓜撿拾、皮瓤分離、籽瓤分離、籽粒收集等多道作業(yè)程序，整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

機(jī)具前端設(shè)有牽引架，可實(shí)現(xiàn)與拖拉機(jī)的掛接；機(jī)架右后方設(shè)置有撿拾裝置，撿拾裝置主要由撿拾滾筒和扎瓜齒構(gòu)成；撿拾裝置正前方設(shè)置有取瓜輸送裝置，主要采用螺旋攪龍結(jié)構(gòu)；在取瓜輸送裝置左側(cè)設(shè)置有破碎分離裝置，由破碎軸和篩筒構(gòu)成，出口處設(shè)置有螺旋攪龍式的瓜籽提升輸送裝置。

機(jī)具作業(yè)時(shí)由拖拉機(jī)牽引機(jī)具，拖拉機(jī)后輸出軸提供動(dòng)力，機(jī)具前進(jìn)時(shí)，撿拾裝置上的扎瓜齒將瓜撿起，然后利用取瓜輸送裝置將瓜輸送至破碎分離裝置，破碎分離裝置中的破碎軸將瓜皮打破，將瓜籽與瓜瓤從瓜皮中分離出來(lái)，然后利用篩筒將瓜籽清選出來(lái)，瓜籽從破碎分離裝置出口處進(jìn)入瓜籽提升輸送裝置內(nèi)，再由螺旋輸送裝置將瓜籽運(yùn)送至瓜籽箱中，破碎分離后的瓜皮及瓜瓤被分離出來(lái)后拋落至地表，完成撿拾脫籽作業(yè)。

1.2 主要技術(shù)參數(shù)

2 關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)

2.1 撿拾裝置

撿拾裝置由滾筒和扎瓜齒構(gòu)成，滾筒通過(guò)轉(zhuǎn)軸與機(jī)架相連，扎瓜齒按照沿著軸向和滾筒圓周方向均布對(duì)齊的方式排列，其中滾筒采用6 mm厚的鋼板卷制而成，直徑為1 340 mm，扎瓜齒材料選用65Mn，其結(jié)構(gòu)如圖3。

圖3 扎瓜齒

2.2 取瓜裝置

取瓜裝置的作用是將瓜從扎瓜齒上取下，主要由1組16根均勻排列的撥瓜齒組成，撥瓜齒具有一定的弧形，可保證籽瓜輸送順暢，既能將最大籽瓜撿起，又能保證最小籽瓜不被卡在兩根撥瓜齒之間，取瓜裝置結(jié)構(gòu)如圖4。

圖4 取瓜裝置

2.3 輸送裝置

輸送裝置結(jié)構(gòu)采用螺旋攪龍輸送形式，主要由主軸、螺旋葉片和刀片組成。籽瓜掉落至輸送裝置中時(shí)被轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋葉片向前推送，設(shè)置在主軸上的刀片刮削瓜皮，起到一次破碎的作用，其結(jié)構(gòu)如圖5。

圖5 輸送裝置

2.4 破碎分離裝置

破碎分離裝置主要由主軸、喂料板、刀片、破碎軸、輸送葉片和篩板等組成，如圖6。工作時(shí)籽瓜進(jìn)入破碎裝置，通過(guò)喂料板的導(dǎo)向作用，將籽瓜向前推運(yùn)，刀片再次使籽瓜充分破碎，并且在喂料板末端形成擠壓狀態(tài)，破碎后的籽瓜通過(guò)破碎軸的作用，將瓜皮、瓜籽、瓜瓤充分?jǐn)嚢韬?，通過(guò)篩板的過(guò)濾分離將瓜籽提取出來(lái)，然后通過(guò)瓜籽提升運(yùn)輸裝置輸送至瓜籽箱中。

圖6 破碎分離裝置結(jié)構(gòu)

3 應(yīng)用情況

該機(jī)在新疆昌吉等地進(jìn)行了推廣應(yīng)用，使用過(guò)程中故障率低，作業(yè)效果良好，滿足設(shè)計(jì)要求。在作業(yè)過(guò)程中表現(xiàn)出以下特點(diǎn)：

（1）可一次性完成籽瓜撿拾、分離、收集等多道作業(yè)工序，具有作業(yè)效率高、瓜籽分離效果好等特點(diǎn)，該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，作業(yè)適應(yīng)性較好；

（2）將撿拾、清理、傳輸?shù)妊b置設(shè)置為一體，縮小了機(jī)具尺寸，使整機(jī)結(jié)構(gòu)更為緊湊；

（3）破碎分離裝置作業(yè)可靠性高，通過(guò)螺旋葉片與碎瓜刀的結(jié)合，破碎徹底，篩選效率高；

（4）撿拾裝置加配了除草器，可減少85%雜草纏繞，在有效提高撿拾效率的同時(shí)降低了故障率。