李修春 任建華

4HS-2B型花生挖掘機(jī)的研制

李修春 任建華

目前，國(guó)內(nèi)花生收獲機(jī)雖然機(jī)型較多，但從功能劃分主要有兩種，一種是只把花生從土里挖掘出來(lái)，對(duì)花生不進(jìn)行去土處理的挖掘機(jī)，另一種則是集挖掘、提升、清選、摘果和集果為一體的聯(lián)合作業(yè)機(jī)型。由于我國(guó)農(nóng)村花生多以小地塊種植為主，農(nóng)民迫切需要一種以手扶拖拉機(jī)為動(dòng)力，集挖掘、去土、鋪放功能于一體的花生挖掘機(jī)械。為滿足這一需求，我們?cè)趶V泛調(diào)查的基礎(chǔ)上，針對(duì)當(dāng)?shù)胤N植特點(diǎn)、種植農(nóng)藝及收獲技術(shù)要求，研制了以手扶拖拉機(jī)為動(dòng)力的4HS-2B型花生挖掘機(jī)。

一、4HS-2B型花生挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

4HS-2B型花生挖掘機(jī)主要由機(jī)架、挖掘鏟、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、輸送分離裝置、集鋪裝置等5部分組成。作業(yè)時(shí)，手扶拖拉機(jī)牽引收獲機(jī)前進(jìn)，帶動(dòng)挖掘鏟進(jìn)入地下將花生和土層一起鏟起，在慣性力的作用下，土壤與花生蔓一起向后移動(dòng)，進(jìn)入輸送分離裝置，在輸送帶的提升抖動(dòng)下，絕大部分的泥土被抖掉，花生蔓繼續(xù)向后輸送，落入尾部集鋪裝置，經(jīng)鋪放滑條導(dǎo)向，被成條鋪放在地上，經(jīng)人工撿拾即可完成收獲。

二、主要部件設(shè)計(jì)

1.機(jī)架設(shè)計(jì)。機(jī)架采用板式結(jié)構(gòu)，整體強(qiáng)度高，外形尺寸小，重量輕，便于與手扶拖拉機(jī)配合使用；機(jī)具結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)動(dòng)性好，適應(yīng)性強(qiáng)，既能滿足山地和丘陵地的花生收獲，又可解決田間地頭拐彎處機(jī)收死角問(wèn)題。

2.挖掘鏟設(shè)計(jì)。為減少挖掘阻力，提高碎土性能，我們重點(diǎn)對(duì)挖掘鏟入土角確定和挖掘鏟過(guò)渡部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

（1）挖掘鏟入土角確定。花生通常在沙土地100mm深處結(jié)果，挖掘深度為130mm，挖掘深度、挖掘鏟的入土長(zhǎng)度主要與作用于鏟面上的力有關(guān)。作用于鏟面上的力隨入土角α的變化而變化，當(dāng)入土角α較小時(shí)，作用于鏟面上的力變化不明顯；當(dāng)入土角α超過(guò)25°時(shí)，作用于鏟面上的力會(huì)急劇上升，挖掘鏟的入土性能隨入土角的增大而減小，當(dāng)α較小時(shí)，入土性能過(guò)差，且結(jié)構(gòu)不緊湊。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，入土角α取21°比較合適。

（2）挖掘鏟過(guò)渡長(zhǎng)度確定。土壤在挖掘鏟過(guò)渡部分發(fā)生膨松、變形，并消耗能量。為確保土壤和花生在鏟面上的后移速度接近零前被送至分離裝置，過(guò)渡部分不能超過(guò)150mm。同時(shí)為減少摩擦力，避免壅土，將挖掘鏟過(guò)渡部分設(shè)計(jì)成柵條式。

（3）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由齒輪箱、鏈輪、鏈條組成，經(jīng)齒輪變向，實(shí)現(xiàn)手扶拖拉機(jī)側(cè)面動(dòng)力輸出，通過(guò)鏈條傳動(dòng)直接帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行，在輸送帶的提升抖動(dòng)下，花生棵與泥土基本分離。

（4）輸送分離裝置的設(shè)計(jì)。該裝置主要由前鏈輪、后鏈輪、鏈條和輸送帶組成。輸送帶柵條縱向分布，用Φ10圓鋼鉚合于輸送帶上。

三、4HS-2B型花生挖掘機(jī)的功率計(jì)算

花生收獲機(jī)所需要的功率分為3部分，即挖掘裝置及地輪行走所需功率Νd、分離裝置所需功率Νs、機(jī)械傳動(dòng)所需功率Νn。則花生收獲所需要的總功率Ν＝Νd＋Νs＋Νn＝PVm/102＋(2－η)λVfαBγ(sinβ/102)=6.7kW

根據(jù)計(jì)算，選取7.35kW（10馬力）手扶拖拉機(jī)作為配套動(dòng)力。

四、主要技術(shù)參數(shù)

外形尺寸：1500×800×580mm；整機(jī)凈重：185kg；挖掘鏟入土角：23°挖掘深度：120～140mm；挖掘?qū)挾龋?20mm；鏈條最終輸出轉(zhuǎn)速：420～450r/min；作業(yè)效率：0.1hm2/h；損失率：≤2.5%；破碎率：≤1%；配套動(dòng)力：7.35kW。

五、結(jié)論

經(jīng)過(guò)一年的生產(chǎn)試驗(yàn)，4HS-2B型花生挖掘機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。該機(jī)由7.35kW手扶拖拉機(jī)牽引，一次完成花生挖掘、抖土、鋪放工序,且結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定，是比較理想的花生挖掘機(jī)械。