現行主流秸稈打捆機的核心構件的結構設計分析

季立仁，李樂，李布青，喬亞

（1.安徽省合肥市廬江縣生態能源局；2.安徽迪萬科技有限公司；3.安徽省農業科學院農業工程研究所；4.科大智能，安徽 合肥 230000）

1 前言

黨的十九大提出“實施鄉村振興戰略，加快推進農業農村現代化，是對‘三農’工作的重大決策部署”。《第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》第七篇“堅持農業農村優先發展全面推進鄉村振興”提出：“加強大中型、智能化、復合型農業機械研發應用，農作物耕種收綜合機械化率提高到75%”“推進秸稈綜合利用和畜禽糞污資源化利用”。

隨著我國農業的發展和進步，農作物產量逐年增長，作物秸稈的產量也隨之提升，秸稈處理成為一大難題。我國農作物秸稈資源豐富，是最具潛力的生物質資源，但是，秸稈松散、密度小，收集、運輸困難，實現商品化轉化和工業化利用的原料收儲運較難。根據實際需要，把秸稈打成高密度的捆后再儲存或運輸，是降低秸稈原料收集儲運成本、促進秸稈綜合利用的關鍵。秸稈打捆機是將作物秸稈撿拾、打捆的機械。高效的秸稈打捆機能有效提高我國的農業生產效率。但是，由于秸稈本身的復雜性，對打捆機的要求各不相同。北方玉米、小麥秸稈回收時含水率低、易破碎，加之地塊大、無泥腳，回收轉運較為便利；南方水稻秸稈含水率高、韌性強，且作業地塊相對較小、泥腳深，回收、轉運都不方便且成本高。各式各種的打捆機，為農戶提供了很大便利。但是，針對于現行主流的秸稈打捆機的核心構件的結構設計分析，卻一片空白，從而造成了農戶在選擇和使用秸稈打捆機的困難。筆者從事農業農村可再生能源建設和秸稈綜合利用工作多年，親身接觸和使用秸稈打捆機，結合自身多年的工作經驗以及結構設計經驗，為讀者分析幾款現行主流的秸稈打捆機的核心構件的結構設計。

2 收割構件的結構設計分析

現行的秸稈打捆機的收割構件，主要分為兩種結構，一種是多槽口鏈式收割構件，另一種是滾輪式收割構件。這兩款收割構件在結構設計以及適用場景方面均有差異。

多槽口鏈式收割構件，其主要結構是由分割架、槽口、鏈式傳動機構、切割刀以及卡勾組成。其結構設計為：每相鄰的兩個分割架之間為一個槽口，分割架的下方安裝有鏈式傳動機構；鏈式傳動機構的傳動鏈上安裝有卡勾，便于抓取與固定秸稈；鏈式傳動機構的下方安裝有切割刀，在秸稈送至槽口的尾部時，將其切斷。在實際應用中，在操作人員的操作下，秸稈打捆機開始向前運動，由于分割架的作用，使秸稈打捆機前方的秸稈分為若干個區域。另外，由于相鄰的分割架之間的槽口為倒三角形，從而使秸稈在其特殊的形狀下，逐漸收縮，并逐步向切割刀靠近。此時，分割架底部的鏈式傳動機構開始運轉，鏈式傳動機構通過其傳動鏈上安裝的卡勾，抓取并固定秸稈，使秸稈有序進入切割刀的工作范圍。在秸稈進入切割刀的工作范圍后，切割刀將秸稈切斷，然后，秸稈被傳送至打包構件中。

多槽口鏈式收割構件，主要適用于高大的農作物以及莖部較硬的農作物的收割工作，其主要工作地貌為較為平坦的平原地貌。但是，針對較為低矮的農作物以及莖部較弱的農作物，難以使用。針對這些缺陷，另外一款收割構件，展現了其獨特的魅力，解決了這些問題。它便是滾輪式收割構件。

滾輪式收割構件，其主要結構是由一號滾輪、二號滾輪、螺旋刀片和傳送機構組成。其結構設計為：一號滾輪的外表面上焊接有多個細長圓柱體，且細長圓柱體均勻的布局在一號滾輪的外表面上，便于抓取地面上的秸稈；一號滾輪的后方位置安裝有二號滾輪，二號滾輪的外表面焊接有螺旋刀片，便于收納及傳送秸稈；二號滾輪的下方安裝有傳送機構，便于傳送秸稈。在實際應用中，操作人員啟動秸稈打捆機，秸稈打捆機開始向前運動，隨后一號滾輪開始啟動，隨著一號滾輪的快速旋轉，帶動一號滾輪外表面焊接的細長圓柱體快速旋轉，細長圓柱體將地面上的秸稈以及前方的秸稈快速打斷，并傳送至秸稈打捆機內部的后上方。緊接著，二號滾輪開始運轉，二號滾輪帶動螺旋刀片進行旋轉，對飛濺的秸稈進行收納并傳送至下方的傳送機構中，也可將秸稈直接傳送至后方的打包構件。在傳送機構啟動后，傳送機構使用自身的傳送帶將秸稈傳送至打包構件中，從而完成秸稈打捆機的整套收割動作。

滾輪式收割構件，主要適用于較為低矮的農作物、莖部較弱的農作物以及切斷后的農作物秸稈。其主要工作地貌為較為平坦的平原地貌。

對比多槽口鏈式收割構件和滾輪式收割構件，由于這兩種構件的結構設計的不同，其針對的農作物對象也不同。多槽口鏈式收割構件，主要適用于高大的農作物以及莖部較硬的農作物的收割工作，其主要工作地貌為較為平坦的平原地貌。滾輪式收割構件，主要適用于較為低矮的農作物，莖部較弱的農作物以及切斷后的農作物秸稈。農戶在挑選秸稈收割機時，需要根據秸稈的具體種類，對秸稈打捆機進行合理選擇。

3 打包構件

在秸稈打捆機收割結束后，需要對秸稈進行收納。現行的主流打包構件為箱式打包構件與圓筒式打包構件。

箱式打包構件，主要根據其內部的擠壓機構，將秸稈在方形箱體內，進行擠壓成型，從而大大減少秸稈體積，另外，擠壓結束后的秸稈，通常為矩形塊，極大地方便了運輸需求。其主要缺點是箱式打包構件的體力太大，機械機構較為復雜，維修成本高，保養成本高，售價高。

相對箱式打包構件，圓筒式打包構件的結構設計簡單，維修成本較低，保養成本較低，售價較低。圓筒式打包構件，通過傳送帶以及內部的帆布擠壓機構，可以輕松地將秸稈打包成型。但是，圓筒式打包構件的秸稈塊，相比同體積的箱式打包構件的秸稈塊，其重量輕于同體積的箱式打包構件的秸稈塊。另外，在后期的秸稈塊的運輸過程中，圓形秸稈塊，不方便運輸，其運輸成本較高。

4 結語

綜上所述，秸稈打捆機的結構設計依然存在很大的提升空間，結構設計的改進任重而道遠。我國現階段打捆機的發展與國外發達國家的水平還有一定的差距，核心技術上還缺乏競爭力。因此，要加強我國的自主創新能力，研制適合我國國情的打捆機，以滿足我國地域多樣性、作物多元化、農藝復雜性對秸稈打捆機裝備的需求。

（1）吸取國外先進的設計經驗與技術手段。根據我國具體的國情和生產作業的具體情況，設計出適合的打捆機。

（2）我國的科研人員要提高自主創新能力，在保證打捆機的可靠性和安全性的同時，還要降低生產成本。