周子涵，尚書(shū)旗，王東偉，何曉寧，譚營(yíng)，董成

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東青島，266000)

0 引言

甘薯是旋花科甘薯屬，又名紅薯、山芋、紅苕、地瓜和番薯等，是國(guó)際上公認(rèn)的多用途作物，是重要的糧食、飼料、工業(yè)原料，也是優(yōu)質(zhì)的抗癌保健食品[1]。甘薯在收獲前清理秧蔓可以提高收獲效率，還可以加快甘薯表皮老化，降低傷薯率[2]。甘薯秧蔓收獲質(zhì)量，決定著甘薯收獲效果和甘薯的品質(zhì)。甘薯秧蔓貼地蔓延無(wú)序生長(zhǎng)，且十分茂盛，一條秧蔓甚至可以長(zhǎng)到4 m，收獲2×104kg/hm2秧蔓[3]。因此，基于中國(guó)甘薯種植現(xiàn)狀及動(dòng)力配置的國(guó)情，研制性能穩(wěn)定、易于推廣的甘薯秧蔓收獲機(jī)已提上日程。

國(guó)外對(duì)甘薯秧蔓收獲技術(shù)研究較早，美國(guó)利用甘薯秧蔓容易發(fā)生纏繞的特點(diǎn)，研究了一種牽引式大型卷蔓機(jī)，通過(guò)大功率拖拉機(jī)牽引將秧蔓纏繞在支架上，然后再做粉碎處理[4]。針對(duì)秧蔓處理技術(shù)的研究，美國(guó)研發(fā)的大型薯秧直收式聯(lián)合收獲機(jī)，可以將甘薯和秧蔓同時(shí)收起，但兩種方式均需要足夠的配套動(dòng)力且農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合緊密，不適合中國(guó)國(guó)情[5]。日本研發(fā)了一種單壟單行自走式甘薯秧蔓收獲粉碎機(jī)，但價(jià)格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適用于中國(guó)甘薯種植現(xiàn)狀。

中國(guó)自主研發(fā)的甘薯秧蔓處理機(jī)具以秧蔓粉碎還田機(jī)為主，甘薯秧蔓收獲技術(shù)及裝備還不成熟?，F(xiàn)有的甘薯秧蔓粉碎還田機(jī)有4HJH型甘薯碎蔓機(jī)、大型雙壟雙行去蔓機(jī)、4UL-80型薯類(lèi)碎蔓機(jī)[6-8]。所述秧蔓粉碎還田設(shè)備均采用仿壟型甩刀安裝在高速轉(zhuǎn)輥上，秧蔓經(jīng)過(guò)甩刀、罩殼的擊打粉碎拋落至田間，類(lèi)似于秸稈還田機(jī)的工作原理[9]，秧蔓粉碎還田技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，但是甘薯秧蔓作為優(yōu)質(zhì)的飼料卻難以機(jī)械化收獲造成了很大的損失，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的單壟單行甘薯秧蔓回收機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)秧蔓收獲收集，但因無(wú)法解決喂入裝置發(fā)生纏繞沒(méi)有推廣使用[10]。

上述研究為甘薯秧蔓收獲裝備的研發(fā)提供了理論參照，但未能解決甘薯秧蔓收獲過(guò)程中發(fā)生纏繞、貼地?zé)o序生長(zhǎng)的秧蔓無(wú)法有序切割等問(wèn)題。本文提出將秧蔓分段切割的撥禾切割方式，解決甘薯秧蔓難以切割以及纏繞的問(wèn)題，結(jié)合撿拾裝置以及螺旋輸送器，實(shí)現(xiàn)甘薯秧蔓切—送—?dú)w集作業(yè)。

1 割臺(tái)整體結(jié)構(gòu)與工作原理

甘薯秧蔓收獲機(jī)專(zhuān)用割臺(tái)由傳動(dòng)系統(tǒng)、圓盤(pán)側(cè)刀切割裝置、撥禾切割裝置、撿拾裝置、螺旋絞龍輸秧裝置等組成，可一次完成甘薯收獲前秧蔓切割拋送、撿拾撥送、歸集輸送作業(yè)。撥禾切割裝置在傳統(tǒng)撥禾輪的基礎(chǔ)上增加了仿壟型排列的割刀和彈齒，在撥禾、扶禾基本功能的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)甘薯秧蔓無(wú)纏繞勾切拋送。整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 甘薯秧蔓收獲機(jī)專(zhuān)用割臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖

工作時(shí)，割臺(tái)前方兩側(cè)安裝的圓盤(pán)割刀將壟底的秧蔓切割，安裝在撥禾輪上的仿壟型割刀在高速回轉(zhuǎn)下把壟頂和壟側(cè)的甘薯秧蔓割斷并勾起，再通過(guò)撥禾輪將秧蔓撥送到撿拾機(jī)構(gòu)，在撿拾器的撿拾撥送作用下，秧蔓順利進(jìn)入螺旋輸送器，在變螺距螺旋絞龍的作用下秧蔓被歸集至割臺(tái)一側(cè)，完成甘薯秧蔓的切—送—?dú)w集作業(yè)。

2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

2.1 撥禾切割裝置

撥禾切割裝置(圖2)由撥禾輪和仿壟型割刀、彈齒組成，用于完成甘薯秧蔓的勾割和殘余秧蔓的撥送，保證貼地?zé)o序生長(zhǎng)的秧蔓被仿壟型割刀勾起割斷，并在撥禾輪彈齒的作用下?lián)芩椭翐焓皺C(jī)構(gòu)。其中，仿壟型割刀為鋼刀，其作用是將壟面和壟坡上的秧蔓勾起、切割；仿壟型割刀通過(guò)套筒和螺栓固定在撥禾輪的橫桿上，隨撥禾輪做圓周撓鉤運(yùn)動(dòng)。其中，彈齒有一定的彈性，起作用是將仿壟型割刀割斷的秧蔓撥送至撿拾機(jī)構(gòu)；彈齒通過(guò)焊接均勻分布在撥禾輪橫桿上。

(a) 主視圖 (b) 左視圖

2.1.1 排列方式

工作中，仿壟型割刀和彈齒均為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件，依靠仿壟型割刀將秧蔓割斷進(jìn)而通過(guò)彈齒撥送，對(duì)仿壟型割刀和彈齒端點(diǎn)的線(xiàn)速度要求較高。在工作時(shí)，仿壟型割刀和彈齒在撥禾輪的帶動(dòng)下回轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)形式和軌跡受到壟大小和形狀的影響，工作狀態(tài)、勾切力和振動(dòng)都具有隨機(jī)性。按照壟型均勻分布仿壟型割刀和彈齒的安裝位置與長(zhǎng)短，不僅可以實(shí)現(xiàn)無(wú)纏繞切割秧蔓，還可以保證機(jī)具運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和工作性能。

在割臺(tái)寬度L、撥禾輪轉(zhuǎn)速n、機(jī)具作業(yè)速度Vm不變的條件下，仿壟型割刀和彈齒的安裝數(shù)量越多，對(duì)撥禾輪負(fù)載越大，不利于撥禾切割裝置正常工作；數(shù)目過(guò)少，因甘薯秧蔓過(guò)于密集，達(dá)不到秧蔓勾切撥送干凈的效果，而且極其容易發(fā)生纏繞。則仿壟型割刀和彈齒的排列密度

C=N/L

(1)

式中：N——仿壟型割刀和彈齒的數(shù)量；

L——機(jī)具的作業(yè)寬幅，mm。

機(jī)具運(yùn)行過(guò)程中，相鄰安裝的仿壟型割刀和彈齒的工作距離即為進(jìn)距S，應(yīng)滿(mǎn)足式(2)～式(4)。

S=Vm×t

(2)

(3)

(4)

式中：Vm——機(jī)具前進(jìn)速度，m/s；

Z——仿壟型割刀和彈齒的排數(shù)；

n——撥禾輪轉(zhuǎn)速，r/min；

S——工作進(jìn)距，m；

t——機(jī)具行駛時(shí)間，s；

ω——撥禾輪角速度，rad/s。

增加撥禾輪速度、減小機(jī)器作業(yè)速度、增加仿壟型割刀和彈齒的排數(shù)，均可以減小撥禾切割裝置的進(jìn)距，從而達(dá)到提高秧蔓勾切撥送的效果。但降低機(jī)具行進(jìn)速度，機(jī)器的工作效率受到影響；增加轉(zhuǎn)速，撥禾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變大且機(jī)具作業(yè)穩(wěn)定性大大降低；增加仿壟型割刀和彈齒的排數(shù)，相鄰撥板間隙減小，秧蔓容易纏繞在相鄰撥板上。同時(shí)，撥禾輪的撥板數(shù)較少，撥禾輪的轉(zhuǎn)速過(guò)高，雖不易發(fā)生纏繞，但秧蔓勾切撥送的效果難以實(shí)現(xiàn)，不宜采用。

經(jīng)調(diào)研國(guó)內(nèi)大部分甘薯壟壟頂長(zhǎng)550 mm，壟底長(zhǎng)700 mm，確保生長(zhǎng)在壟上的秧蔓都能被勾切撥送，將割臺(tái)的作業(yè)幅寬確定為1 000 mm?？紤]仿壟型割刀和彈齒的位置關(guān)系和長(zhǎng)短，防止在安裝時(shí)發(fā)生干涉，在工作時(shí)漏切、纏繞，確定撥禾輪為4板式撥禾輪，即Z為4。仿壟型割刀和彈齒安裝的過(guò)于密集，秧蔓被勾切的過(guò)于粉碎難以將碎蔓撥送至撿拾機(jī)構(gòu)，安裝過(guò)于稀疏，秧蔓會(huì)纏繞在撥禾輪上影響作業(yè)效果，通過(guò)預(yù)試驗(yàn)確定6片仿壟型割刀6片彈齒，即彈齒和刀的排列密度為12片/m。參照甘薯留茬高度40～60 mm將最靠近甘薯主莖的兩個(gè)割刀距離設(shè)置為50 mm，剩下的仿壟型割刀以及彈齒均勻交錯(cuò)分布在橫桿上，如圖3所示。結(jié)合拖拉機(jī)底盤(pán)高度和甘薯壟高，將撥禾輪空間定位在離壟頂100 mm處，再根據(jù)仿壟型排列要求，以一側(cè)為例，將割刀和彈齒的安裝長(zhǎng)度定為103、103、103、283、403、403 mm，誤差為3 mm。預(yù)試驗(yàn)表明，安裝高度不會(huì)對(duì)刀具造成額外磨損，且不會(huì)傷薯。

圖3 仿壟型割刀和彈齒安裝排列示意圖

2.1.2 撥禾輪參數(shù)

通過(guò)對(duì)仿壟型割刀和彈齒排列方式的分析，確定撥禾輪為4板式，在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且不影響秧蔓勾切撥送效果情況下，該機(jī)具采用普通撥禾輪。撥禾輪運(yùn)動(dòng)軌跡如圖4所示，撥禾輪撥板上一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為余擺線(xiàn)[11]。

甘薯種植株距為250～400 mm，在威海市文登區(qū)的試驗(yàn)田種植株距為270 mm，考慮到撥禾輪在工作時(shí)每個(gè)撥禾輪上安裝的仿壟型割刀均應(yīng)切割每一株甘薯的主莖，即機(jī)具的工作進(jìn)距S為270 mm。

撥禾輪轉(zhuǎn)速n和撥禾板圓周速度Va關(guān)系如式(5)所示。

(5)

式中：D——撥禾輪直徑，mm。

撥禾切割裝置正常工作的前提是仿壟型割刀和彈齒的圓周速度Va大于機(jī)具的前進(jìn)速度Vm[12]，撥禾速比λ表達(dá)式如式(6)所示。

(6)

通過(guò)查閱農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，四板式撥禾輪的撥禾速比為1.2～1.5，為了將秧蔓勾切撥送的效果更好，將撥禾速比設(shè)置為1.5。由于甘薯秧蔓生長(zhǎng)非常密集且雜亂無(wú)章，結(jié)合馬鈴薯殺秧機(jī)的工作速度，將機(jī)具的前進(jìn)速度定為0.6 m/s。通過(guò)式(3)確定撥禾輪轉(zhuǎn)速為46 r/min，通過(guò)式(5)確定撥禾輪直徑為1 070 mm，由于在計(jì)算中將仿壟型割刀和彈齒的長(zhǎng)度計(jì)算到撥禾輪直徑中，因此撥禾輪的實(shí)際直徑

I=D-2L

(7)

由上文可知L=100 mm，因此撥禾輪的實(shí)際直徑為870 mm，符合撥禾輪的相關(guān)設(shè)計(jì)要求。

2.2 撿拾裝置

撿拾裝置位于撥禾輪和螺旋輸送絞龍之間，將撥禾切割裝置勾切的秧蔓輔助撥送至螺旋輸送絞龍。作業(yè)時(shí)，保證彈齒齒尖在回轉(zhuǎn)過(guò)程中最低點(diǎn)離地面有一定距離，隨著機(jī)具前進(jìn)和撥禾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，甘薯秧蔓在撿拾裝置的撥送作用下，向上向下輸送至螺旋輸送絞龍，再由螺旋輸送絞龍歸集到一側(cè)，完成甘薯秧蔓的切送歸集過(guò)程。撿拾裝置由撿拾彈齒、輸送板、支撐板、主軸、彈齒安裝座、傳動(dòng)輪組成，主要結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 撿拾器結(jié)構(gòu)示意圖

2.2.1 彈齒間距確定

彈齒間距指相鄰兩個(gè)彈齒之間的距離。彈齒間距的大小影響著撥送秧蔓的效果，間距過(guò)大，彈齒無(wú)法挑到切割后的秧蔓，導(dǎo)致漏撥；間距過(guò)小，增加制造成本和難度，輸送板寬度減小，輸送效果差且容易發(fā)生堵塞。

彈齒間距根據(jù)切割后的甘薯秧蔓的長(zhǎng)度確定，選取經(jīng)撥禾切割裝置切割后的秧蔓50份樣本，測(cè)得其平均長(zhǎng)度為148 mm，最長(zhǎng)為200 mm，最短為111 mm。只要彈齒的間距小于切割后甘薯秧蔓的長(zhǎng)度，理論上就能保證甘薯秧蔓被彈齒挑起輸送至螺旋輸送絞龍，因此確定彈齒間距為100 mm，工作幅寬為1 000 mm，所以設(shè)置11排彈齒10個(gè)輸送板。

2.2.2 撿拾器轉(zhuǎn)速確定

為了將切割后的秧蔓輔助撥送至螺旋輸送絞龍，避免秧蔓堆積過(guò)多造成阻塞以及增加不必要的動(dòng)力消耗和磨損，造成輸送效果差，需要確定撿拾彈齒的線(xiàn)速度。彈齒線(xiàn)速度取決于彈齒長(zhǎng)度和撿拾器轉(zhuǎn)速，在撥禾輪轉(zhuǎn)速和機(jī)具行進(jìn)速度確定的情況下，若撿拾器轉(zhuǎn)速過(guò)小，會(huì)造成秧蔓漏撥掉落至地面，且大量的秧蔓會(huì)堆積在輸送板上容易造成堵塞；撿拾器轉(zhuǎn)速過(guò)大，增加動(dòng)力消耗和加劇磨損，撿拾器穩(wěn)定性變差。因此，撿拾器轉(zhuǎn)速對(duì)切割后甘薯秧蔓的撥送傳輸效果至關(guān)重要。在撿拾器工作的回程點(diǎn)要有向后的力，才能實(shí)現(xiàn)有效地將秧蔓撥送，避免堵塞。需要滿(mǎn)足彈齒齒尖線(xiàn)速度Vc大于機(jī)具前進(jìn)速度Vm，彈齒齒尖線(xiàn)速度Vc大于撥禾輪的線(xiàn)速度Vb[13]。

(8)

(9)

又因Vb>Vm，則Vc>Vb>Vm，Vb=0.9 m/s，所以有

(10)

式中：n1——撿拾器轉(zhuǎn)速，r/min；

r——彈齒的回轉(zhuǎn)半徑，mm。

結(jié)合撥禾輪的直徑以及現(xiàn)有的花生撿拾聯(lián)合收獲機(jī)和稻草撿拾收獲機(jī)的彈齒回轉(zhuǎn)半徑，將該機(jī)的回轉(zhuǎn)半徑確定為200 mm，可得撿拾器的轉(zhuǎn)速大于42.99 r/min。避免增加不必要的動(dòng)力消耗和磨損，要求撿拾器轉(zhuǎn)速盡量小，將其確定為43 r/min。

2.2.3 彈齒排數(shù)確定

在撿拾器轉(zhuǎn)速確定的情況下彈齒排數(shù)越少，彈齒“空回”的時(shí)間越長(zhǎng)，越容易漏撥。彈齒排數(shù)過(guò)多，制造成本和難度增加且容易發(fā)生堵塞。避免秧蔓漏割和堵塞再結(jié)合花生撿拾聯(lián)合收獲機(jī)的撿拾彈齒排數(shù)，將撿拾器彈齒確定為6排。

2.3 輸送裝置

輸送裝置選用螺旋輸送器，主要作用是將切割撥送后的甘薯秧蔓歸集輸送至割臺(tái)一側(cè)。螺旋輸送器由罩殼、筒體、螺旋葉片、輸送撥板、撥板安裝底座、螺栓、軸頭、傳動(dòng)齒輪等組成，如圖6所示，其中：軸頭與筒體通過(guò)螺栓連接、螺旋葉片焊接在筒體上、撥板與撥板安裝底座螺栓連接、撥板安裝底座焊接在筒體一側(cè)。在傳動(dòng)齒輪的帶動(dòng)下，進(jìn)入螺旋輸送絞龍的秧蔓一邊在螺旋葉片上滑動(dòng)，一邊沿筒體軸向一側(cè)移動(dòng)，移動(dòng)至撥板處在撥板的撥送作用下經(jīng)排秧口離開(kāi)割臺(tái)。

圖6 螺旋輸送器結(jié)構(gòu)示意圖

2.3.1 螺旋輸送器結(jié)構(gòu)參數(shù)確定

螺旋輸送器的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括筒體直徑、外徑、螺距、螺旋升角、撥板數(shù)。為了防止甘薯秧蔓發(fā)生纏繞，筒體的周長(zhǎng)應(yīng)大于切割后秧蔓的平均長(zhǎng)度，由上文知甘薯秧蔓的平均長(zhǎng)度是148 mm，又考慮到甘薯秧蔓數(shù)量過(guò)多，本機(jī)將筒體直徑設(shè)計(jì)為200 mm，螺旋葉片的外徑D4為400 mm。

螺距的大小影響螺旋輸送器的工作效率和效果，螺距過(guò)大容易發(fā)生堵塞，螺距過(guò)小輸送效率太低。對(duì)于水平布置的輸送器，參照玉米秸稈螺旋輸送器的設(shè)計(jì)，取螺距與外徑之比為0.6，則螺距E為240 mm。螺旋葉片內(nèi)任意點(diǎn)的法線(xiàn)與軸線(xiàn)間的角為螺旋升角，螺旋葉片上螺旋升角的計(jì)算公式如式(11)所示[14-18]。

(11)

式中：Ci——螺旋葉片上任意一點(diǎn)到軸線(xiàn)的距離，mm。

由螺旋升角的計(jì)算公式可知螺旋升角在螺旋葉片上由內(nèi)向外逐漸減小，螺旋葉片內(nèi)側(cè)螺旋升角γ1=71.9°，外側(cè)螺旋升角γ2=36.1°。

2.3.2 螺旋輸送器運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定

甘薯秧蔓在輸送過(guò)程中是軸向運(yùn)動(dòng)和徑向運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。將秧蔓看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)Q把葉片沿螺旋線(xiàn)展開(kāi)在任意點(diǎn)O進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，設(shè)螺旋輸送器角速度為ω，質(zhì)點(diǎn)Q處半徑為R，螺旋升角為γ，秧蔓和螺旋葉片間的摩擦角為β，對(duì)質(zhì)點(diǎn)Q進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析如圖7所示。

圖7 Q點(diǎn)受力分析圖

秧蔓在螺旋輸送器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可以分解為軸向分速度V1和圓周方向分速度V2。

V1=Vdcos(γ+β)

(12)

V2=Vdsin(γ+β)

(13)

如圖7所示，利用速度三角形可知

(14)

(15)

(16)

式中：V1——O點(diǎn)軸向速度，m/s；

V2——O點(diǎn)圓周方向速度，m/s；

Vd——O點(diǎn)的絕對(duì)速度，m/s；

Vd′——O點(diǎn)的切向速度，m/s；

β——秧蔓與葉片間的摩擦角，(°)；

γ——螺旋升角，(°)；

n1——螺旋輸送器轉(zhuǎn)速，rad/min。

秧蔓輸送的效率與螺旋輸送器轉(zhuǎn)速、螺旋升角和摩擦角有關(guān)，在轉(zhuǎn)速和螺距一定的條件下，螺旋升角越大O點(diǎn)的軸向速度V1越小。

3 田間試驗(yàn)與分析

3.1 試驗(yàn)條件

2020年10月，在山東省威海市文登區(qū)甘薯試驗(yàn)田開(kāi)展樣機(jī)田間試驗(yàn)。機(jī)具主要技術(shù)參數(shù)及試驗(yàn)田條件及種植技術(shù)參數(shù)如表1、表2所示。

表1 機(jī)具主要技術(shù)參數(shù)Tab. 1 Main technical parameters of machines and tools

表2 試驗(yàn)田條件及種植技術(shù)參數(shù)Tab. 2 Experimental field conditions and planting technical parameters

3.2 試驗(yàn)方案與結(jié)果分析

依據(jù)GB/T 8097—2008《收獲機(jī)聯(lián)合收獲機(jī)試驗(yàn)方法》、GB/T 5262—2008《農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)條件測(cè)定方法的一般規(guī)定》對(duì)甘薯秧蔓收獲機(jī)專(zhuān)用割臺(tái)進(jìn)行田間作業(yè)性能試驗(yàn)。

每次田間試驗(yàn)時(shí)，整機(jī)穩(wěn)定作業(yè)20 m，在該區(qū)域內(nèi)隨機(jī)選取3壟600 mm×1 000 mm區(qū)域作為測(cè)試區(qū)域，測(cè)量區(qū)域內(nèi)甘薯秧蔓的留茬高度、遺留秧蔓數(shù)量及長(zhǎng)度，重復(fù)試驗(yàn)三次，并取秧蔓留茬高度以及遺留秧蔓數(shù)量的平均值。對(duì)歸集在割臺(tái)一側(cè)的甘薯秧蔓進(jìn)行稱(chēng)重并在試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行計(jì)時(shí)，通過(guò)式(17)～式(19)計(jì)算割臺(tái)的喂入量Fm，割臺(tái)漏割率Sw，傷薯率Hb。機(jī)器的行走速度為0.6 m/s，割臺(tái)工作效率為0.45 hm2/h。樣機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)與試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

(17)

式中：Wm——?dú)w集后秧蔓的重量，kg。

(18)

式中：Wp——漏割秧蔓的重量，kg；

W——秧蔓的重量，kg。

(19)

式中：Bn——破損甘薯的個(gè)數(shù)，個(gè)；

B——甘薯的總個(gè)數(shù)，個(gè)。

表3 樣機(jī)性能指標(biāo)與試驗(yàn)結(jié)果Tab. 3 Performance index and test results of the prototype

作業(yè)后的甘薯秧蔓留茬平均長(zhǎng)度為46.33 mm，符合甘薯收獲作業(yè)留茬要求，割臺(tái)喂入量達(dá)1.2 kg/s，秧蔓收凈率達(dá)90%以上，傷薯率僅為0.45%，各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)標(biāo)。作業(yè)過(guò)程中甘薯秧蔓喂入輸送順暢，撥禾切割裝置、撿拾裝置、螺旋輸送裝置均無(wú)秧蔓纏繞、堵塞，該甘薯秧蔓收獲機(jī)專(zhuān)用割臺(tái)有效解決了甘薯收獲前秧蔓處理的問(wèn)題，對(duì)提升我國(guó)甘薯全程機(jī)械化水平具有重要意義。

4 結(jié)論

1) 設(shè)計(jì)了一種撥禾切割式甘薯秧蔓收獲機(jī)專(zhuān)用割臺(tái)，包括撥禾輪、仿壟型割刀、撿拾器、螺旋輸送絞龍、圓盤(pán)割刀等部件，能夠?qū)崿F(xiàn)甘薯秧蔓順暢切—送—?dú)w集，解決了甘薯秧蔓收獲機(jī)切割裝置和喂入裝置纏繞、堵塞、堆積等問(wèn)題，提高了甘薯秧蔓割臺(tái)的輸送能力，有效解決了甘薯秧蔓難以切割歸集的問(wèn)題。

2) 設(shè)計(jì)了撥禾切割裝置，根據(jù)壟寬設(shè)計(jì)撥禾輪工作幅寬為1 000 mm，直徑為870 mm，為保證切割后的秧蔓符合留茬要求，中間的割刀安裝距離定為50 mm，其余割刀和彈齒交錯(cuò)均勻分布；設(shè)計(jì)撿拾器轉(zhuǎn)速為43 r/min，彈齒間距為100 mm；設(shè)計(jì)螺旋輸送器內(nèi)徑為200 mm，外徑為400 mm，螺距為240 mm。

3) 樣機(jī)以0.6 m/s的作業(yè)速度進(jìn)行田間試驗(yàn)時(shí)，整機(jī)工作性能穩(wěn)定，甘薯秧蔓喂入順暢，喂入量為1.2 kg/s，收凈率達(dá)90%以上，傷薯率僅為0.45%，整機(jī)作業(yè)效率為0.54 hm2/h，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)。