吉林大学学报(工学版) ›› 2022, Vol. 52 ›› Issue (12): 3039-3048.doi: 10.13229/j.cnkj.jdxbgxb20210453

• 农业工程·仿生工程 • 上一篇    

4QM-4.0型麻类青饲料联合收获机研制

刘佳杰(),马兰,向伟,颜波,文庆华,吕江南()   

  1. 中国农业科学院麻类研究所 麻纤维产品与加工技术创新团队,长沙 410205
  • 收稿日期:2021-05-24 出版日期:2022-12-01 发布日期:2022-12-08
  • 通讯作者: 吕江南 E-mail:teryjiajie@126.com;yjljn@sina.com
  • 作者简介:刘佳杰(1986-),男,助理研究员,硕士. 研究方向:麻类收获与加工机械设计E-mail:teryjiajie@126.com
  • 基金资助:
    财政部和农业农村部国家麻类产业技术体系建设项目(CARS-16-E21);中国农业科学院科技创新工程项目(CAAS-ASTIP-2017-IBFC06);湖南省重点领域研发计划项目(2019NK2071);湖南省自然科学基金面上项目(2019JJ40333)

Design of 4QM⁃4.0 fibre crops green fodder combine harvester

Jia-jie LIU(),Lan MA,Wei XIANG,Bo YAN,Qing-hua WEN,Jiang-nan LYU()   

  1. Fiber Crops Product and Processing Technology Innovation Team,Institute of Bast Fiber Crops,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Changsha 410205,China
  • Received:2021-05-24 Online:2022-12-01 Published:2022-12-08
  • Contact: Jiang-nan LYU E-mail:teryjiajie@126.com;yjljn@sina.com

摘要:

针对国内作青饲料用饲用苎麻田间收获难、劳动强度大及生产成本高的问题,设计了一种4QM-4.0型麻类青饲料联合收获机。该机采用履带式行走底盘装置,可一次性完成饲用苎麻的田间收割、输送、切碎、集料及自动化卸料一条龙作业。通过理论分析对拨禾轮及卧式割台、浮动轮夹持装置、切碎装置及卸料装置等关键零部件进行设计,并通过试验研究了滚筒直径和转速对苎麻纤维缠绕形成的影响。机器性能试验结果表明,该机各部件运行稳定、作业适应性好、可靠性高。田间试验结果表明,该机收获总损失率为3%,标准草长率为91%,作业小时生产率为0.31 hm2/h,符合设计要求和青饲料收获机标准(DG/T052—2019),能够满足饲用苎麻田间收获需求。

关键词: 农业机械化工程, 麻类作物, 饲用苎麻, 青饲料, 联合收获机, 纤维缠绕

Abstract:

Aiming at the problems of difficult field harvest, high labor intensity and high production cost of domestic forage ramie, a 4QM-4.0 fibre crops green fodder combine harvester was designed. The machine adopted a crawler-type walking device, which can complete field harvesting,conveying, shredding, collecting and automatic unloading at one time. Through theoretical analysis,the reel and horizontal cutting header,floating clamping device, shredding device and unloading device and other key components were designed. And the influence of drum diameter and speed on the formation of ramie fiber winding was analyzed. Performance and field texts showed that all working parts of the harvester operated stably, the work adaptability and reliability are good. The field test results show that the total loss rate of the harvester is 3%, the standard grass length rate is 91%, and the hourly productivity is 0.31 hm2/h, which meet the design requirements and the DG/T052—2019 green fodder harvester standard, and can meet the requirements of the feeder.

Key words: agricultural mechanization engineering, fiber crops, feeding ramie, green fodder, combine harvester, fibre winding

中图分类号: 

  • S232.5

图1

4QM-4.0型麻类青饲料联合收割机结构图"

表1

饲用苎麻生长特性及最佳收获高度"

参数数值
苎麻根部直径/mm7~14
行距/mm500
株距/mm200
最佳收获高度/mm1000~1400

图2

拨禾轮的运动轨迹"

图3

卧式弹齿搅龙组合割台结构图"

表2

割台主要技术指标"

序号参数数值
1割台宽度/mm2030
2平均切割速度/(m·s-11.0
3拨禾轮的圆周半径/mm840
4切割器与拨禾轮轴高度/mm1470
5拨禾轮板数/个5
6拨禾轮升降行程/mm700
7拨禾轮转速/(r·min-127.9

图4

浮动轮夹持装置"

图5

间隙调节装置可调高度分析"

图6

切碎装置定、动刀配置关系图"

图7

切割方式"

图8

切割回转角计算图"

图9

切碎辊筒结构图"

图10

防纤维缠绕装置结构图"

表3

不同转速对夹持滚筒缠麻的影响"

滚筒转速/(r·min-1缠麻次数占喂麻次数百分比/%滚筒转速/(r·min-1缠麻次数占喂麻次数百分比/%
2002.5770010.67
4004.5880014.67
5006.6790018.00
6007.33

表4

不同滚筒直径对滚筒缠麻的影响"

参 数数值
滚筒直径/mm100200300
缠麻次数占喂麻次数百分比/%6.402.600.70

图11

集料箱三维结构图"

表5

苎麻物料切碎后摩擦性能试验数据"

组号滑动摩角/(°)休止角/(°)
140.545.7
241.246.3
340.445.8
439.745.2
540.245.5

图12

试验地示意图"

图13

样机及试验图"

表6

4QM-4.0型麻类青饲料联合收割机技术指标检测结果"

参数设计指标试验结果
总损失率/%≤33
标准草长率/%≥8591.00
切碎长度/mm≤10090.20
作业小时生产率/(hm2·h-10.25~0.350.31
收割后割茬高度/mm200150
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