曹合榮 劉征明 文亦驍 陳銳

四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院，四川成都

0 引言

西昌市得天獨(dú)厚的地理環(huán)境和氣候條件優(yōu)勢(shì)造就了個(gè)大飽滿、顏色紅潤(rùn)、氣味辛辣、果型規(guī)整的高品質(zhì)洋蔥，深受省內(nèi)外食客青睞。2019 年，西昌洋蔥種植面積近0.47 萬hm2，總產(chǎn)量約30 萬t。但是，受洋蔥種植模式限制，缺乏適用機(jī)具，西昌洋蔥仍采取人工方式進(jìn)行收獲。隨著人口老齡化和農(nóng)村勞動(dòng)力的減少，利用人工收獲洋蔥不僅成本高而且工作效率低。研發(fā)經(jīng)濟(jì)適用的洋蔥收獲機(jī)械已勢(shì)在必行。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

針對(duì)大蒜、洋蔥等淺根類蔬菜，普遍采用分段式收獲。收獲機(jī)將洋蔥等從土里挖出后成條鋪在地上，然后由人工撿拾。我國(guó)對(duì)洋蔥收獲機(jī)械的研究還不多，且多屬于挖掘分離型收獲機(jī)械。例如，黑龍江畜牧機(jī)械研究所研制的4CS1 型洋蔥收獲機(jī)，利用平鏟將洋蔥從土壤中掘起后，傳遞到分離部件上分離土塊和雜物；甘肅酒泉市農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣站聯(lián)合酒泉市鑄隴機(jī)械制造有限責(zé)任公司聯(lián)合研制的4U-125 型洋蔥挖掘機(jī)類同于馬鈴薯挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)，增加了挖掘深度；黑龍江德沃科技開發(fā)有限公司的洋蔥收獲機(jī)為獨(dú)立小鏟挖掘、升運(yùn)鏈抖動(dòng)分離。國(guó)外的大型洋蔥收獲機(jī)多采用懸掛式，作業(yè)幅寬2 m 以上，前置殺秧、收攏裝置，后掛挖掘、篩分、輸送機(jī)，能夠一次完成洋蔥殺秧、挖掘、篩選、輸運(yùn)工作，整機(jī)結(jié)構(gòu)較長(zhǎng)，也無殘膜收集、回收分離功能，且機(jī)具設(shè)備較貴、管護(hù)維修不易，不適合國(guó)內(nèi)情況。

2 西昌洋蔥種植模式及收獲要求

西昌洋蔥種植特性主要體現(xiàn)在寬畦（200 cm）、密植（窩行距均約16 cm）、膜上移栽。膜上移栽是保證春洋蔥冬季良好生長(zhǎng)的有效措施，但給洋蔥莖塊的機(jī)械化收獲帶來很大的難題。春洋蔥成熟時(shí)，其秧苗倒伏在膜上未凋萎，必須將秧苗殺掉、揭去膜后，才能順利挖出洋蔥莖塊。目前，因殺秧、揭膜環(huán)節(jié)還沒有適用的機(jī)械，基本依靠人工完成洋蔥挖掘、殺秧、除須等，所需勞動(dòng)力多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低。

經(jīng)過深入調(diào)研與試驗(yàn)，西昌洋蔥采用先殺秧后挖掘的兩段收獲方式為宜。四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院嘗試用機(jī)械進(jìn)行對(duì)行揭膜殺秧，但未能成功，其原因是行間距?。▋H16 cm 左右），洋蔥塊間隙?。ㄑ笫[塊直徑8～14 cm），再加上人工栽植，行不直，操作中無法對(duì)行，揭膜指桿損傷洋蔥嚴(yán)重，挑起洋蔥塊很普遍。后又嘗試扶禾殺秧，因秧苗倒塌雜亂無章，再加上大部分洋蔥塊有1/3～1/2在膜上，不能實(shí)現(xiàn)只扶秧苗不傷洋蔥塊。

經(jīng)前期試驗(yàn)分析，現(xiàn)已有可用的洋蔥挖掘機(jī)，挖掘效果較好，洋蔥成熟時(shí)，覆膜未完全破碎，可待洋蔥收獲后機(jī)械撿拾。由于洋蔥成熟度不一致、個(gè)頭大小差異大、露出地表高矮不一、洋蔥苗倒伏等原因，洋蔥殺秧是整個(gè)收獲過程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。若洋蔥苗殺秧效果好，將顯著提高收獲效率、降低損傷率，提升收獲質(zhì)量。在此背景下，本文針對(duì)洋蔥殺秧這一收獲重點(diǎn)環(huán)節(jié)研制適用于西昌地區(qū)的洋蔥殺秧機(jī)。

3 洋蔥殺秧機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4YCS-150 型洋蔥殺秧機(jī)主要由機(jī)架、動(dòng)力馬達(dá)、動(dòng)力傳遞系統(tǒng)、割刀組件、地輪和調(diào)試支腿組成，如圖1所示。收獲過程中，動(dòng)力馬達(dá)的動(dòng)力輸出通過動(dòng)力傳遞系統(tǒng)傳遞到傾斜設(shè)置在機(jī)架下端的割刀組件，多組割刀高速旋轉(zhuǎn)形成負(fù)壓聚攏割斷洋蔥秧苗。通過地輪組件和調(diào)試支腿組件對(duì)殺秧機(jī)快速進(jìn)行懸掛和調(diào)位。

洋蔥殺秧機(jī)前置在輪式拖拉機(jī)上作業(yè)，再配上后置的挖掘、篩理、輸送裝置，實(shí)現(xiàn)洋蔥的一次性機(jī)械化收便于控制殺秧機(jī)的殺秧高度，避免了露于地表的洋蔥塊被割傷。

4 田間試驗(yàn)與分析

為便于機(jī)械作業(yè)，試驗(yàn)田采用廂寬1.3 m，栽植7 行的種植模式，并留兩廂未覆膜作對(duì)照組。由于環(huán)境條件等因素，未覆膜組洋蔥個(gè)頭較小，洋蔥秧直立未倒伏。傳統(tǒng)覆膜組，洋蔥生長(zhǎng)正常，洋蔥秧幾乎完全倒伏。4YCS-150 型洋蔥殺秧機(jī)在西昌市佳禾蔬菜種植專業(yè)合作社進(jìn)行了田間試驗(yàn)。經(jīng)過試驗(yàn)，樣機(jī)在未覆膜組上達(dá)到獲。為方便田間作業(yè)，洋蔥殺秧機(jī)采用液壓驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力馬達(dá)由螺栓緊固在焊合機(jī)架上，安裝在動(dòng)力馬達(dá)輸出軸上的馬達(dá)皮帶輪通過皮帶連接安裝在割刀組件輸入軸上的割刀皮帶輪，皮帶張緊總成調(diào)節(jié)皮帶傳動(dòng)組合的張緊程度。

成熟洋蔥秧苗雜亂倒伏，不利于殺秧作業(yè)，為此提出立刀盤式殺秧結(jié)構(gòu)，用于切割洋蔥秧苗。割刀驅(qū)動(dòng)軸的頂端安裝割刀皮帶輪，底端傾斜安裝割刀。割刀驅(qū)動(dòng)軸與地面垂直，動(dòng)力從上端的割刀皮帶輪接入，帶動(dòng)割刀驅(qū)動(dòng)軸底端的割刀快速旋轉(zhuǎn)殺秧。割刀組件有3組，提高殺秧機(jī)的工作效率；割刀傾斜，配合左側(cè)封板、左側(cè)蓋板、后封板、右側(cè)封板、右側(cè)蓋板形成相對(duì)封閉空間，便于割刀高速旋轉(zhuǎn)形成負(fù)壓，對(duì)倒伏秧莖產(chǎn)生聚攏作用，完成倒伏的洋蔥秧苗快速切割。

針對(duì)洋蔥露出地表部分高矮不一，設(shè)計(jì)由地輪總成、導(dǎo)筒和調(diào)節(jié)桿構(gòu)成的地輪組件，用于殺秧機(jī)行走，同時(shí)使地輪總成與殺秧機(jī)機(jī)架在豎直方向的相對(duì)位置可調(diào)，了預(yù)期效果，殺秧過程中未出現(xiàn)傷蔥、漏殺等現(xiàn)象。覆膜組即使蔥秧完全倒伏，前置殺秧機(jī)也能夠完成殺秧工作，效果明顯。4YCS-150 型洋蔥殺秧機(jī)田間試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 4YCS-150型洋蔥殺秧機(jī)測(cè)試統(tǒng)計(jì)

5 結(jié)論

洋蔥殺秧是西昌地區(qū)洋蔥種植收獲的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)從洋蔥收獲機(jī)具配套作業(yè)考慮提出立刀盤式殺秧結(jié)構(gòu)技術(shù)方案，并研制了一種洋蔥殺秧機(jī)，且洋蔥殺秧速度快、效果較好。本成果的應(yīng)用將顯著降低洋蔥的生產(chǎn)成本，提高種植效益。