3TYJ—45型台式烟苗剪叶机剪叶装置的设计

楚宜民　陈建　燕亚民

摘要：为了提高烟苗剪叶的质量，解决烟苗剪叶过程中碎叶残留过多而引起病毒传播的问题，设计了一种烟苗剪叶机的剪叶装置。该剪叶装置以一台单相异步电动机为动力源，根据漂浮育苗烟苗的生长特点，设计了独特的钣金结构形式的剪叶罩以及合理的刀具倾角及转速，使烟苗修剪区形成合理的负压，实现可靠剪叶和碎叶回收。结果表明，该剪叶装置碎叶回收率可达95%以上，该剪叶机的剪叶装置可以达到平稳剪叶、剪叶高度可控可调以及效率高的目标，同时具有结构合理紧凑、移动方便、操作简单等优点。

关键词：烟苗；剪叶机；剪叶装置；漂浮育苗

中图分类号：S224.9 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）16-3927-03

Abstract： In order to improve the quality of tobacco leaf cutting， and solve the problem of the tobacco leaf cutting process broken leaf residue caused by excessive virus transmission， a tobacco leaf cutting machine was designed. The device of leaf cutting was a single-phase asynchronous motor using the power source. Based on the characteristics of growth of tobacco floating seedling， leaf cutting sheet metal structure and unique housing and reasonable tool inclination angle and speed was designed to make the tobacco seedling pruning area form a reasonable negative pressure. Leaves cutting and leaf recovery could be achived. Results showed that the leaf cutting device or recovery rate was more than 95%. The leaf cutting device of the leaf cutting machine had the advantages including leaves smoothing， adjustable leaf cutting height and high efficiency， reasonable and compact structure， convenient to move， simple operation etc.

Key words： tobacco seedlings； leaf shearing machine； leaf shearing device； floating nursery

在烟草漂浮育苗的过程中，为了培育数量充足、整齐一致、健壮无病的适龄壮苗，播种后育苗时要进行3～4次烟苗剪叶[1-3]。育苗密度大，要使烟苗健壮生长，必须通过剪叶创造有利的烟苗生长环境。剪叶主要有以下作用：①减少遮阴，增加光照，改善苗床通风透光条件；②控大促小，促进烟苗均匀生长，增加可用苗数；③控上促下，促进茎增长、 增粗、 根茂，使烟苗健壮，适宜移栽，特别是适于机械化移栽，而且移栽后返苗快；④有利于防止苗床病害；⑤可以推迟移栽，增加移栽期的灵活性[4-11]。

目前，许多烟农采用中、小棚进行烟草漂浮育苗。而中、小棚烟苗穴盘式漂浮育苗烟苗剪叶时不具备使用大型自走地毯式剪叶机的条件，而现行的弹力剪叶器又存在劳动效率低、烟农工作环境差、劳动强度大、剪叶过程中无法进行消毒、病毒交叉感染几率大等问题。因此，在分析和总结中、小棚烟苗穴盘式漂浮育苗烟苗剪叶的农艺要求、生产条件以及剪叶流转过程的基础上，设计了3TYJ-45型台式烟苗剪叶机。

1 整机结构和工作原理

1.1 整机结构

3TYJ-45型台式烟苗剪叶机的主要工作部件包括：主电机、剪叶罩及旋转刀具、滑动轨道、电器控制盒、药泵、剪叶高度调节装置、机架等（图1）。该机具结构采用模块化设计，其结构特征是主电机固定在剪叶罩上，旋转刀具安装在剪叶罩内主电机的轴身上，通过剪叶罩固定在机架上形成剪叶主体；滑动轨道安装在高度调节装置上，高度调节装置通过滑道和螺旋与机架相连，实现烟苗剪叶过程中高度的调节；药泵安装在机架的一侧，通过软管与固定在苗盘出口的雾状喷头相连，实现剪叶过程中的消毒；电器控制盒安装在机具的一侧，便于操纵人员控制操作，达到操作方便的目的。

1.2 工作原理

该机具适用于中、小棚烟草漂浮育苗的剪叶，通过移动漂浮育苗池内育苗盘完成对烟苗叶尖的修剪。3TYJ-45型台式烟苗剪叶机以一台370 W的单相异步电动机和一台30 W的膜片泵电机为配套动力。单相异步电动机为剪叶主电机，膜片泵为喷药装置的动力源。把剪叶机固定在苗池旁，根据烟苗顶部叶片的情况，操作调整剪叶高度调节装置。调整好后，按下启动按钮，剪叶主电机、药泵电机开始工作，操作人员把苗盘放入滑动导轨中，输送到剪叶装置下方完成剪叶，位于剪叶装置出口的喷药装置完成消毒。苗盘沿滑动导轨的另一端流出，由操作人员把苗盘放入育苗池中。

2 剪叶装置的设计

2.1 剪叶装置的结构

剪叶装置是台式烟苗剪叶机的核心部件（图2）。剪叶装置主要由剪叶主电机、剪叶罩室、剪叶刀具、刀具防松装置等组成。其结构特点是立式单相异步电动机安装在剪叶罩室外，电动机轴身深入到剪叶罩室内并通过防松装置安装剪叶旋转刀具，剪叶罩上设计有出口，用于安装集叶袋，收集剪下来的碎叶片。烟苗剪叶不同于其他植物剪叶，其主要目的为进行病毒防治，剪掉的残叶是造成病毒传播的一个途径，因此被剪掉的叶片回收率越高越好，要想获得高回收率，剪叶室内就要形成一个高的负压，而过高的负压又会造成剪叶时烟苗从苗盘的穴孔中拔出，造成对烟苗的损害。endprint

2.2 旋转刀具的设计

2.2.1 旋转刀具结构的设计 旋转刀具是剪叶装置的关键零件之一。根据烟苗叶剪叶的农艺要求，旋转刀具要做到锋利、平衡，同时，还应使剪叶罩室内产生一个合理的负压来满足剪叶的要求。因此，旋转刀具由切割部分和扇叶部分组成，扇叶部分扇面的大小和倾角是影响室内负压的关键因素。旋转刀具结构如图3所示。

2.2.2 旋转刀具转速的设计 剪叶时剪叶刀具相当于风机，使刀具上、下两侧产生负压，气流产生运动，剪掉的叶片受到气流运动所产生的吸力F1的作用开始向出叶口方向运动。由此可知，风机产生的负压越大，气流吸力F1越大，被剪掉的叶片越容易被吸走，叶片残留越少，掉渣率越低。综合考虑系统总负压流量及泄气缝隙大小，确定刀具转速为1 400 r/min。

2.2.3 剪叶罩室的设计 剪叶罩室是剪叶装置的关键零件之一。剪叶罩室结构要流畅平滑，保证残叶流动顺畅；同时剪叶罩室与旋转刀具应有合理的配合，以便在室内产生合理的负压，为剪掉的残叶排出产生动力源。为此剪叶罩室采用空气动力学性能好的整体式钣金结构形式的剪叶罩、挡板、导风板等组合而成。

2.3 与其他剪叶机的比较

3TYJ-45型台式烟苗剪叶机、4YJ-450型烟苗剪叶机[6]和烟苗剪叶器[7]3种机型的参数对比见表1。由表1可知，3TYJ-45型台式烟苗剪叶机具有清洁能源、效率高、功耗低、移动维护方便，剪叶高度控制精准等优势。

3 实际应用

3.1 空载试运转试验

空载运行各旋转零件运转良好，无卡滞和异响现象；喷药装置应符合雾化要求，且无漏液现象。

3.2 剪叶试验

剪叶试验在许昌市襄城县王洛镇许昌烟草分公司烟田示范园育苗棚中进行。试验用漂浮育苗盘规格为672 mm×342 mm×52 mm，烟苗盘上高度80 mm，需剪掉叶片高度25 mm，试验结果如表2所示。由表2可知，掉渣率≤5%，剪叶高度一致性、剪叶步长均符合设计要求，该机具已通过河南省农业机械产品质量试验鉴定站的测试，机具各项指标均达到设计要求。

4 小结与讨论

3TYJ-45型台式烟苗剪叶机具有功率消耗小、工作性能稳定可靠、移动维护方便等优点，能满足烟草中小棚工厂化漂浮育苗盘育苗的剪叶需求。剪叶装置主刀具转速为1 400 r/min，通过合理设计剪叶室的形状和成型工艺以及旋转刀具的结构形状，达到在剪叶过程中掉渣率最低，同时又不把漂浮育苗盘中的烟苗吸动的目的。该机刀具转速与其他几种剪叶机不同，刀具转速的选取和剪叶室罩的设计需要进一步地研究。

参考文献：

[1] 胡龙兴，颜合洪.烤烟漂浮育苗技术研究现状及展望[J].作物研究，2004（5）：393-396，401.

[2] 史宏志，王 佳. 美国的烟草工厂化漂浮育苗[J].世界农业，1999（11）：38-40.

[3] 黄一兰，李文卿，吴正举，等.烤烟直播漂浮育苗技术研究[J].中国烟草科学，2001（1）：8-12.

[4] 刘仁祥，徐 玮.烟草工厂化育苗技术研究[J].贵州农业科学，2000，28（3）：17-20.

[5] 马京民，程 兰，宋守晔，等.烟草漂浮育苗新技术[J].中国农学通报，2003，19（6）：110-112.

[6] 陈 军，刘云雷.4YJ-450型烟苗剪叶机的研制[J].农业开发与装备，2010（8）：11-12.

[7] 曲宝建，刘广玉，蒋孝平，等.烟苗剪叶器的设计与开发[J].农机化研究，2012（9）：111-114.

[8] 田盈辉.烟草漂浮育苗系统相关机械研究[D].郑州：郑州大学，2007.

[9] 李 彰，马京民，王 行，等.烤烟大棚漂浮育苗[J].烟草科技，2003（12）：39-41.

[10] 刘国顺，习向银，时向东，等.剪叶处理对烤烟漂浮育苗中烟苗生长剂生理特性的影响[J].中国烟草科学，2003（1）：38-41.

[11] 刘 勇，段玉琪.烟草漂浮育苗剪叶传播烟草花叶病毒的特点[J]. 云南农业大学学报（自然科学版），2007，22（S1）：45-48，60.

（责任编辑 屠 晶）endprint

2.2 旋转刀具的设计

2.2.1 旋转刀具结构的设计 旋转刀具是剪叶装置的关键零件之一。根据烟苗叶剪叶的农艺要求，旋转刀具要做到锋利、平衡，同时，还应使剪叶罩室内产生一个合理的负压来满足剪叶的要求。因此，旋转刀具由切割部分和扇叶部分组成，扇叶部分扇面的大小和倾角是影响室内负压的关键因素。旋转刀具结构如图3所示。

2.2.2 旋转刀具转速的设计 剪叶时剪叶刀具相当于风机，使刀具上、下两侧产生负压，气流产生运动，剪掉的叶片受到气流运动所产生的吸力F1的作用开始向出叶口方向运动。由此可知，风机产生的负压越大，气流吸力F1越大，被剪掉的叶片越容易被吸走，叶片残留越少，掉渣率越低。综合考虑系统总负压流量及泄气缝隙大小，确定刀具转速为1 400 r/min。

2.2.3 剪叶罩室的设计 剪叶罩室是剪叶装置的关键零件之一。剪叶罩室结构要流畅平滑，保证残叶流动顺畅；同时剪叶罩室与旋转刀具应有合理的配合，以便在室内产生合理的负压，为剪掉的残叶排出产生动力源。为此剪叶罩室采用空气动力学性能好的整体式钣金结构形式的剪叶罩、挡板、导风板等组合而成。

2.3 与其他剪叶机的比较

3TYJ-45型台式烟苗剪叶机、4YJ-450型烟苗剪叶机[6]和烟苗剪叶器[7]3种机型的参数对比见表1。由表1可知，3TYJ-45型台式烟苗剪叶机具有清洁能源、效率高、功耗低、移动维护方便，剪叶高度控制精准等优势。

3 实际应用

3.1 空载试运转试验

空载运行各旋转零件运转良好，无卡滞和异响现象；喷药装置应符合雾化要求，且无漏液现象。

3.2 剪叶试验

剪叶试验在许昌市襄城县王洛镇许昌烟草分公司烟田示范园育苗棚中进行。试验用漂浮育苗盘规格为672 mm×342 mm×52 mm，烟苗盘上高度80 mm，需剪掉叶片高度25 mm，试验结果如表2所示。由表2可知，掉渣率≤5%，剪叶高度一致性、剪叶步长均符合设计要求，该机具已通过河南省农业机械产品质量试验鉴定站的测试，机具各项指标均达到设计要求。

4 小结与讨论

3TYJ-45型台式烟苗剪叶机具有功率消耗小、工作性能稳定可靠、移动维护方便等优点，能满足烟草中小棚工厂化漂浮育苗盘育苗的剪叶需求。剪叶装置主刀具转速为1 400 r/min，通过合理设计剪叶室的形状和成型工艺以及旋转刀具的结构形状，达到在剪叶过程中掉渣率最低，同时又不把漂浮育苗盘中的烟苗吸动的目的。该机刀具转速与其他几种剪叶机不同，刀具转速的选取和剪叶室罩的设计需要进一步地研究。

参考文献：

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[11] 刘 勇，段玉琪.烟草漂浮育苗剪叶传播烟草花叶病毒的特点[J]. 云南农业大学学报（自然科学版），2007，22（S1）：45-48，60.

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2.2 旋转刀具的设计

2.2.1 旋转刀具结构的设计 旋转刀具是剪叶装置的关键零件之一。根据烟苗叶剪叶的农艺要求，旋转刀具要做到锋利、平衡，同时，还应使剪叶罩室内产生一个合理的负压来满足剪叶的要求。因此，旋转刀具由切割部分和扇叶部分组成，扇叶部分扇面的大小和倾角是影响室内负压的关键因素。旋转刀具结构如图3所示。

2.2.2 旋转刀具转速的设计 剪叶时剪叶刀具相当于风机，使刀具上、下两侧产生负压，气流产生运动，剪掉的叶片受到气流运动所产生的吸力F1的作用开始向出叶口方向运动。由此可知，风机产生的负压越大，气流吸力F1越大，被剪掉的叶片越容易被吸走，叶片残留越少，掉渣率越低。综合考虑系统总负压流量及泄气缝隙大小，确定刀具转速为1 400 r/min。

2.2.3 剪叶罩室的设计 剪叶罩室是剪叶装置的关键零件之一。剪叶罩室结构要流畅平滑，保证残叶流动顺畅；同时剪叶罩室与旋转刀具应有合理的配合，以便在室内产生合理的负压，为剪掉的残叶排出产生动力源。为此剪叶罩室采用空气动力学性能好的整体式钣金结构形式的剪叶罩、挡板、导风板等组合而成。

2.3 与其他剪叶机的比较

3TYJ-45型台式烟苗剪叶机、4YJ-450型烟苗剪叶机[6]和烟苗剪叶器[7]3种机型的参数对比见表1。由表1可知，3TYJ-45型台式烟苗剪叶机具有清洁能源、效率高、功耗低、移动维护方便，剪叶高度控制精准等优势。

3 实际应用

3.1 空载试运转试验

空载运行各旋转零件运转良好，无卡滞和异响现象；喷药装置应符合雾化要求，且无漏液现象。

3.2 剪叶试验

剪叶试验在许昌市襄城县王洛镇许昌烟草分公司烟田示范园育苗棚中进行。试验用漂浮育苗盘规格为672 mm×342 mm×52 mm，烟苗盘上高度80 mm，需剪掉叶片高度25 mm，试验结果如表2所示。由表2可知，掉渣率≤5%，剪叶高度一致性、剪叶步长均符合设计要求，该机具已通过河南省农业机械产品质量试验鉴定站的测试，机具各项指标均达到设计要求。

4 小结与讨论

3TYJ-45型台式烟苗剪叶机具有功率消耗小、工作性能稳定可靠、移动维护方便等优点，能满足烟草中小棚工厂化漂浮育苗盘育苗的剪叶需求。剪叶装置主刀具转速为1 400 r/min，通过合理设计剪叶室的形状和成型工艺以及旋转刀具的结构形状，达到在剪叶过程中掉渣率最低，同时又不把漂浮育苗盘中的烟苗吸动的目的。该机刀具转速与其他几种剪叶机不同，刀具转速的选取和剪叶室罩的设计需要进一步地研究。

参考文献：

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[10] 刘国顺，习向银，时向东，等.剪叶处理对烤烟漂浮育苗中烟苗生长剂生理特性的影响[J].中国烟草科学，2003（1）：38-41.

[11] 刘 勇，段玉琪.烟草漂浮育苗剪叶传播烟草花叶病毒的特点[J]. 云南农业大学学报（自然科学版），2007，22（S1）：45-48，60.

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