毛安石
(長春工業(yè)大學人文信息學院,吉林 長春130122)
2015年2月1日,中共中央、國務院《關于加大改革創(chuàng)新力度加快農業(yè)現(xiàn)代化建設的若干意見》是為了加大改革創(chuàng)新力度加快農業(yè)現(xiàn)代化建設提出的意見[1]。我國糧食作物品種多,種植技術先進,但由于我國機械行業(yè)技術水平與發(fā)達國家相比有著明顯的落差,導致國產農業(yè)機械的功能性遠落戶與發(fā)達國家。2015年,中共十八屆五中全會通過《中共中央關于制定國民經濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》,將綠色發(fā)展與創(chuàng)新、協(xié)調、開放、共享等發(fā)展理念共同構成五大發(fā)展理念[2]。但目前,農民收獲后,造成玉米秸稈、水稻秸稈、蘆葦秸稈等遺留,而適應綠色發(fā)展的企業(yè)急需各種秸稈為原料,進行發(fā)電、造紙、飼養(yǎng)牲畜、手工藝品等的利用。如何將二者需求結合,就是亟待進行現(xiàn)代化農用設備的設計與制造,捆綁機就是符合企業(yè)需要、符合國情并促進國家經濟建設的農用機械設備之一。
為使捆綁機結構緊湊、輕便靈活、使用可靠、操作簡單、作業(yè)性能強,維護保養(yǎng)方便等優(yōu)特點。主要部件應包含撥草輪,往復式切割裝置,帶式輸送器,升降油缸,驅動輪,前、后機架,傳動系統(tǒng),撿拾器,撥草叉,打捆針,壓縮腔,卸草捆板,打結器,發(fā)動機,離合器等[3]。
(1)自行式割捆機結構與功能特點。現(xiàn)在普遍使用的方草捆撿拾壓捆機不能一次完成切割、鋪條、撿拾、壓捆等多項工作,需與割草機、摟草機或切割壓扁機配套使用,并壓捆機多為牽引式作業(yè),回轉半徑大,不適合于種植面積比較小的草場進行飼草的撿拾打捆作業(yè)。大部分現(xiàn)有的收獲機械的結構不合理,生產率低,更不便在小塊地作業(yè),無法實現(xiàn)站立麥稈、站立稻稈的自動化收集功能,而且收獲后的麥稈、稻稈不便于運輸和貯存。自行式割捆機轉彎半徑小,可適合小面積作業(yè),無需配套其他動力和切割、鋪條機械,可實現(xiàn)在田間行走中一次完成對牧草、站立麥稈和站立稻稈的切割、鋪條、撿拾、壓縮和打捆聯(lián)合作業(yè),收獲后的草捆便于運輸和貯存。
(2)自行式割捆機工作原理。自行式割捆機是在驅動輪的前方安裝撥草輪、往復式切割裝置和兩個帶式輸送器,撥草輪位于整機的最前端,往復式切割裝置安裝在撥草輪的后下方,兩個帶式輸送器分別安裝在往復式切割裝置的后方左右兩側。由撥草輪、往復式切割裝置和帶式輸送器組成割臺,割臺升降油缸的一端與割臺后端連接,其另一端與驅動輪橋連接,驅動輪橋安裝在驅動橋管梁上。驅動輪橋的上方是駕駛室,駕駛室的后方安裝發(fā)動機。離合器、傳動系統(tǒng)和換向齒輪箱位于發(fā)動機的下方。萬向節(jié)裝置的一端與換向齒輪箱連接,其另一端與飛輪連接。機架鉸接桿把前機架和后機架兩部分聯(lián)接在一起,兩個轉向油缸分別安裝在機架鉸接桿的兩側,機器通過轉向油缸實現(xiàn)轉向。飛輪后方的機架上安裝升降油缸,通過支承輪的軸,可實現(xiàn)撿拾器、輸送攪龍的升降。飛輪、齒輪箱和曲柄連桿機構位于萬向節(jié)裝置的后方,壓縮活塞連接在曲柄連桿機構后端。撥草叉位于壓縮活塞的下方并且安裝在喂入通道內。撿拾器位于輸送攪龍的前下方。輸送攪龍位于撥草叉的下方,連接在割臺兩邊側板上。壓縮腔位于支承輪的上方,與喂入通道的上方連接。監(jiān)控系統(tǒng)、草捆長度控制裝置和打結器位于壓縮腔的上面,打結器安裝在草捆長度控制裝置的前面,監(jiān)控系統(tǒng)安裝在打結器的后面。打捆針位于壓縮腔的下面、喂入通道的后面。草捆密度調節(jié)裝置安裝在壓縮腔的后部。發(fā)動機動力實現(xiàn)驅動輪行走的同時,一部分動力傳遞給撥草輪、往復式切割裝置和帶式輸送器,完成撥草、撿拾和輸送動作,另一部分動力完成往復壓縮動作和打結動作。
切割裝置工作效率直接影響割捆機整體工作效率。因此必須具備以下幾個特點:一是無漏割和堵刀現(xiàn)象。不僅要求切割裝置在結構上能很好地滿足前置作業(yè)的需求,在材料上也要提出韌性和硬度、鋒利度要求。二是結構簡單并易于維修與更換,作業(yè)過程中可能會與堅硬物接觸而損壞,要易于更換。三是保持運動平穩(wěn),減小振動,收獲作業(yè)中的運動平穩(wěn),可降低落粒損失。
往復式切割裝置主要由支承和刀片兩部分組成,配備其他附件和傳動裝置。切割部分的動刀片兩側有刀刃。刀刃分光刃和齒紋刃兩類。光刃切割時載荷較小,割茬相對整齊,需經常磨刀,致使損耗較快、壽命短。齒紋刃刀片基本不磨刀,雖然切割時載荷較大,但是使用方便。切割部分的定刀片為支承結構。護刃器用于保護切割裝置并起到機架的作用,保持支撐裝置的正確位置,能對秸稈進行分束以及利用護刃上舌與支撐裝置構成兩點支承等。壓刃器用于保持動、定刀片之間的剪切間隙,防止切割裝置在運動中抬起。有時還需要用到摩擦片。往復式切割裝置結構示意圖如圖1所示。
圖1往復式切割裝置結構示意圖
為提高往復式切割裝置的工作效率,也可將割頭部分改為圓盤式結構。此類切割裝置的切削刃在水平面內作直接回轉運動,運轉相對平穩(wěn),其切削效果強于往復式切割裝置。為了適應較高的作業(yè)速度和提升對環(huán)境的適應性,使用鉸鏈刀片。近年來國外回轉式機型發(fā)展較多,并有逐步擴大的趨勢。鉸鏈刀片的多圓盤式的切割裝置,如圖2所示。
圖2鉸鏈刀片的多盤式切割裝置結構示意圖
為適應現(xiàn)代化農業(yè)發(fā)展需要,我國很多割捆機制造企業(yè)研發(fā)的新機型,結構與功能逐漸向歐美等國際企業(yè)生產的現(xiàn)代化農用機械靠攏,但由于我國耕地形式、經營方式以及經營者的經濟狀況等因素影響,我們要有自己的設備特點。針對國內需求來研發(fā)和制造符合實際的設備,分型號分檔次來制造設備,不能大批量的向歐美等國制造特大型的割捆機。盡力設計小展臂高機動性的農用機械,提高壓縮腔壓縮性能,大幅減小出捆后秸稈的占用空間,降低儲存和運輸成本。
國內的割捆機正處于功能開發(fā)階段,設計與制造中要適應國情,滿足現(xiàn)代化農業(yè)需要,不能一味追求高性能,而忽視了成本的提高。要在其滿足使用功能的條件下,降低研發(fā)成本。使農民買得起,用得好。