4HS-2B型花生挖掘机的研制

李修春 任建华

4HS-2B型花生挖掘机的研制

李修春 任建华

目前，国内花生收获机虽然机型较多，但从功能划分主要有两种，一种是只把花生从土里挖掘出来，对花生不进行去土处理的挖掘机，另一种则是集挖掘、提升、清选、摘果和集果为一体的联合作业机型。由于我国农村花生多以小地块种植为主，农民迫切需要一种以手扶拖拉机为动力，集挖掘、去土、铺放功能于一体的花生挖掘机械。为满足这一需求，我们在广泛调查的基础上，针对当地种植特点、种植农艺及收获技术要求，研制了以手扶拖拉机为动力的4HS-2B型花生挖掘机。

一、4HS-2B型花生挖掘机结构及工作原理

4HS-2B型花生挖掘机主要由机架、挖掘铲、传动机构、输送分离装置、集铺装置等5部分组成。作业时，手扶拖拉机牵引收获机前进，带动挖掘铲进入地下将花生和土层一起铲起，在惯性力的作用下，土壤与花生蔓一起向后移动，进入输送分离装置，在输送带的提升抖动下，绝大部分的泥土被抖掉，花生蔓继续向后输送，落入尾部集铺装置，经铺放滑条导向，被成条铺放在地上，经人工捡拾即可完成收获。

二、主要部件设计

1.机架设计。机架采用板式结构，整体强度高，外形尺寸小，重量轻，便于与手扶拖拉机配合使用；机具结构紧凑，机动性好，适应性强，既能满足山地和丘陵地的花生收获，又可解决田间地头拐弯处机收死角问题。

2.挖掘铲设计。为减少挖掘阻力，提高碎土性能，我们重点对挖掘铲入土角确定和挖掘铲过渡部分进行了设计。

（1）挖掘铲入土角确定。花生通常在沙土地100mm深处结果，挖掘深度为130mm，挖掘深度、挖掘铲的入土长度主要与作用于铲面上的力有关。作用于铲面上的力随入土角α的变化而变化，当入土角α较小时，作用于铲面上的力变化不明显；当入土角α超过25°时，作用于铲面上的力会急剧上升，挖掘铲的入土性能随入土角的增大而减小，当α较小时，入土性能过差，且结构不紧凑。经反复试验，入土角α取21°比较合适。

（2）挖掘铲过渡长度确定。土壤在挖掘铲过渡部分发生膨松、变形，并消耗能量。为确保土壤和花生在铲面上的后移速度接近零前被送至分离装置，过渡部分不能超过150mm。同时为减少摩擦力，避免壅土，将挖掘铲过渡部分设计成栅条式。

（3）传动机构设计。传动机构主要由齿轮箱、链轮、链条组成，经齿轮变向，实现手扶拖拉机侧面动力输出，通过链条传动直接带动输送带运行，在输送带的提升抖动下，花生棵与泥土基本分离。

（4）输送分离装置的设计。该装置主要由前链轮、后链轮、链条和输送带组成。输送带栅条纵向分布，用Φ10圆钢铆合于输送带上。

三、4HS-2B型花生挖掘机的功率计算

花生收获机所需要的功率分为3部分，即挖掘装置及地轮行走所需功率Νd、分离装置所需功率Νs、机械传动所需功率Νn。则花生收获所需要的总功率Ν＝Νd＋Νs＋Νn＝PVm/102＋(2－η)λVfαBγ(sinβ/102)=6.7kW

根据计算，选取7.35kW（10马力）手扶拖拉机作为配套动力。

四、主要技术参数

外形尺寸：1500×800×580mm；整机净重：185kg；挖掘铲入土角：23°挖掘深度：120～140mm；挖掘宽度：420mm；链条最终输出转速：420～450r/min；作业效率：0.1hm2/h；损失率：≤2.5%；破碎率：≤1%；配套动力：7.35kW。

五、结论

经过一年的生产试验，4HS-2B型花生挖掘机各项性能指标达到了设计要求。该机由7.35kW手扶拖拉机牵引，一次完成花生挖掘、抖土、铺放工序,且结构紧凑、操作简单、性能稳定，是比较理想的花生挖掘机械。