4HS-2B型花生挖掘機的研制

李修春 任建華

4HS-2B型花生挖掘機的研制

李修春 任建華

目前，國內花生收獲機雖然機型較多，但從功能劃分主要有兩種，一種是只把花生從土里挖掘出來，對花生不進行去土處理的挖掘機，另一種則是集挖掘、提升、清選、摘果和集果為一體的聯合作業機型。由于我國農村花生多以小地塊種植為主，農民迫切需要一種以手扶拖拉機為動力，集挖掘、去土、鋪放功能于一體的花生挖掘機械。為滿足這一需求，我們在廣泛調查的基礎上，針對當地種植特點、種植農藝及收獲技術要求，研制了以手扶拖拉機為動力的4HS-2B型花生挖掘機。

一、4HS-2B型花生挖掘機結構及工作原理

4HS-2B型花生挖掘機主要由機架、挖掘鏟、傳動機構、輸送分離裝置、集鋪裝置等5部分組成。作業時，手扶拖拉機牽引收獲機前進，帶動挖掘鏟進入地下將花生和土層一起鏟起，在慣性力的作用下，土壤與花生蔓一起向后移動，進入輸送分離裝置，在輸送帶的提升抖動下，絕大部分的泥土被抖掉，花生蔓繼續向后輸送，落入尾部集鋪裝置，經鋪放滑條導向，被成條鋪放在地上，經人工撿拾即可完成收獲。

二、主要部件設計

1.機架設計。機架采用板式結構，整體強度高，外形尺寸小，重量輕，便于與手扶拖拉機配合使用；機具結構緊湊，機動性好，適應性強，既能滿足山地和丘陵地的花生收獲，又可解決田間地頭拐彎處機收死角問題。

2.挖掘鏟設計。為減少挖掘阻力，提高碎土性能，我們重點對挖掘鏟入土角確定和挖掘鏟過渡部分進行了設計。

（1）挖掘鏟入土角確定。花生通常在沙土地100mm深處結果，挖掘深度為130mm，挖掘深度、挖掘鏟的入土長度主要與作用于鏟面上的力有關。作用于鏟面上的力隨入土角α的變化而變化，當入土角α較小時，作用于鏟面上的力變化不明顯；當入土角α超過25°時，作用于鏟面上的力會急劇上升，挖掘鏟的入土性能隨入土角的增大而減小，當α較小時，入土性能過差，且結構不緊湊。經反復試驗，入土角α取21°比較合適。

（2）挖掘鏟過渡長度確定。土壤在挖掘鏟過渡部分發生膨松、變形，并消耗能量。為確保土壤和花生在鏟面上的后移速度接近零前被送至分離裝置，過渡部分不能超過150mm。同時為減少摩擦力，避免壅土，將挖掘鏟過渡部分設計成柵條式。

（3）傳動機構設計。傳動機構主要由齒輪箱、鏈輪、鏈條組成，經齒輪變向，實現手扶拖拉機側面動力輸出，通過鏈條傳動直接帶動輸送帶運行，在輸送帶的提升抖動下，花生棵與泥土基本分離。

（4）輸送分離裝置的設計。該裝置主要由前鏈輪、后鏈輪、鏈條和輸送帶組成。輸送帶柵條縱向分布，用Φ10圓鋼鉚合于輸送帶上。

三、4HS-2B型花生挖掘機的功率計算

花生收獲機所需要的功率分為3部分，即挖掘裝置及地輪行走所需功率Νd、分離裝置所需功率Νs、機械傳動所需功率Νn。則花生收獲所需要的總功率Ν＝Νd＋Νs＋Νn＝PVm/102＋(2－η)λVfαBγ(sinβ/102)=6.7kW

根據計算，選取7.35kW（10馬力）手扶拖拉機作為配套動力。

四、主要技術參數

外形尺寸：1500×800×580mm；整機凈重：185kg；挖掘鏟入土角：23°挖掘深度：120～140mm；挖掘寬度：420mm；鏈條最終輸出轉速：420～450r/min；作業效率：0.1hm2/h；損失率：≤2.5%；破碎率：≤1%；配套動力：7.35kW。

五、結論

經過一年的生產試驗，4HS-2B型花生挖掘機各項性能指標達到了設計要求。該機由7.35kW手扶拖拉機牽引，一次完成花生挖掘、抖土、鋪放工序,且結構緊湊、操作簡單、性能穩定，是比較理想的花生挖掘機械。