沈亮 馮艷輝 李景巖 徐俊 韓喜軍

摘 要：? 結(jié)合國內(nèi)外各類方捆打捆機(jī)的工作特點及應(yīng)用現(xiàn)狀，對方捆打捆機(jī)的性能進(jìn)行分析。綜合國內(nèi)外方捆打捆機(jī)的特點研制德沃9YQ系列方捆打捆機(jī)。指出現(xiàn)有方捆打捆機(jī)的不足，預(yù)測未來方捆打捆機(jī)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：? 方捆打捆機(jī);研究應(yīng)用;現(xiàn)狀;分析;發(fā)展趨勢

中圖分類號：? S225???? ?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：? A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.12.010

0 引言

中國的秸稈資源非常豐富、數(shù)量巨大、種類繁多。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：2015年，我國秸稈總量達(dá)9億多t。其中，水稻秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈分別占全國秸稈總量的25%、24%、12.73%;長江中下游區(qū)、黃淮海區(qū)、東北區(qū)、西南區(qū)秸稈總量分別占全國秸稈總量的25.63%、23.48%、17.19%、13.74%[1]。黑龍江是秸稈產(chǎn)出大省，2017年有1.37億t各種作物秸稈，秸稈資源總量占全國1/8左右，占東北四省區(qū)1/2左右[2]。秸稈可直接還田增加土壤有機(jī)質(zhì)培肥地力，但是近年還田的結(jié)果顯示直接還田產(chǎn)生的病蟲害較為突出。秸稈還可用于飼喂牲畜、發(fā)電、制作有機(jī)肥、用作工業(yè)原料等，但在收、儲、運(yùn)過程中存在比較松散、密度小、收獲時間短、貯存運(yùn)輸困難等問題。解決這些問題，是提高秸稈綜合利用率的關(guān)鍵。方捆打捆機(jī)作業(yè)效率高、壓縮比大、作業(yè)后的方捆易于運(yùn)輸，被廣泛應(yīng)用于秸稈的收儲過程。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國外方捆打捆機(jī)研究現(xiàn)狀

歐美國家研究方捆打捆機(jī)較早，其生產(chǎn)的方捆打捆機(jī)技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠，在國內(nèi)有一定銷量。具有代表性的方捆機(jī)生產(chǎn)廠家有愛科（麥賽福格森）、約翰迪爾、克拉斯、科羅尼以及紐荷蘭等。

以愛科（麥賽福格森）公司的MF1840機(jī)型為例，見圖1。

該機(jī)適合全作物的打捆作業(yè)。作業(yè)過程中，通過預(yù)壓室預(yù)壓、打捆室二次加壓，促使草捆更加緊實、方正;高速活塞沖程和低能耗確保整機(jī)作業(yè)高效;加大的喂入空心攪龍，確保秸稈喂入流暢不堵塞;可選網(wǎng)篩及平板式機(jī)架，使得草捆中灰塵少，適用于作生物飼料;高強(qiáng)度鋼骨架，優(yōu)化的浮動結(jié)構(gòu)，平順的動力傳輸系統(tǒng)保證整機(jī)作業(yè)平穩(wěn)、流暢。

約翰迪爾公司生產(chǎn)的L340大型方捆機(jī)，見圖2。具有超大處理能力的直列式喂入輥將作物秸稈高效地傳送到預(yù)壓捆室，有效保證整機(jī)打包效率;重型的動力傳動系統(tǒng)，使打壓頭以45擊/min的次數(shù)壓縮著作物秸稈，增加了單位時間內(nèi)打捆的重量;帶單叉的預(yù)壓捆系統(tǒng)將作物秸稈送入打捆倉之前，先將其壓縮，從而使打出的方捆更緊實。

紐荷蘭研發(fā)的如BC5070方捆打捆機(jī)，見圖3。該機(jī)獨有的Super-Sweep（超級清掃）撿拾器使撿拾更干凈、徹底;使用齒輪傳動的打結(jié)器不會漏掉任何一個草捆的精美打結(jié);獨有的Power-PivotPTO（動力樞軸）使動力輸入強(qiáng)勁有力。

1.2 國內(nèi)方捆打捆機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

我國于20世紀(jì)70年代末開始從國外引進(jìn)撿拾式打捆機(jī)，經(jīng)過幾十年的不斷研究，開發(fā)出適應(yīng)我國國情的方捆打捆機(jī)。雖然目前國內(nèi)研究方捆機(jī)的生產(chǎn)廠家較多，但是由于工藝、材質(zhì)以及急于占領(lǐng)市場的心理因素導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量有所欠缺，尚需進(jìn)一步改進(jìn)和完善。國內(nèi)目前比較有代表性的廠家包括內(nèi)蒙古華德、山東福田雷沃、湖北星光玉龍等企業(yè)。

其中內(nèi)蒙古華德研究的9YFQ-1.9型跨行式方捆撿拾打捆機(jī)適應(yīng)在小塊或者是不規(guī)則的土地上工作，如圖4。采用1.95 m幅寬的低平彈齒滾筒式撿拾器，撿拾器兩側(cè)配有仿形輪，降低草條漏撿的損失;該機(jī)由于減少了干草撿拾時的提升高度，草條很少紊亂，減少了花葉之間的揉搓脫落，特別適用于苜蓿等易掉花的豆科牧草的打捆作業(yè)。

福田雷沃公司研發(fā)的MF3040打捆機(jī)，見圖5。獨家采用雙凸輪盤技術(shù)，保證了彈齒梁和滾輪等零部件受力均勻，提高了撿拾器使用壽命;該系統(tǒng)對彈齒強(qiáng)度和線速度進(jìn)行了優(yōu)化，使作物喂入更流暢、不堆積、不漏撿;喂入攪龍增加了作物秸稈防纏繞裝置，使喂入效率提高20%以上。

湖北九宮玉龍牌YLYQ1950撿拾打捆機(jī)，該機(jī)破碎機(jī)構(gòu)采取雙滾筒式設(shè)計，令秸稈粉碎程度更徹底，揉搓粉碎后的秸稈含土量低，能夠直接用于飼喂; 推刀盤軸承采用?密封防塵設(shè)計，材質(zhì)選用特種鋼材，使機(jī)器適應(yīng)在風(fēng)沙較大的惡劣環(huán)境中作業(yè)。

2 德沃公司研制的方捆打捆機(jī)

2.1 D型打結(jié)器的試制

D型打結(jié)器是方捆打捆機(jī)的核心部件，德沃公司采用逆向工程試制了一批。在試驗臺上的成結(jié)表現(xiàn)與進(jìn)口打結(jié)器相比不相上下，但是裝在整機(jī)上進(jìn)行強(qiáng)度壽命測試中公司研發(fā)的打結(jié)器使用壽命約為進(jìn)口打結(jié)器的1/4。經(jīng)分析認(rèn)為逆向的幾何參數(shù)設(shè)計配置基本是過關(guān)的，但受制于國內(nèi)金屬材料的機(jī)械性能劣于進(jìn)口材料，熱處理技術(shù)不過關(guān)，零部件抗沖擊載荷與耐磨性不足，導(dǎo)致了試制的失敗。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，仍采用進(jìn)口打結(jié)器進(jìn)行打結(jié)。

2.2 秸稈過濾系統(tǒng)的研究

創(chuàng)新研發(fā)的秸稈過濾系統(tǒng)，見圖6。可有效的將撿拾過程中帶起的土壤進(jìn)行過濾清除。綜合考慮喂入量與孔徑大小以及孔型的關(guān)系，先后試驗了圓孔、長孔、圓孔長孔混合型篩網(wǎng)，根據(jù)試驗篩選出孔徑20 mm的圓孔篩比較適合大多數(shù)情況下的作業(yè)需要。長孔篩、圓孔長孔混合篩比較適合高速作業(yè)大喂入量的需求。用戶可根據(jù)具體情況，配備不同的篩網(wǎng)。

2.3 樣機(jī)試制

在總結(jié)國內(nèi)外先進(jìn)打捆機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，根據(jù)國內(nèi)秸稈實際農(nóng)藝和狀態(tài)情況，結(jié)合我省秸稈特點，德沃公司成功研制了適合我省不同作物秸稈的9YQ系列方捆打捆機(jī)。該機(jī)設(shè)計為正牽引，具有對稱縱軸線，行駛穩(wěn)定性好，適應(yīng)在各種不規(guī)則的地塊上作業(yè);秸稈從撿拾到形成方梱落地始終使物料在機(jī)體內(nèi)沿縱軸線運(yùn)動，物料運(yùn)輸、壓捆工藝合理;往復(fù)撥草叉式喂入器，工作可靠，有利于提高活塞的往復(fù)頻率，提高了生產(chǎn)能力;超長的壓捆室，確保草捆的形狀密度均勻緊實;打結(jié)器軸采用直徑35 mm大軸徑， 確保對玉米秸稈打捆時的高可靠性;機(jī)器設(shè)置了三道保險機(jī)構(gòu)，在工作負(fù)荷過大時，機(jī)器會全自動切斷安全螺栓，保證機(jī)器安全;有兩種篩網(wǎng)供選配，降低草捆的含土量;改進(jìn)型雙軸打捆機(jī)，將秸稈經(jīng)二次揉搓進(jìn)一步切碎，提高了秸稈的細(xì)碎效果達(dá)到了直接入口飼喂的程度。經(jīng)一個作業(yè)季的廣泛田間試驗，達(dá)到了預(yù)先的設(shè)計效果，獲得了用戶的一致好評。

3 存在的問題以及發(fā)展趨勢

3.1 存在的問題

目前，由于我國方捆打捆機(jī)企業(yè)技術(shù)實力較弱，相關(guān)研究機(jī)構(gòu)對方捆打捆機(jī)的研究也較少，與國外大型方捆機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)實力及生產(chǎn)制造實力上還有很大的差距。尤其是核心部件D型打結(jié)器，幾乎全部依賴進(jìn)口。我國農(nóng)機(jī)企業(yè)普遍的生產(chǎn)水平不高，產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性較差。嚴(yán)重制約了國產(chǎn)方捆打捆機(jī)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

3.2 發(fā)展趨勢

隨著農(nóng)村勞動力的日益減少，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對秸稈打捆的需求越來越大，提高方捆機(jī)的作業(yè)效率成為了方捆機(jī)未來發(fā)展的必然方向。

大方捆機(jī)的作業(yè)效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于市售主流方捆機(jī)，未來打捆機(jī)市場必將是大方捆機(jī)的天下。提升方捆機(jī)打出來的方捆的密度也是一條提升方捆機(jī)作業(yè)效率的途徑，高密度大方捆必將是未來發(fā)展的方向。

由于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)普遍采取壟作模式，方捆機(jī)不容易將地面的秸稈收集干凈，而為了收集干凈又帶來了方捆含土率高的問題，提高收凈率、降低含土率也是方捆機(jī)亟待解決的問題。

打捆作業(yè)周期短、強(qiáng)度高，提高方捆機(jī)的可靠性顯得尤為重要。在提高可靠性的基礎(chǔ)上，未來人工智能技術(shù)的應(yīng)用將實現(xiàn)機(jī)具的無人作業(yè)，從而實現(xiàn)晝夜不間斷打捆作業(yè)，既延長了作業(yè)時間，又提高了打捆機(jī)的產(chǎn)能。

參考文獻(xiàn)：

[1] ??李大鵬，劉向陽.飼草產(chǎn)業(yè)化與飼草打捆機(jī)的開發(fā)[J].飼料廣角，2012（15）：10-12.

[2] ??劉偉林.黑龍江秸稈產(chǎn)業(yè)化受到業(yè)界廣泛關(guān)注[DB/OL].[2018-03-27].http：//www.hljagri.gov.cn/nydt/nydtsn/201803/t20180327_745443.htm.