李連輝

（灤南縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 河北 灤南 063500）

1 農(nóng)作物秸稈利用現(xiàn)狀及亟待解決的問題

我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源量大，但目前有些僅作為燃料用，甚至在田間焚燒，造成了資源浪費(fèi)。我國(guó)的秸稈綜合利用現(xiàn)仍處于起步階段，利用方式主要有作為農(nóng)村生活燃料和畜牧飼料，以及用于工業(yè)造紙和造肥還田等幾個(gè)方面。其中農(nóng)村生活燃料是主要用途，隨著牲畜飼養(yǎng)產(chǎn)業(yè)的興起，秸稈飼料的比例在秸稈綜合利用中也占有越來越多的份額。石油能源是目前世界的主要能源，但隨著石油開采量的增加，能源短缺已成為世界性難題，而且使用化石能源也給環(huán)境帶來嚴(yán)重污染。生物質(zhì)能源(如秸稈生物發(fā)電)被認(rèn)為是最有前景并且污染小的可再生能源，受到越來越多的關(guān)注。

因農(nóng)作物秸稈及飼草資源物料松散、容積密度小，收集、運(yùn)輸困難，運(yùn)輸時(shí)虧噸現(xiàn)象嚴(yán)重。所以，在農(nóng)作物秸稈綜合利用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程中，應(yīng)首先需要解決收集儲(chǔ)運(yùn)問題。

針對(duì)目前畜牧業(yè)、生物發(fā)電等行業(yè)對(duì)農(nóng)作物秸稈綜合利用的需求，為解決我國(guó)農(nóng)作物秸稈及飼草資源在運(yùn)輸中的物料松散、容積密度小、收集及運(yùn)輸困難等問題，從改進(jìn)機(jī)械適用性、降低能耗、提高壓捆機(jī)使用性能及自動(dòng)化程度等方面入手，研制出與我國(guó)農(nóng)田農(nóng)藝相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)切割、撿拾、揉搓、輸送、壓縮、打捆等一體化作業(yè)的秸稈收獲粉碎壓捆機(jī)迫在眉睫。

2 秸稈收獲粉碎壓捆機(jī)的研制

2.1 壓捆機(jī)設(shè)計(jì)要求

2.1.1 總體要求。在技術(shù)上對(duì)傳統(tǒng)的秸稈壓捆機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，形成集切割、撿拾、揉搓、壓縮、打捆一體化作業(yè)為一體的對(duì)稱結(jié)構(gòu)的牽引收獲式秸稈壓捆機(jī)，解決了農(nóng)作物秸稈收獲、運(yùn)輸中費(fèi)時(shí)費(fèi)工的難題。

2.1.2 技術(shù)要求。①同時(shí)完成收割、撿拾、揉搓、壓縮、打捆等多道工序，需要充足的動(dòng)力保障，設(shè)計(jì)以90以上馬力四輪拖拉機(jī)為動(dòng)力；②撿拾揉搓機(jī)構(gòu)同時(shí)完成秸稈的切割撿拾，將秸稈揉搓成絲狀物，采用設(shè)計(jì)獨(dú)特的“錘爪式”結(jié)構(gòu)，提高了工作可靠性和效率；③設(shè)計(jì)由飛輪通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)壓縮活塞完成壓捆工作，利用拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸輸入動(dòng)力，并經(jīng)過傳動(dòng)箱降速增扭后傳給飛輪，其成本較液壓驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等其他驅(qū)動(dòng)方式大大降低；④設(shè)計(jì)可自主調(diào)節(jié)式秸稈捆密度的控制器，可根據(jù)作物秸稈的品種、含水率等條件來調(diào)整秸稈捆密度；⑤設(shè)計(jì)采用帶有安全摩擦的離合器和自動(dòng)打捆機(jī)構(gòu)；⑥使整機(jī)具有良好的縱軸對(duì)稱性，行駛穩(wěn)定性好，容易牽引，能適應(yīng)在多種地塊上作業(yè)。

2.2 產(chǎn)品技術(shù)關(guān)鍵

2.2.1 設(shè)計(jì)出錘爪式撿拾揉搓滾筒，一次完成切割、撿拾、揉搓等幾道工序，不僅解決作物收割時(shí)勞動(dòng)力浪費(fèi)的問題，而且可以撿拾農(nóng)田里的倒伏秸稈，適用性廣，結(jié)構(gòu)先進(jìn)、新穎。

2.2.2 設(shè)計(jì)出“圓孔篩式”輸送喂入機(jī)構(gòu)，利用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)喂入撥叉，將堆積在喂入口處的絲狀秸稈添加到壓捆室，同時(shí)將錘爪式滾筒在工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的氣流卸掉。

2.2.3 采用彈簧加載式秸稈捆密度控制器來調(diào)節(jié)秸稈捆的密度，操作簡(jiǎn)單、使用可靠。

2.2.4 采用安全摩擦離合器控制活塞壓縮行程的過載，保護(hù)壓捆機(jī)免受損壞。

2.2.5 設(shè)計(jì)打捆針安全保護(hù)裝置，利用安全剪切螺栓保護(hù)壓捆機(jī)不致于因?yàn)槌d而損壞。

2.3 創(chuàng)新點(diǎn)

2.3.1 該機(jī)采用“錘爪式”撿拾粉碎機(jī)構(gòu)、螺旋輸送機(jī)構(gòu)及壓捆機(jī)構(gòu)，可一次完成田間秸稈的收割、撿拾、粉碎、輸送、壓捆等聯(lián)合作業(yè)。

2.3.2 設(shè)計(jì)了“圓孔篩式”輸送喂入結(jié)構(gòu)，秸稈輸送順暢，降低了功耗，并可有效分離秸稈中的泥土雜質(zhì)。

2.3.3 通過更換不同的撿拾部件，實(shí)現(xiàn)不同作物秸稈的撿拾壓捆作業(yè)，提高了機(jī)械的綜合利潤(rùn)率。

2.4 產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)。生產(chǎn)效率達(dá)到3～5 t/h；產(chǎn)品工作幅寬達(dá)到2 000 mm；作業(yè)行駛速度可達(dá)4～7 km/h，成捆率大于95%，能成捆形為1 000 mm×450 mm，秸稈損失率≤6%。

3 推廣應(yīng)用前景

該壓捆機(jī)已生產(chǎn)樣機(jī)并進(jìn)行了銷售，通過用戶反饋，其生產(chǎn)率為3.7 t/h，成捆率100%，總損失率5.7%，草捆密度141.6 kg/m2，達(dá)到并優(yōu)于設(shè)計(jì)要求，普遍反映良好，用戶滿意度高。應(yīng)用結(jié)果表明，工作性能穩(wěn)定、可靠，滿足性能指標(biāo)要求和用戶需求。每臺(tái)機(jī)器年利潤(rùn)可達(dá)30萬元以上，經(jīng)濟(jì)效益顯著。此外，該項(xiàng)目具有顯著的節(jié)水節(jié)能和環(huán)保的特點(diǎn)，符合國(guó)家節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)政策，是國(guó)家大力提倡的節(jié)能減排技術(shù)改進(jìn)設(shè)備，且該機(jī)是秸稈利用亟需產(chǎn)品，具有良好的社會(huì)效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，其應(yīng)用推廣前景廣闊。