張德盛，孫約瑟，吉 超，魏溪益，朱正波

（揚州大學，江蘇 揚州 225009）

0 引 言

大蒜是著名的食藥兼用型百合科蔥屬植物，F(xiàn)AO 統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示[1]，大蒜在100 多個國家種植，總面積超過153.33 萬hm2，年產量超過2 800 萬t。中國大蒜種植面積超過80 萬hm2，年產量超過2 200 萬t，年出口超過200 萬t，種植面積、產量和年出口量均居世界首位。收獲是大蒜生產的主要環(huán)節(jié)之一，一般包括挖掘、清土、鋪放、修剪根須、切秧等工序。夾拔式大蒜收獲機能夠一次性完成挖掘、夾拔、清土等作業(yè)工序，作業(yè)效率高，且工作部件與蒜頭不接觸，避免了機械損傷，是主要的大蒜收獲機型[2-3]。

修剪根須是大蒜收獲的關鍵步驟之一[4-6]，人工修根作業(yè)用工量巨大、工時非常集中、勞動強度極高、費用昂貴，反復作業(yè)也會對蒜頭造成損傷。機械化修根具有以下優(yōu)勢：第一，有利于蒜土分離，尤其適用地濕、土黏等清土裝置無法作業(yè)的情況，實現(xiàn)了清潔收獲；第二，杜絕了土傳病害通過根須侵染蒜頭，保障了蒜頭儲存和長途運輸；第三，迎合了消費者的消費習慣，有利于蒜頭銷售；第四，便于清潔包裝，達到出口標準，保障了出口創(chuàng)匯。但是，現(xiàn)有修根理論研究極少，導致修根技術不成熟，存在含雜率高、作業(yè)效率低和傷蒜率高等缺陷，難以推廣應用。

本文設計了一種配套夾拔式大蒜收獲機的修剪根須裝置，以提高夾拔式大蒜收獲機機械化程度。

1 修根裝置總體設計

1.1 總體設計要求

（1）喂入方便、快捷。

（2）適應性強，能適應不同品種、尺寸、狀態(tài)的整株大蒜喂入。

（3）作業(yè)連貫。

（4）作業(yè)過程傷蒜率低于3%。

（5）作業(yè)后含雜率低于5%。

1.2 基于“導- 抽- 切”作業(yè)模式的大蒜夾拔收獲機修根裝置

該裝置結構示意圖見圖1，主要包括夾持輸送機構、抽輥機構、修根刀機構、升降桿、傳動箱、電機、機架等。

圖1 基于“導- 抽- 切”作業(yè)模式的大蒜夾拔收獲機修根裝置結構示意圖

工作時，夾持輸送機構夾住大蒜植株并向后輸送，修根過程分為3 個階段，見圖2。在第一階段，夾持輸送機構夾持大蒜植株，鱗莖和根土復合體進入抽輥機構上方，隨著抽輥向內旋轉運動（圖3），根土復合體被擠壓并向下輸送，部分根土復合體被修根刀切除；在第二階段，大部分根土復合體被擠壓向下輸送，直至鱗莖接觸抽輥，大部分根土復合體被修根刀切除；在第三階段，鱗莖在抽輥上滑移，修根刀繼續(xù)切割殘留的根土復合體，直至鱗莖離開抽輥機構，至此完成大蒜修根作業(yè)。整個裝置技術參數(shù)見表1。

圖3 修根第二階段位置關系示意圖

表1 修根裝置技術參數(shù)

2 主要零部件設計

2.1 夾持輸送機構

夾持輸送機構主要采用皮帶式夾持部件，這種機構工作可靠、耐磨損、耐腐蝕、不容易損壞，適應蒜秧的夾持和輸送。整個機構主要由電機、減速器、鏈傳動機構、皮帶輪、皮帶、張緊機構等組成，結構示意圖見圖4。

圖4 夾持輸送機構結構示意圖

2.2 抽輥機構

抽輥機構主要采用一對向內旋轉的圓輥將蒜頭下方的根土復合體匯集到抽輥的間隙中，這種機構結構簡單、不容易損壞，也不容易對蒜頭造成碰撞損失。整個機構主要由電機、減速器、聯(lián)軸器、齒輪傳動、雙節(jié)可伸縮萬向聯(lián)軸器、間隙調節(jié)螺母、圓輥等組成，結構示意圖見圖5。

圖5 抽輥機構結構示意圖

2.3 修根刀機構

修根刀機構主要采用厚圓盤齒刀回轉切割根土復合體，在抽輥機構的限位作用下進行修根作業(yè)，這種機構作業(yè)效率高、不容易對蒜頭造成切割損失。整個機構主要由電機、聯(lián)軸器、同步帶機構、張緊機構、軸、修根刀等部件組成，結構示意圖見圖6。

圖6 修根刀機構結構示意圖

3 結 語

對夾拔式大蒜收獲機作業(yè)后的整株大蒜進行修根處理，通過試驗測試，當作業(yè)速度為1.02 km/h 時，含雜率為4.51%，傷蒜率為1.13%，整個過程喂入方便、作業(yè)連貫、適應性強，滿足設計要求。大蒜生產全程全面機械化是大蒜產業(yè)的發(fā)展方向，后期將開展修根裝置與收獲機的融合研究。