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200 年 月 第 期甜菜捡拾装卸机的设计周建（塔里木大学机械电气化工程学院，新疆 阿拉尔 843300）摘 要：甜菜收获是甜菜生产的重要过程，劳动强度大，占用农时多，不仅关系到块根产量，更影响到块根的含糖量及杂质含量，是保证甜菜增产增收的关键环节。收获过早，甜菜的产量低、品质差,含有的非糖物质多，且出糖率低；收获过晚，甜菜容易受冻害、保藏困难，还会影响秋耕整地、秋冬灌及后巷作物的生长1。本文设计的甜菜捡拾装卸机是甜菜分段收获过程中的一种必备机械，在甜菜收获过程中完成了甜菜的捡拾装卸工序。不仅有效提高了工作效率，而且完成甜菜全程机械化采收的目标。本课题设计的主要内容是甜菜捡拾装卸机的设计。主要通过对甜菜种植模式与机械原理的分析、方案的论证比较与选择，完成甜菜捡拾装卸机的总体设计，输送清理装置的设计，提升装置的设计以及传动方案的选择等内容。在此基础上对甜菜捡拾装卸机的结构尺寸、传动轴的结构尺寸、齿轮的传动比等进行了详细的计算和说明，并且对轴承以及轴承盒的型号作了选择。使本方案有了初步的设计应用价值。关键词：捡拾；装卸；甜菜收获机中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：- 2 -0 引言目前，国内市场对甜菜收获机械的整体需求较大。随着国家对农业的政策扶持和农机科研工作资金投入的增强，甜菜的机械化生产将面临新的春天。从我国现有机型的实际使用效果来看，引进的国外收获装备的技术性能和使用可靠性都还不错，但价格十分昂贵，且与我国甜菜种植户的购买力水平和甜菜的经济效益形成巨大反差；国内研发的收获机械很难适应不同的作业环境，机械质量和作业性能都不能满足大面积推广的要求。因此，改变我国甜菜机械化生产落后的局面，实现甜菜机械化收获，只有从我国甜菜全程机械化的实际情况出发，提高国产机械装备的研发能力和装备的供给能力才是唯一正确途径2。经过多年的研究和探索，我国已经逐渐积累了一定的甜菜收获装备研发的经验，但还处于对国外机型的仿制阶段，对甜菜收获机的研发还主要依靠设计经验和试验验证来完成，关于甜菜收获机关键部件的理论分析及技术研究还相对薄弱3。因此，结合甜菜种植区域相对集中和大中型动力配置多的特点，在对国外先进技术装备消化吸收的基础上自主研发符合我国两段收获方式的牵引式甜菜联合收获机，对于提高我国技术储备，提升自主研发水平和创新能力，缩短我国与发达国家的甜菜装备技术差距，改变我国甜菜机械化生产的落后面貌，满足我国现阶段广大甜菜种植用户的迫切需求具有重要的意义和紧迫性。本论文对于实现甜菜收获装备的国产化，丰富我国收获机装备品种改变机型结构不合理的格局，加快自走式联合收获机和牵引式联合收获机的研制具有重要的现实意义4。1甜菜捡拾装卸机研究的问题在保证甜菜有效挖掘的前提下，设计结果和性能良好的输送清理装置，实现甜菜块根、土块、莲叶和杂草等混合物的有效分离，并尽可能的减少甜菜对土壤的携带和其在输送过程中的损伤9。为了提高收获机械的适用度，甜菜收获机的输送清理装置应满足以下要求。（1）符合甜菜块根的几何尺寸和机械力学强度要求，确保甜菜块根的输送清理工作顺畅，避免部件的缠草和壅堵现象。（2）实现土壤的有效松碎，便于甜菜与土壤的分离和块根粘附土壤的清除，减少后续作业负担。（3）确定合理工作参数，保证输送清理装置工作稳定，减少块根机械损伤，并满足一定的性能要求。2研究的内容和方法立足国内的动力配套状况和甜菜种植农艺特点，该机械主要由输送清理装置和升运装置等组成，能够一次性完成甜菜的去土、输送、提升和收集作业。其牵引架通过螺栓与机架铰接，并置于机架前方；输送清理装置位于机架下方，分别完成甜菜联合收获机的实时对行和甜菜块根的挖掘、抛送和去土功能；升运装置位于机架后方，将甜菜块根提升并汇集到机架上方的收集箱内；液压系统主要为后升运装置提供动力，并控制机架升降、机具自动对行和卸料，使机具结构简单、调整方便、运行可靠，在一定程度上减轻了甜菜收获的劳动强度，提高了生产效率，增加农民收益10。3设计原理及机构3.1 设计原理甜菜捡拾装载机在拖拉机的牵引下顺着集成为垄的甜菜块根行进，位于车厢下部的2个转盘成阶梯状依次将甜菜块根输送至车厢后部的提升链内，带有拨爪的提升链把甜菜块根由车厢底部送到车厢顶部，甜菜块根在重力作用下落入车厢内。位于车厢顶部的搅龙把车厢后部的甜菜块根送往车厢前部。通过调节车轮升降杆来控制一级转盘的入土深度及触地面积，使捡拾过程更加顺利。甜菜块根经过2个阶梯转盘的过滤，去除掉大量泥土杂质，不仅提高了甜菜块根的纯度，也避免了车厢因长时间使用而淤积大量泥土。当不进行捡拾作业时，可通过升降液压缸把捡拾架提升起来，方便甜菜捡拾装载机的行走及运输。 3.2甜菜捡拾装载机的组成 甜菜捡拾装载机如图2-5所示主要由1输送清理系统、2车厢、3提升装置和4卸车系统等组成如图1。 图1 甜菜捡拾装卸机总体设计 3.3车厢的设计车厢的设计主要考虑其容积及卸料角度，因此车厢（如图3-1）设计成上面为立方体、下面为四棱柱的组合形式。侧面开有卸料口，都固定在厢体上带有挡板。考虑到方便卸料，故底板与成围板成15度角。车厢中部装有输送绞轮（图3-2）将由于重力作用落下的甜菜从后向前推送，使得厢内甜菜分布均匀。图2车厢示意图3.2机架的设计说明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320001800。5.1传动方案的设定拖拉机的动力轴转速为540r/min,输出端的转速为180r/min.由此可得减速器的传动比为3:1。图4 传动示意图传动系统通过一根输入轴连接拖拉机的动力输出轴进行动力传输，其中第一级为大小皮带轮通过皮带带动绞轮转动实现输送功能，第二级为两对锥齿轮传动，带动下方阶梯状转盘旋转。第三级为绞轮转动通过带轮带动带棍转动进而实现提升连转动。采用尼锥齿轮可减轻增速系统的质量，也可降低传动系统噪声7。参考文献1谭北雁. 甜菜分段式收获机在我国发展前景分析J. 农业机械,2010,12:104-106.2孙志宏,王富华,王崇,张建华,孙永春. 基于分段式甜菜收获机的研究J.农业机械,2012,65:78-89.3. 韩长杰;尹文庆;杨宛章;张学军;郭辉.甜菜机械化收获方式与探讨J.2002，（4）：48- 50.4 计福来;张会娟;胡志超;彭宝良;田立佳.甜菜种植与机械化收获概况J.2013，35（3）：157-88.5 易东山,芦珍林.德荷马甜菜收获机的机械性能及使用J .新疆农垦科技，2007.6 孙艺嘉,丁瑞.甜菜收获机械在昌吉市的使用效果分析J .农村科技，2012,34:67-89.7 关鲁兴，谢民生.甜菜机械化收获配套技术及效益分析J .新疆农机化，2011.8 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，2012，20（2）：75- 77.9范素香;侯书林;赵匀.国内外甜菜生产全程机械化概况J.农机化研究.2011(03):79.10 刘金锁;姜贵川;李建东;杨薇;贾晶霞.甜菜收获机现状与发展趋势J.农业机械.2012,26:13-1511 谢民生.伊利引进西班牙马赛甜菜收获机J .农机科技推广，2011(03):99-5.12 卢秉福，耿贵，周艳丽.甜菜收获机械化茎叶切削技术J .中国糖料，2012，（03）: