張國豪++張麗

摘 要：襄陽是我國麥冬的主要產(chǎn)地，農(nóng)戶種植麥冬的經(jīng)濟(jì)效益較為可觀。由于采挖手段落后，影響了種植戶的積極性。本采挖機(jī)械結(jié)合麥冬采挖實(shí)際情況設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率較高，經(jīng)過分析計(jì)算，滿足了設(shè)計(jì)要求。而且市場(chǎng)應(yīng)用前景色廣闊，可適用湖北、浙江、四川等麥冬主產(chǎn)區(qū)的采挖作業(yè)。

關(guān)鍵詞：麥冬；采挖機(jī)械；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：R284.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）05-0082-01

1 研究背境

（1）麥冬是一種中藥材。主要產(chǎn)地為浙江、四川、湖北。襄陽麥冬占全國麥冬總產(chǎn)量的60%，歐廟麥冬則占全市產(chǎn)量的85%。（2）麥冬的市場(chǎng)需求較大，農(nóng)戶種植麥冬經(jīng)濟(jì)效益較為可觀。以今年為例，一畝麥冬產(chǎn)量2000斤，每斤20元，畝收入4萬元，而且剛采挖出來還沒晾干就被收購一空。（3）麥冬種植的瓶頸之一即為采挖。目前麥冬采挖以人工使用釘耙刨挖為主，采挖深度為60cm，即成人膝蓋以下，以一畝地為例，兩勞力要1個(gè)月才能采挖完畢。按照一人一天80元的人工費(fèi)用計(jì)算，采挖成本為5000元/畝。而且勞動(dòng)強(qiáng)度較大。（4）因此，種植戶對(duì)麥冬的采挖機(jī)械需求很強(qiáng)烈。因?yàn)槭芟抻诓赏?，農(nóng)民也不敢輕易擴(kuò)大規(guī)模，沒有棒勞力的甚至不敢種植。（5）本項(xiàng)目研究提出一種全新的麥冬采挖機(jī)械，采用挖掘→清土→清選→拋禾工藝流程進(jìn)行采挖，達(dá)到更好的采挖效果。

2 麥冬采挖機(jī)械設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)目標(biāo)。研究目標(biāo)：研制一種麥冬采挖機(jī)械，使其采挖麥冬高效、高質(zhì)，達(dá)到20畝/天，果實(shí)損失率2.3%，設(shè)備可靠性系數(shù)96.2%。（2）設(shè)計(jì)方法。采用三維軟件建立實(shí)體模型。首先建立零件圖三維模型，然后將各零件按照裝配關(guān)系進(jìn)行虛擬裝配，最后按照約束關(guān)系進(jìn)行仿真計(jì)算。（3）設(shè)計(jì)方案。針對(duì)研究目標(biāo)，設(shè)計(jì)組提出大型自走式聯(lián)合采挖機(jī)械、中型拖拉機(jī)外掛式采挖機(jī)械、小型手扶拖拉機(jī)外掛式采挖機(jī)械三種方案（以下簡(jiǎn)稱大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)）。大型機(jī)方案采挖效率高，但研發(fā)周期較長，且費(fèi)用較高，小型機(jī)方案中手扶拖拉機(jī)動(dòng)力不足，且采挖效率較低。而且中國麥冬種植雖相對(duì)集中，主要在川、鄂、浙等省，連片種植也比較普遍，但仍多以各家各戶分散種植為主。麥冬種植多采用密植的種植方式，以平作為主，行距范圍在150～200mm，株距約為180 mm，結(jié)果深度范圍為100～500mm。結(jié)合我國國情，采用中型機(jī)方案。（4）結(jié)構(gòu)原理。拖拉機(jī)輸出軸與減速器輸入軸連接，帶動(dòng)減速器輸出軸旋轉(zhuǎn)，通過齒輪箱帶動(dòng)滾筒軸、齒輪軸及偏心連桿軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)鏟刀鏟齒①[1]運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行鏟土工作。再由輸送床將帶果實(shí)和秧苗的土方向上輸送，此過程會(huì)通過床身的鋼管間距漏掉一部分土，當(dāng)土方運(yùn)至滾筒⑥下方時(shí)，滾筒⑥會(huì)對(duì)土方進(jìn)行碾壓，從而二次清土，為提高清土效率，震動(dòng)輪⑤會(huì)使床身震動(dòng)，當(dāng)土方到達(dá)滾筒⑦下方時(shí)，滾筒⑦會(huì)對(duì)土方進(jìn)行最后清理。根據(jù)工況的不同調(diào)節(jié)⑧控制滾筒⑦的高度，使清土效果達(dá)到最佳。由于各地區(qū)種植的麥冬深度有差異，在采挖時(shí)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)控制挖掘深度。

所研發(fā)麥冬采挖機(jī)械工作狀態(tài)如圖1所示。

3 采挖參數(shù)分析

（1）采挖效率高，可達(dá)40畝/天，是人工采挖效率的2400倍。本品采挖時(shí)掛在604（60匹馬力，4驅(qū)）拖拉機(jī)后面工作，拖拉機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為514轉(zhuǎn)/分，拖拉機(jī)速度2公里/小時(shí)[2]，每小時(shí)可采挖5.1畝地，一天可采挖40畝。同樣的作業(yè)量，采用人工采挖的方式 ，需要2000余人才能一天完成?？梢娖湫适侨斯げ赏谛实?000倍。（2）采掘機(jī)構(gòu)采用曲柄連桿結(jié)構(gòu)和平行四邊形機(jī)構(gòu)使前鏟刀往復(fù)采挖，省力60%。傳統(tǒng)采挖機(jī)械（如犁、推土機(jī)）在采挖時(shí)，靠人、畜或機(jī)械的持續(xù)拉力或推力采掘，需要較大的牽引力，而本品則采用尖狀鏟刀快速往復(fù)采挖，由于尖狀鏟刀刺入泥土的過程是瞬間、斷續(xù)、接近于沖擊的，因此只需較小的力，只相當(dāng)于推土機(jī)推力的40%。

4 結(jié)語

本采挖機(jī)械結(jié)合麥冬采挖實(shí)際情況設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率較高，經(jīng)過分析計(jì)算，滿足了設(shè)計(jì)要求。而且市場(chǎng)應(yīng)用前景色廣闊，可適用湖北、浙江、四川等麥冬主產(chǎn)區(qū)的采挖作業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1]諸文農(nóng).履帶推土機(jī)設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1986，P146-147.

[2]中國一拖集團(tuán).東方紅MF604輪式拖拉機(jī)技術(shù)手冊(cè)[M].中國一拖集團(tuán)，2016.