淺析一種圓捆機的工作原理

李雪山，姜小花

（264006 山東省 煙臺市 煙臺工程職業技術學院科研處）

0 引言

我國未來10 年打捆機市場需求旺盛，特別是近3 年內呈井噴式增長。據國外預測，我國打捆機近3 年需求量為25 萬臺，而我國現有的50家打捆機生產企業產量嚴重不足，年產量僅為9 000 臺。

1 打捆機的分類

打捆機根據其捆包形狀可以分為圓捆機和方捆機。方捆機根據捆包繩數量的不同又可以分為2 道繩、3 道繩和6 道繩等，目前，國產方捆機主要是2 道繩方捆機，捆包密度采用機械手動式控制，而3 道繩及其以上的方捆機主要靠進口[1]。圓捆機根據捆包直徑和質量可以分為中小型圓捆機和大型圓捆機。中小型圓捆機捆包質量小于200 kg，該機僅有后倉門開啟，用到2 條支撐油缸，其液壓控制原理較簡單，價值較低；大型圓捆機捆包質量在200 kg 以上。該機型主要靠進口，已知國內批量生產的是國內某企業，該型圓捆機以美國威猛機為樣機，液壓系統集成相對復雜，而且價值較高。

2 大型圓捆機機械動力源和液壓系統集成的動力源

大型圓捆機機械動力源來自73.5 kW 以上大型拖拉機，通過傳動軸將拖拉機動力輸出到圓捆機，再通過變速箱和鏈條傳動，實現整體圓捆機撿拾器和滾筒轉動[2]。液壓系統的動力源同樣來自73.5 kW 以上大型拖拉機，通過拖拉機后面的快插接頭連接管路，將拖拉機系統液壓油提供給圓捆機的整個液壓系統。

大型圓捆機的電氣控制系統主要分為按鈕式和觸摸屏式2 種。按鈕式操作簡單，價格便宜，但是無法實現自動化作業；觸摸屏式可以通過系統編程，實現自動化作業和手動作業兩種模式，實用性要更好。

3 圓捆機的主要工作原理

本文以國內某企業生產的9YA-1.5 卷捆圓打捆機為例。

3.1 圓捆機工作流程

（1）撿拾喂入。拖拉機的動力輸出到齒輪箱通過鏈條帶動撿拾器，撿拾器不斷轉動，將鋪在地上的物料送入喂入器。

（2）卷捆成型。強制喂入齒將物料不斷送入壓縮室，14 個輥筒不斷轉動將壓縮室里的物料旋轉成一個圓捆。壓縮室里的物料足夠時所形成的壓力會顯示在拖拉機上的壓力表。

（3）布繩捆網(捆網)。在草捆達到一定的密度后，拖拉機停止前進，中油門傳動(將撿拾器和喂入口的草全部喂入)，按下網繩按鈕(指示燈亮)，拖拉機中油門待指示燈（網繩按鈕）熄滅后即完成捆網。

（4）卸草捆。完成捆網后，刀片會將網繩割斷（網繩按鈕指示燈熄滅同時網繩被割斷），操縱拖拉機液壓同時按后艙升起按鈕（按上半部分），后艙升至最高時，輥筒的轉動將旋轉的草捆經過卸草板滾到地面，艙下降按鈕（按下半部分）直至閉合即完成[3]。

3.2 圓捆機的主要技術指標（見表1）

表1 主要技術指標Tab.1 Key technical indexes

3.3 主要工作原理

3.3.1 工作過程

圓打捆機由液壓系統、電器系統、物料喂入、機械傳動、撿拾系統、捆繩系統、捆網機械等七大系統組成，可依次完成物料喂入、卷捆、用繩或用網捆草捆、卸圓捆等作業，整個作業程序連續、準確可靠，卷成的圓捆外緊內松，有一定的透氣性，對作物稈有效利用及抗災保牲畜有極其重大的意義[4]。該機具自動化較高，方便操作，使用時可靠性好、生產效率高，作業成本低廉，是牧區和農作物秸稈打捆實現機械化不可缺少的機具。

該機具工作過程大致可分為4 個階段，如圖1 所示。

圖1 機具工作過程Fig.1 Machine working process

（1）撿拾喂入

圓捆機在拖拉機牽引下前進過程中，撿拾器連續不斷地撿拾已經割倒的牧草或農作物秸稈，撿拾器彈齒不斷地旋轉，把農作物秸稈或牧草送入壓縮室內，再通過壓桿均勻地送入喂入器。通過喂入器進入壓縮室，當物料堵塞達到一定程度時，撿拾器安全螺絲就會斷開，保護撿拾器和其它傳動部分的安全[5]。撿拾器增加了強制喂入裝置的安全，遇到阻塞情況時可通過電控液壓系統打開底倉排除堵塞物料。

（2）卷捆成型

隨著喂入齒將物料不斷地送入壓縮室，14個傳動輥筒將物料打成一個圓捆，新的物料被纏在已經形成旋轉的圓捆周圍。當壓縮室物料大量增加時，圓捆從外向里壓緊，此時，上升的壓力從駕駛室里的壓力表上可以看到。

（3）捆網成型

當圓捆達到所需要的密度，拖拉機停止前進，按下開關。這時捆繩擺桿將繩頭送入草捆中間，繩頭被旋轉的草抓住并且順利輸送。當捆繩擺桿將繩均勻地從中間往兩側捆完后，剪刀就會自動將繩剪斷。同理，草捆達到所需要的密度，拖拉機停止前進，按下開關。這時捆網通過電機帶動膠皮滾筒將網送入兩鐵輥中間。當達到預先調好的圈數時，剪刀就會自動將網繩剪斷。

（4）卸下草捆

剪刀將繩剪斷后，操縱拖拉機液壓分配器打開后壓縮室，圓捆被旋轉的輥筒擠出前壓縮室，經過卸草板滾到地面。

當圓捆離開卸草板，再關閉壓縮室，一個工作過程到此結束。拖拉機再繼續前進，下一個新的撿拾打捆作業又重復開始[6]。

3.3.2 主要結構

9YA-1.5 卷捆圓打捆機結構示意圖如圖2 所示，包括40 個部件：可調式牽引架、萬向節傳動軸、控制終端（安裝在拖拉機駕駛室里）、支撐架、變速箱、撿拾器裝配、主傳動鏈輪、主傳動鏈張緊裝置、主傳動鏈、左側油缸、喂入器傳動鏈、喂入器傳動鏈輪、前壓縮室、喂入器傳動鏈輪、卸草裝置、鏈條張緊裝置、后壓縮室傳動鏈（節距31.75）、后壓縮室、后壓縮室傳動鏈張緊裝置、行走輪總成、布繩機構裝置、右側油缸、布繩機構裝配的傳動皮帶、布繩機構張緊裝置（A1397 與A960）、底倉、放繩箱、捆網系統、撥草輪裝配、電路系統、箱體、強制喂入器、卸草器、轉向輪裝配、安全杠裝配、撿拾器升降裝置、電磁離合器皮帶輪、電磁離合器、撿拾器安全離合器、液壓油路系統、輥筒與鏈輪。

3.3.3 使用注意的事項

本機專用于對平鋪在地上的農作物材料壓捆，禁止在制造商提供的位置以外加裝附加設備，一般不允許使用拖掛式裹包機。

4 結語

圓捆打捆機是用來制備大型草捆的主要機械設備，在農業生產作業中應用非常普遍，市場前景廣闊。通過良好的設計生產制造出一種適合我國農業生產需要的圓捆打捆機是農機科研人員的當務之急。隨著科技的發展，新產品不斷開發，在圓捆打捆機設計制造中，始終把科技放在第一位，符合環保和低碳的國家產業政策。