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甜菜起拔机的设计王钦峰1 李传峰1(1. 塔里木大学机械电气化工程学院， 新疆 阿拉尔 843300）摘要：我国甜菜收获方式主要以人工为主、机械为辅, 用工量大, 成本高, 产量低, 效益差, 这些制约了国内甜菜业生产机械化的发展。因此无论从成本、经济效益或从不误农时解决秋收劳力紧张及甜菜收获质量、提高农工生产甜菜积极性等方面来说, 甜菜收获机械化都是迫切需要解决的问题。目前，甜菜机械化收获方法分为联合收获、两段法、三段法。联合收获是用一台机器或机组在一次作业过程中, 完成甜菜收获过程的各主要作业工序。生产率高、劳动强度低, 但机器结构复杂、成本高, 使用水平要求高, 只在大面积收获时, 才能收到经济效果。二段法、三段法收获: 机具结构简单、成本低, 且劳动强度不大, 生产率也很高, 在不完全配套的情况下分段收获机具可以单独使用, 完成甜菜收获过程中相应的作业工序。我所设计的甜菜收获机是用于分段收获的配套机具之一, 主要用于挖掘收获经切缨机切削清理过叶缨的甜菜。该机用于甜菜两段式收获工艺, 一次性完成甜菜挖掘, 将挖掘出的甜菜块根初步清理后集成堆堆放, 以便于人工进行辅助清理。本次设计主要的机构有挖掘装置和清理输送装置，清楚的反映了收获机结构部件之间的工作关系和整机的工作原理。关键词：甜菜；收获机械；方案选择；结构设计0引言在我国， 甜菜是除甘蔗之外的第2 大重要糖料作物，是我国北方地区制糖的主要原料来源。近年来，由于甜菜良种培育技术和先进种植技术的推广普及，我国甜菜单位面积产量有了较大提高，如新疆地区单产已在5457 t/hm2， 接近发达国家先进水平。甜菜作为我国北方传统的糖料作物，种植面积和总产量都将会稳定在一个适当的范围内。为发展甜菜生产，我国甜菜产业研究机构和甜菜产区的农技部门对甜菜良种选育、栽培模式等现代技术进行了大力推广示范，已经形成了一套比较成熟的种植技术和完善的农艺制度， 有力地支撑了甜菜种植业的发展。相比之下，我国甜菜生产全程机械化发展和机械装备水平却落后很多，尤其收获环节的机械化问题更为突出，与当前甜菜种植技术发展形势极不适应。我国甜菜产区的种植模式大致相同，普遍以采用地膜覆盖、直接播种的种植方式为主，也有采用育苗移栽方式的，但其成本较高，推广应用的比较少。黑龙江和内蒙古东部地区以垄作为主，垄（行）距为500、600 mm，定苗密度一般为6 万9 万株/hm2；华北、西北和夏播地区，大部分采用沟播畦作，行距450、500 mm，定苗密度一般为7.5 万10.5 万株/hm2。随着优良品种选育技术、种植技术的不断进步以及种植条件的日益改善，单位面积产量的提高还有较大空间，种植甜菜的经济效益也将进一步提高。1总体设计思路通过起拔器挖掘甜菜，再通过旋转式输送装置输送崛起的甜菜块根，采用旋转式输送装置输送崛起的甜菜块根具有非常好的清理输送能力。1.1设计原理常用的集中捡拾清理装置的比较：栅板式倾斜输送装置具有一定的集条作用，但是其清理泥土的能力差。加上震动装置后较好些，也不利于排除泥土和其他杂质。输送带不具有集条功能，输送天才时容易打滑，使甜菜落下，输送效率低。同时也不利于清理泥土和残叶等。凸轮式输送装置虽然清理能力好，但是因为采用的是凸轮之间相互挤压传动，因此效率极低，消耗能量很大，制造工艺也很复杂。因此在实际中很少采用。本设计通过调查、实验得出结论：采用旋转式输送装置输送崛起的甜菜块根具有非常好的清理输送能力。1.2设计总体结构甜菜起拔机采用三点悬挂，由拖拉机带动行走，且整机动力由拖拉机提供，拖拉机后传动轴通过联轴器带动甜菜起拔机的减速器，从带动收集清理圆盘，达到收集清理甜菜的目的，与此同时拖拉机在前进过程中，带动整个机体前进，这时起拔器就对甜菜进行起拔，拖拉机继续前进，甜菜通过收集清理圆盘，收集成一垄。图1 甜菜起拔机1.机架 2.螺母 3.传动输出轴 4.起拔器5.轮胎摇杆 6.轮胎 7.收集清理圆盘 8.支撑杆 9.挡板 10.变速箱 11.圆锥齿轮 12轴承 13.主传动轴 14.螺杆2关键部件的设计2.1 起拔器的设计起拔器的特点是入土能力强、挖掘效率高，其结构简单、制造方便，且块根挖净率高, 且损伤率低。2.2 集条输送装置的设计常用的集中捡拾清理装置的比较：栅板式倾斜输送装置具有一定的集条作用，但是其清理泥土的能力差。加上震动装置后较好些，也不利于排除泥土和其他杂质。输送带不具有集条功能，输送天才时容易打滑，使甜菜落下，输送效率低。同时也不利于清理泥土和残叶等。凸轮式输送装置虽然清理能力好，但是因为采用的是凸轮之间相互挤压传动，因此效率极低，消耗能量很大，制造工艺也很复杂。因此在实际中很少采用。本设计通过调查、实验得出结论：采用旋转式输送装置输送崛起的甜菜块根具有非常好的清理输送能力。这种清理输送器用金属杆条制成, 杆条直径16mm, 构成指盘的杆条端部, 即指盘的外圆周, 采用封闭式。工作时, 指盘用来接受并托住挖掘上来的混合物, 在离心力和摩擦力的作用下, 清理并分离块根上和块根间的泥土和杂物, 然后把较干净的块根在地上堆放成条, 或者再经其它机构进一步清理后, 将块根直接装车。2.3 机架的设计机架结构主要由矩形钢和方形钢组成。梁和柱主要以焊接为主，很少用螺钉或铆接。为避免础部件的刚性不足，在工作的重力、夹紧力、摩擦力、惯性力和工作载荷等的作用下，产生变形，振动或爬行，而影响产品定位精度、加工精度及其它性能，对机架进行去应力退火处理，以削除焊接应力，提高机架的稳定性。根据甜菜的行间距，和收获机的作业宽度，机架的尺寸应为28002000。3总结该甜菜收获机结构简单，制造方便。铁牛55通过输出轴过减速器减速后把动力传递给清理输送装置，铁牛55型拖拉机牵引能够将甜菜的挖掘、集条一次完成的甜菜收获机。它主要由机架，圆盘挖掘器，圆盘输送器组成。使用本产品能提高生产效率和降低劳动强度。甜菜在我国东北三省、内蒙和西北各省都有大面积种植，其收获大都采用犁将甜菜犁松，然后由人工切削去顶，效力低，劳动强度大。采用本产品可大大改善工作状况。该机设计过程是本着制造简单，效率高，适应性强的原则进行设计的，适合小面积收获。参考文献1 翟永明,袁 钢.对甜菜生产机械化的探讨J.农村牧区机械化,1998，03:12-13.2 陈柏林. 甜菜机械化收获试验J. 新疆农机化,1996，04:8.3 曲文章.中国甜菜学M.哈尔滨:黑龙江人民出版社,2003.4 王建楠，胡志超，彭宝良，王海鸥，曹士峰，张会娟.国内外甜菜全程机械化生产现状与趋J. 农业机械.2009：43-45.5 周建朝，陈连江，王绍禹，李铁辉.试谈我国甜菜科研面临的任务及对策J.中国糖料.1998， 01：32-36.6 陈学庚，贾首星，王序珍，马剑英.浅谈甜菜收获机械化J.新疆农垦科技。1999，03:72-74.7 卢秉福，张祖立.甜菜生产机械化的研究进展及发展趋势J.农机化研究.2007，01:21-22.8