秸秆还田机研制现状

152农　业　机　械　学　报1996年

3　磁技术在农机上应用存在的问题及发展方向

3.1　存在的主要问题

磁技术在农机上的应用无论在国外还是在国内都发展得较晚,虽然目前试验效果很好,但还存在着许多问题亟待解决。

磁性农机具种类少、品种单一、技术不够完善。即使是磁性犁、磁化犁或磁化耕耘机也存在着许多问题需要解决和完善,还没能形成标准化和系列化,不能进一步满足农业的需求。

磁性农机具的研究还仅局限于如何把磁加到农机具上,而对磁场强度、作业速度及土壤状况三者之间的相互作用研究得较少,这也就阻碍了磁性农机具的发展。

以往磁技术在农业上的应用,尤其是在土壤学的应用,只注重理论上的研究,如土壤微结构、土壤微生物等,而较少研究土壤的物理机械特性,从而使理论研究不能迅速应用于生产实际中,不能指导生产。

3.2　研究发展方向

随着新技术、新材料的不断涌现,磁技术在农机上的应用将越来越多地向磁性农机具的方向发展,而且不仅仅是应用于土壤耕作机械上,也将进一步应用于中耕、培土、播种、灌溉、喷雾等多种农机具上,从而引起农机具的一次重大变革。

需要更进一步地研究磁场强度、作业速度、土壤状况与耕作阻力、作物产量之间的相互影响和联系,寻找出最佳的处理组合,从而尽最大的可能降低耕作阻力,增加作物的产量。

要从土壤磁学理论上进一步探讨磁场对土壤物理机械特性的影响情况,找出其作用的机理,为磁技术在农机上的应用提供更可靠的理论依据。

现代磁技术在农机上的应用起步较晚,还需要投入大量的人力、物力和财力进行新产品的开发、新技术的应用及推广,使这一新技术为我国发展高产、优质、高效农业做出巨大贡献。

秸秆还田机研制现状

毛罕平　陈翠英

秸秆还田是增加土壤有机质、改善土壤结构、防止地表板结、增强农业后劲的实用技术措施,不但解决了目前化肥施用过多带来的不良后果,而且也解决了因秸秆“过剩”而堆集、焚烧造成的环境污染问题。山东、陕西、河南、吉林、江苏等省均大力推广秸秆还田技术,目前呈现出秸秆还田机生产热的势头,各种类型的机具相继出现,发展前景非常乐观。由于直切式秸秆还田机国外于80年代初开始应用,而国内则还是近几年内才发展起来,所以在理论和设计方面还很不成熟。作者通过计算机检索和手工查找相结合的文献检索结果表明,近6年来,国内外有关秸秆还田的文献主要是报道秸秆还田技术应用和机具介绍,至今还未见有关设计理论、工作机理和动力学等方面的研究报道。

收稿日期:1995-06-05

毛罕平　江苏理工大学农机学院副院长　教授　博士,212013　江苏省镇江市

陈翠英　江苏理工大学农机学院　教授

1　机具的主要结构形式

1.1　工作部件

从工作部件配置来看,有卧式切碎还田机和立式秸秆还田机,但目前还是以卧式切碎还田图1　甩刀的类型(a )斜切L 型　(b )直刀型　(c )锤爪式1.定刀　2.动刀　3.销轴

机居多,这种机型结构简单,工作也较可

靠,以下就以这一类机具开展讨论。

从甩刀型式来看,有L 型、直刀型、

锤爪式等。 L 型甩刀(见图1a)。玉米秸

秆粗而脆,刚度较好,粉碎这类秸秆以打

击与切割相结合。目前大多数玉米秸秆

还田机的甩刀都采用斜切式L 型刀片,

利用滑切作用可以减小30%～40%的切

割阻力。 直刀型甩刀(见图1b)。由于小

麦、水稻等秸秆细而软、质量轻,粉碎这类秸秆以切割为主,打击为辅,要采用有支承切割,所以以直切型为较好,且刀刃要求锋利,但这种刀片结构较复杂。意大利NL 系列秸秆还田机采用的刀片属于这种类型。 锤爪式甩刀(见图1c )。由于锤爪质量大且重心靠近刀端,所以转动惯量大,打击性能较好,但其功耗较大,另外由于它的惯性大,主要用于大中型机具上。石家庄市农机厂生产的4Q 系列秸秆还田机采用的刀片就属于这种类型。

1.2　传动方式

传动路线有单边传动和双边传动,双边胶带传动,胶带不易打滑,工作平稳,但从传动件的受力分析来看是不合理的,它在工作时存在着有害的内力,因此现有的双边胶带传动机具的中间传动轴容易损坏,另外结构也较单边传动复杂得多。侧边传动形式有齿轮传动和胶带传动两种,秸秆还田机的刀辊转速在1200r /min 以上,因此一旦粉碎部件碰到石头等坚硬物,齿轮传动时就容易将齿轮打坏,因此用齿轮传动不是最合适的。

1.3　复合作业机具

(1)秸秆粉碎灭茬机:该种机型的典型结构形式是前轴带动粉碎刀旋转,进行秸秆粉碎,后轴带动破茬刀旋转,破除土壤中的根茬,转速大于240r /min 。前轴与后轴转向相反,前轴反转,后轴正转,两道工序一次完成。有几家生产厂都申请了实用新型专利。

(2)秸秆粉碎、掩埋复合作业机具:笔者已研制出秸秆粉碎、破茬、掩埋复合作业机具,这种机具减少了用两机作业的制造和生产使用成本,降低了能耗,减少拖拉机压地次数,解决农忙季节农时紧的矛盾,另外还能进行粉碎或掩埋的单项作业。

2　主要参数

2.1　喂入口结构及高度

喂入口结构及高度直接影响秸秆的喂入性能,有的机具喂入口装有导向板,有的机具喂入口为前大后小的喇叭口形状,目的是便于秸秆喂入。笔者在江苏理工大学秸秆还田机研制课题鉴定资料的研究结果发现:在喂入部分必须有一定的秸秆层厚度,起支承约束作用,防止秸秆由于惯性向前飞出,可能造成漏切现象。减小喂入口高度m 会使割茬高度DB (见图2)明显增大,但m 值也不能大于R +h 之值,否则,切下的秸秆容易向前飞出,产生喂入不利的现象。m 值的范围应控制在如下区域内

153第2期短　文

图2　机具结构参数

R 2+h

-50≤m ≤R 2+h +502.2　甩刀回转半径及切割线速度

在刀辊转速一定的情况下,增大甩刀回转半径R 值能使甩刀

刀端的绝对速度增大,即提高切割速度,增大切割惯力,有利于切

割;但R 增大会使机具整体尺寸增大,刀辊的动不平衡因素增大。

国产几十种机具的甩刀回转半径在240～300m m 范围内,转速在

1250～1850r/m in 范围内。作者通过试验表明,转速和R 值搭配

应使切割线速度≥34m /s 时为宜,否则工作质量变差,难以达到

90%切碎合格率的指标。

2.3　罩壳工作间隙

罩壳设计时进口工作间隙 1至出口工作间隙 2由小逐渐变大(见图2),在进口部分间隙 1小是为增强粉碎效果,间隙太大不利于粉碎。在出口部分间隙 2大是使秸秆易抛出,因为这部分不参加粉碎。从进口到出口部分罩壳的曲线为一偏心圆。

3　动力配套与动平衡

笔者对国内外几种秸秆还田机的配套拖拉机动力和单位幅宽机重情况作了对比,单位幅宽功率为0.186～0.280kW /cm ,单位幅宽重量为3.25～4.0kg /cm 。笔者研制的机具其单位幅宽机重轻,配套动力也较合理。可以看出现有的秸秆还田机在节能节材方面还有很大的潜力。

秸秆还田机的刀辊是高速旋转的转子,刀辊的不平衡会使机具产生剧烈的振动,还会引起刀轴的挠曲和内应力,使刀轴产生疲劳断裂,并会加速轴承、油封的磨损及其他零件的损坏,从而降低机具的工作效率和使用寿命。因此,必须选用合理的甩刀排列方式,保证刀辊有良好的动平衡。笔者在研究中得出既可以达到平衡的目的,又便于制造,还可以兼顾各种不同的秸秆还田机的结构和作业质量要求的甩刀排列原则。轧制非回转体轮廓的楔横轧辊形曲面梁继才　白志斌　李东平　任广升

收稿日期:1995-07-11

梁继才　吉林工业大学辊锻工艺研究所　助理研究员　130025,长春市

白志斌　吉林工业大学辊锻工艺研究所　副研究员

李东平　吉林工业大学辊锻工艺研究所　副研究员任广升　机械工业部北京机电研究所　教授,100083　北京市楔横轧工艺在汽车、拖拉机及其他机械行业已得到了广泛的应用。在现有楔横轧工艺的基础上,寻找轧制非圆锻坯的方法,以改进目前楔横轧毛坯定位不稳的缺欠,是生产实际中提出的一个需要解决的问题。本文根据这种实际情况,对楔横轧模具与带平面轧件啮合运动刃口几何关系进行了分析,推导了与轧制带有平面轮廓的非圆锻坯相啮合的模具曲面参数方程,使轧

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