牧草撿拾壓捆作業的研究

吳佳鈺，黃丙申，初旭宏，張闖闖，汪益林

(佳木斯大學 機械工程學院，黑龍江 佳木斯 154007)

1 壓捆作業目的

為了向草場運送和進一步計量效率，采用壓捆機將散狀牧草壓成草捆。

草場上，多數情況下當牧草濕度為15%時進行摟草和撿拾壓捆。目前在市場上出售的壓捆機，主要是為此目的而制作。但為優化機具應用效率和牧草的調制方法，也可用熱風式烘干機等人工干燥方法。這樣，在草場上牧草濕度為40%～50%時就進行壓捆作業，或者把濕度更高的牧草壓捆后去作青貯。此外，為適應粗飼料流行的現狀，可以使用比普通壓捆機具有更高草捆密度的干草壓捆機進行制捆。

根據壓捆作業后的作業方法、貯藏方法、使用方法以及牧草特性等，來選擇和組合機型就能適應不同的作業條件，并且也是選定作業計劃的重要條件。

2 壓捆機的種類和構造

壓捆機種類按行走方式分有自走式、牽引式和固定式；按驅動方式分有拖拉機動力輸出軸驅動和輔助發動機驅動。此外，也可按壓捆緊密度區分有緊密型和疏松型以及緊密度特別大的干草壓捆型。

2.1 緊密型壓捆機

緊密型壓捆機工作時，撿拾器沿草條將牧草拾起后，牧草被橫向螺旋輸送器或被作往復運動的喂入爪從側面喂入壓縮室。在壓縮室，與喂入作同步往復運動的活塞對喂入的牧草進行壓縮，并逐漸從壓縮室后面擠出。在活塞側面裝有切刀，它用來在壓縮過程中把牧草切斷于喂入口，以防喂入口堵塞。在壓縮室上部的計量輪隨壓縮室內被壓縮牧草的移動而回轉，轉到一定程度，捆綁機構動作，把被壓縮的牧草按大致相等的長度用兩道捆繩捆成草捆后，從壓縮室后部排出[1]。這種工作方式，壓捆機僅將草捆排落在地上。對于裝有草捆滑槽和拋捆器等輔助裝置的壓捆機則伴有拖車同行，使草捆能裝載在拖車上。緊密型壓捆機的動力傳動大多為動力輸出軸驅動，但也有用輔助發動機驅動的。緊密型壓捆機具有較高的壓縮緊密度、草捆結實、草捆間的分隔層分離明確、捆綁繩與長方形草捆的長邊平行等特點。

2.2 疏松型壓捆機

疏松型壓捆機工作時，由撿拾器拾起的牧草被喂入壓縮室，用填充塞壓縮后，被捆綁機構用兩道捆綁繩捆成草捆排出機外。緊密型壓捆機和疏松型壓捆機結構上的差別是緊密型壓捆機用活塞在每一行程中斷續地壓縮牧草，而疏松型壓捆機則用瓜狀的填充塞連續地壓縮牧草。

2.3 干草壓捆型壓捆機

干草壓捆型壓捆機多為固定式，采用輔助發動機作動力驅動，但最新型干草壓捆機是用油壓來壓捆牧草。前一種壓捆機工作過程是通過活塞把自喂料斗喂入的牧草壓縮，為保持一定重量的草捆，在壓縮過程中以一定時間放入一塊分隔板，分隔板上有兩道溝槽，用來穿過捆綁草捆的鐵絲，工作中輔助人員從壓縮室側面穿過捆綁鐵絲，將草捆捆綁后排出機外。

2.4 輔助機械

具有捆綁機構的壓捆機如上所述，而采用輔助機械進行組合使用則能夠提高草捆的裝載和搬運效率。輔助機械有草捆滑槽、草捆拋擲器、草捆托運器以及草捆收集機等[2]。此外，根據作業方式也有必要考慮使用拖車和貨車型式的輔助機械。

(1)草捆滑槽。草捆滑槽裝在壓捆機后面，它是把從壓縮室排出的草捆導向拖車。草捆滑槽用鋼板或鐵管制成。草捆滑槽的傾斜度靠改變鏈條長度進行調節，這使得拖車上工作的輔助人員能夠容易地調節從滑槽送來的草捆高度。用這種方法時，為了由壓捆機牽引桿牽引拖車，最好使用四輪拖車。

(2)草捆拋擲器。草捆拋擲器由兩組沿拋送方向轉動的平皮帶或滾筒構成，用拖拉機動力輸入軸或輔助發動機驅動。當草捆從平皮帶或滾筒間通過時，由于平皮帶或滾筒的圓周速度所起的加速作用，草捆被拋擲到牽引或隨同工作的拖車上。拋擲角度可以固定，但也能對拋捆方向和拋捆距離作相應調節。

(3)草捆收集機。草捆收集機是一種把放在草場上的草捆拾起并裝載到拖車上的作業機械。在拖車上有輔助人員接收從收集機送來的草捆，并把它堆放在拖車上。草捆收集機有多種型式，常用的有提升機型和拖拉機油壓升降型。

(4)草捆裝卸車。草捆裝卸車是一種自動撿拾草捆、自動裝入車廂和自動卸載的作業機械。工作時，草捆從裝卸車的后方依次提升到車臺，裝滿后進行運輸。卸載時車臺自動翻轉，把草捆原封不動地堆積在一起。

此外，拖車對于壓捆、裝載、運輸的一系列作業來說是不可缺少的機具。從作業方式看，隨同壓捆機工作的拖車裝載草捆時，使用兩輪型拖車即可。

3 性能

3.1 特點

(1)緊密型。緊密型壓捆機生產的矩形草捆密度比較大。當牧草濕度為14%～15%時，草捆緊密度達80～200 kg·m-3。這種草捆使用方便、適于流通，并且即使在狹小的地方也能很好地原封不動地貯藏。另外，近年來出現把濕度達40%～50%的牧草壓成草捆的青貯技術。由于草捆緊實，故這種型式的青貯容易搬動，也適合于青貯的流通。

(2)疏松型。疏松型壓捆機一方面可用來壓縮濕度小于20%的干草(當牧草濕度為14%～15%時，草捆緊密度達30～100 kg·m-3)，并能使它原封不動地貯藏；另一方面，因草捆密度小，也適合于把濕度為40%～50%的牧草壓成草捆后再用熱風干燥進行處理。但疏松型壓捆機生產的草捆形狀不整齊、大小不一致(主要是長度)，而且使用中捆繩容易脫落，不適合長距離運輸。因此相比來說緊密型壓捆機適宜生產干燥牧草的草捆，疏松型壓捆機適宜生產半干燥牧草的草捆。

(3)干草壓捆型。目前市場上的干草壓捆機壓制的草捆當牧草濕度為14%～15%時，草捆緊密度達300～400 kg·m-3，重量為30～40 kg，草捆緊密度比緊密型和疏松型都高。因其草捆外形最整齊，故這種草捆不是為自用而是為向外地運輸用制作的。

近年來，有些產品把油壓式壓力機和自動包裝機用作壓捆機來壓縮牧草，草捆緊密度達300～450 kg·m-3，其工作效率比干草壓捆機略高。

3.2 作業性能

對于作業性能，主要包括草捆長度和草捆重量兩方面。從草捆外形來看，長度以50～60 cm和重量以10～20 kg為宜，太長和太重的草捆不僅使用不便，且搬運中捆繩容易脫落[3]。草捆緊密度隨牧草濕度和壓捆機的調節而變化。通常，緊密型為100～120 kg·m-3；疏松型為50～70 kg·m-3；干草壓捆型為350 kg·m-3。當提高作業速度或增大草條尺寸和密度時，草捆緊密度由于活塞每一行程中牧草喂入量的增加而提高。撿拾壓捆機撿拾牧草的損失率應低于2%～5%，提高作業速度，牧草的撿拾損失就會增加。目前來看，壓捆機的使用以疏松型壓捆機居多。

4 使用

4.1 草捆長度的調節

在壓縮室側面裝有調節桿，改變調節桿上固定螺桿的位置就使捆綁機構的工作間隔發生變化，從而也就調節了草捆長度。通常是在制出第一個草捆的重量和工作完成的狀態之后，才能確定要調節的長度。

4.2 草捆緊密度的調節

壓縮室上部的兩側裝有帶緩沖彈簧的壓力曲柄。通過調節壓力曲柄，改變上下夾緊板的間隔就能調節草捆緊密度。為提高運輸和貯藏效率，希望草捆緊密度越大越好。但實際作業中，效率和使用目的以及貯藏性能需要共同考慮。尤其是壓捆半干燥牧草以后再用熱風吹干的工作方式，要注意過高的草捆緊密度會降低干燥效率。

4.3 撿拾器的工作高度

改變安裝在機體側面的限位輪的位置，可以調節撿拾器的工作高度，但有許多壓捆機不設置限位輪，而是直接對撿拾器進行上下調節。通常，緊密型壓捆機撿拾器的工作高度離地3 cm。對于生長不均勻和高低不平的草場，或是在高速作業的情況下，可稍微把撿拾器工作高度降低。

4.4 結扣器的調節

結扣器一般以不調節為好。但當捆繩拉不緊而產生結扣故障時，可以調節結扣器彈簧壓板的夾緊度。

5 作業方法

因為牧草壓捆作業的效率受到草條的形成方法的影響，所以摟草階段作業方法的制定對壓捆作業保持最佳效率具有重大意義。

作業方法有回轉法和梭形法。回轉法適用于大面積草場，其作業效率最高。梭形法是在小面積農場利用割道進行作業的一種摟草方法，但因壓捆機回轉幅度較大，往往不能沿草條的一側順序進行作業。這種情況下，草條間隔應考慮機組一個行程的最小回轉幅寬或兩個行程的最小回轉幅寬。

壓捆作業中，應把高效的裝載、運輸機械與壓捆機編成機組。機組型式有：(1)草捆裝載機從地上拾起草捆后再裝入拖車或卡車；(2)拖車隨同壓捆機在工作中裝載草捆；(3)壓捆機后牽引拖車，在拖車上用人力堆積草捆；(4)壓捆機后牽引拖車，用草捆拋擲器向無人的拖車拋裝草捆。其中以第四種方法效率最高，為此需具備緊密型壓捆機、草捆拋擲器、高馬槽的四輪拖車。但對疏松型壓捆機，則以第三種方法更為適宜。

6 結語

提高對牧草壓捆技術的認識，發展牧草加工機械化，提高牧草的利用率，可以減少因機械使用不當而造成的牧草資源的浪費。大力宣傳推廣牧草青貯壓捆機械化技術, 進一步提高收獲效率, 提高飼草品質, 把我國的畜牧業發展壯大, 既有可觀的經濟效益, 還可以帶來良好的社會效益和環境效益。