4YCS-150型洋蔥殺秧機設計與試驗

曹合榮 劉征明 文亦驍 陳銳

四川省農業機械研究設計院，四川成都

0 引言

西昌市得天獨厚的地理環境和氣候條件優勢造就了個大飽滿、顏色紅潤、氣味辛辣、果型規整的高品質洋蔥，深受省內外食客青睞。2019 年，西昌洋蔥種植面積近0.47 萬hm2，總產量約30 萬t。但是，受洋蔥種植模式限制，缺乏適用機具，西昌洋蔥仍采取人工方式進行收獲。隨著人口老齡化和農村勞動力的減少，利用人工收獲洋蔥不僅成本高而且工作效率低。研發經濟適用的洋蔥收獲機械已勢在必行。

1 國內外研究現狀

針對大蒜、洋蔥等淺根類蔬菜，普遍采用分段式收獲。收獲機將洋蔥等從土里挖出后成條鋪在地上，然后由人工撿拾。我國對洋蔥收獲機械的研究還不多，且多屬于挖掘分離型收獲機械。例如，黑龍江畜牧機械研究所研制的4CS1 型洋蔥收獲機，利用平鏟將洋蔥從土壤中掘起后，傳遞到分離部件上分離土塊和雜物；甘肅酒泉市農業機械推廣站聯合酒泉市鑄隴機械制造有限責任公司聯合研制的4U-125 型洋蔥挖掘機類同于馬鈴薯挖掘機結構，增加了挖掘深度；黑龍江德沃科技開發有限公司的洋蔥收獲機為獨立小鏟挖掘、升運鏈抖動分離。國外的大型洋蔥收獲機多采用懸掛式，作業幅寬2 m 以上，前置殺秧、收攏裝置，后掛挖掘、篩分、輸送機，能夠一次完成洋蔥殺秧、挖掘、篩選、輸運工作，整機結構較長，也無殘膜收集、回收分離功能，且機具設備較貴、管護維修不易，不適合國內情況。

2 西昌洋蔥種植模式及收獲要求

西昌洋蔥種植特性主要體現在寬畦（200 cm）、密植（窩行距均約16 cm）、膜上移栽。膜上移栽是保證春洋蔥冬季良好生長的有效措施，但給洋蔥莖塊的機械化收獲帶來很大的難題。春洋蔥成熟時，其秧苗倒伏在膜上未凋萎，必須將秧苗殺掉、揭去膜后，才能順利挖出洋蔥莖塊。目前，因殺秧、揭膜環節還沒有適用的機械，基本依靠人工完成洋蔥挖掘、殺秧、除須等，所需勞動力多、勞動強度大、作業效率低。

經過深入調研與試驗，西昌洋蔥采用先殺秧后挖掘的兩段收獲方式為宜。四川省農業機械研究設計院嘗試用機械進行對行揭膜殺秧，但未能成功，其原因是行間距?。▋H16 cm 左右），洋蔥塊間隙?。ㄑ笫[塊直徑8～14 cm），再加上人工栽植，行不直，操作中無法對行，揭膜指桿損傷洋蔥嚴重，挑起洋蔥塊很普遍。后又嘗試扶禾殺秧，因秧苗倒塌雜亂無章，再加上大部分洋蔥塊有1/3～1/2在膜上，不能實現只扶秧苗不傷洋蔥塊。

經前期試驗分析，現已有可用的洋蔥挖掘機，挖掘效果較好，洋蔥成熟時，覆膜未完全破碎，可待洋蔥收獲后機械撿拾。由于洋蔥成熟度不一致、個頭大小差異大、露出地表高矮不一、洋蔥苗倒伏等原因，洋蔥殺秧是整個收獲過程的重點和難點。若洋蔥苗殺秧效果好，將顯著提高收獲效率、降低損傷率，提升收獲質量。在此背景下，本文針對洋蔥殺秧這一收獲重點環節研制適用于西昌地區的洋蔥殺秧機。

3 洋蔥殺秧機結構設計

4YCS-150 型洋蔥殺秧機主要由機架、動力馬達、動力傳遞系統、割刀組件、地輪和調試支腿組成，如圖1所示。收獲過程中，動力馬達的動力輸出通過動力傳遞系統傳遞到傾斜設置在機架下端的割刀組件，多組割刀高速旋轉形成負壓聚攏割斷洋蔥秧苗。通過地輪組件和調試支腿組件對殺秧機快速進行懸掛和調位。

洋蔥殺秧機前置在輪式拖拉機上作業，再配上后置的挖掘、篩理、輸送裝置，實現洋蔥的一次性機械化收便于控制殺秧機的殺秧高度，避免了露于地表的洋蔥塊被割傷。

4 田間試驗與分析

為便于機械作業，試驗田采用廂寬1.3 m，栽植7 行的種植模式，并留兩廂未覆膜作對照組。由于環境條件等因素，未覆膜組洋蔥個頭較小，洋蔥秧直立未倒伏。傳統覆膜組，洋蔥生長正常，洋蔥秧幾乎完全倒伏。4YCS-150 型洋蔥殺秧機在西昌市佳禾蔬菜種植專業合作社進行了田間試驗。經過試驗，樣機在未覆膜組上達到獲。為方便田間作業，洋蔥殺秧機采用液壓驅動，動力馬達由螺栓緊固在焊合機架上，安裝在動力馬達輸出軸上的馬達皮帶輪通過皮帶連接安裝在割刀組件輸入軸上的割刀皮帶輪，皮帶張緊總成調節皮帶傳動組合的張緊程度。

成熟洋蔥秧苗雜亂倒伏，不利于殺秧作業，為此提出立刀盤式殺秧結構，用于切割洋蔥秧苗。割刀驅動軸的頂端安裝割刀皮帶輪，底端傾斜安裝割刀。割刀驅動軸與地面垂直，動力從上端的割刀皮帶輪接入，帶動割刀驅動軸底端的割刀快速旋轉殺秧。割刀組件有3組，提高殺秧機的工作效率；割刀傾斜，配合左側封板、左側蓋板、后封板、右側封板、右側蓋板形成相對封閉空間，便于割刀高速旋轉形成負壓，對倒伏秧莖產生聚攏作用，完成倒伏的洋蔥秧苗快速切割。

針對洋蔥露出地表部分高矮不一，設計由地輪總成、導筒和調節桿構成的地輪組件，用于殺秧機行走，同時使地輪總成與殺秧機機架在豎直方向的相對位置可調，了預期效果，殺秧過程中未出現傷蔥、漏殺等現象。覆膜組即使蔥秧完全倒伏，前置殺秧機也能夠完成殺秧工作，效果明顯。4YCS-150 型洋蔥殺秧機田間試驗統計如表1所示。

表1 4YCS-150型洋蔥殺秧機測試統計

5 結論

洋蔥殺秧是西昌地區洋蔥種植收獲的重點環節。本設計從洋蔥收獲機具配套作業考慮提出立刀盤式殺秧結構技術方案，并研制了一種洋蔥殺秧機，且洋蔥殺秧速度快、效果較好。本成果的應用將顯著降低洋蔥的生產成本，提高種植效益。