背負式苜蓿再收集裝置設計

河南農業大學機電工程學院 李慧琴

河南省煙草公司鄭州市公司 劉文

河南農業大學機電工程學院 丁麗 吳亞文 張昱翀 江桂升 馬政 賈東亮 丁攀

我國苜蓿產業作為朝陽產業發展迅猛，市場需求旺盛。近年來，國內苜蓿收獲方式逐步轉向機械化、自動化，普遍采用苜蓿收割機代替人力收割，提高了生產效率。然而現有的苜蓿收割機在收割過程中，較易造成大量苜蓿葉片散落在田間，這種情況如采用人工撿拾則大大影響收割效率，棄之不顧則影響苜蓿的實際收集量，造成浪費，間接影響到種植農戶的經濟效益。

結合國內外苜蓿再收集的發展現狀，可見苜蓿再收集工作亟待提出針對性的機械化解決方案。本文將設計一種新型苜蓿再收集裝置，盡可能地吸收國內外類似收集機械的優點，滿足苜蓿再收集工作的迫切需求。

一、背負式苜蓿再收集裝置的整體結構設計

背負式苜蓿再收集裝置主要由收集系統、輸送系統、卸料系統三部分組成。收集系統由針輥（內輥、針輥單體）、針輥護罩、梳齒和鏈傳動組成，由拖拉機后動力輸出軸作為動力源，通過鏈傳動帶動針輥旋轉，利用針輥上密布的滾針扎取苜蓿葉片，在針輥通過梳齒時，扎取的葉片將被梳齒梳落而進入輸送系統。輸送系統主要由輸送帶、帶傳動、擋葉板組成，由拖拉機后動力輸出軸作為動力源，通過帶傳動使輸送帶將梳落的苜蓿葉片運送至卸料系統，在輸送帶的最高點前設置擋葉板，防止葉片落出。卸料系統主要由集葉箱、卸料電動機組成，其具體結構如圖1所示。

圖1 背負式苜蓿再收集裝置結構

二、背負式苜蓿再收集裝置的工作原理

本設計主要采用扎取的方式收集苜蓿葉片，原理是利用滾筒式針輥控制滾針與地面接觸，由滾針接觸地面并扎取葉片，不受不同土質的影響，不易帶入雜物。被滾針扎取的苜蓿葉片在通過梳齒時被梳落并通過針輥的撥動和輸送帶的作用進入集葉箱，集葉箱采用自動卸料式卸料箱，當集葉箱儲存滿時卸料電動機發出警報，并自動打開卸料翻板，提醒操作人員停車卸料。為了保證裝置的易操作性、易推廣性，采用拖拉機懸掛本裝置。

三、傳動方式的設計

由于本背負式苜蓿再收集裝置屬于輕型收獲機，本著低成本、易推廣、高工作效率的原則，可選擇30 hP拖拉機，后動力輸出軸轉速為540 r/min，選擇任丘市金威機械配件有限公司JW-18型減速器，該減速器性能及尺寸符合本設計要求且價格低廉。

本背負式苜蓿再收集裝置的主要有兩路傳動。一路是從拖拉機后動力輸出軸經齒輪變速箱到輸送帶；另一路是從拖拉機后動力輸出軸經齒輪變速箱到針輥。傳動流程如圖2所示 。

四、結論

本文主要研究內容為設計苜蓿再收集的機械化解決方案。其中，本設計的關鍵在于甄選并確定合理高效的苜蓿再收集方式，新的設計應盡可能地吸收國內外類似收集裝置的優點。在此基礎上，不僅需要認真思考本裝置應該采取何種動力源才能達到低成本、易推廣的優點，還要選擇動力源跟隨收集系統、運輸系統的傳動方式。此外，運輸系統和卸料系統的設計也應仔細斟酌，如不合理的運輸系統設計就會增加苜蓿收集過程中的損失率，而卸料系統的設計不但要考慮到儲存量，還應考慮到在集葉箱貯存滿后需及時提醒作業人員及時下車卸料，防止苜蓿滯留，影響收集效率。最后，設計苜蓿收集裝置的外觀尺寸、并對其總體結構進行合理分布。

圖2 傳動流程