背负式苜蓿再收集装置设计

河南农业大学机电工程学院 李慧琴

河南省烟草公司郑州市公司 刘文

河南农业大学机电工程学院 丁丽 吴亚文 张昱翀 江桂升 马政 贾东亮 丁攀

我国苜蓿产业作为朝阳产业发展迅猛，市场需求旺盛。近年来，国内苜蓿收获方式逐步转向机械化、自动化，普遍采用苜蓿收割机代替人力收割，提高了生产效率。然而现有的苜蓿收割机在收割过程中，较易造成大量苜蓿叶片散落在田间，这种情况如采用人工捡拾则大大影响收割效率，弃之不顾则影响苜蓿的实际收集量，造成浪费，间接影响到种植农户的经济效益。

结合国内外苜蓿再收集的发展现状，可见苜蓿再收集工作亟待提出针对性的机械化解决方案。本文将设计一种新型苜蓿再收集装置，尽可能地吸收国内外类似收集机械的优点，满足苜蓿再收集工作的迫切需求。

一、背负式苜蓿再收集装置的整体结构设计

背负式苜蓿再收集装置主要由收集系统、输送系统、卸料系统三部分组成。收集系统由针辊（内辊、针辊单体）、针辊护罩、梳齿和链传动组成，由拖拉机后动力输出轴作为动力源，通过链传动带动针辊旋转，利用针辊上密布的滚针扎取苜蓿叶片，在针辊通过梳齿时，扎取的叶片将被梳齿梳落而进入输送系统。输送系统主要由输送带、带传动、挡叶板组成，由拖拉机后动力输出轴作为动力源，通过带传动使输送带将梳落的苜蓿叶片运送至卸料系统，在输送带的最高点前设置挡叶板，防止叶片落出。卸料系统主要由集叶箱、卸料电动机组成，其具体结构如图1所示。

图1 背负式苜蓿再收集装置结构

二、背负式苜蓿再收集装置的工作原理

本设计主要采用扎取的方式收集苜蓿叶片，原理是利用滚筒式针辊控制滚针与地面接触，由滚针接触地面并扎取叶片，不受不同土质的影响，不易带入杂物。被滚针扎取的苜蓿叶片在通过梳齿时被梳落并通过针辊的拨动和输送带的作用进入集叶箱，集叶箱采用自动卸料式卸料箱，当集叶箱储存满时卸料电动机发出警报，并自动打开卸料翻板，提醒操作人员停车卸料。为了保证装置的易操作性、易推广性，采用拖拉机悬挂本装置。

三、传动方式的设计

由于本背负式苜蓿再收集装置属于轻型收获机，本着低成本、易推广、高工作效率的原则，可选择30 hP拖拉机，后动力输出轴转速为540 r/min，选择任丘市金威机械配件有限公司JW-18型减速器，该减速器性能及尺寸符合本设计要求且价格低廉。

本背负式苜蓿再收集装置的主要有两路传动。一路是从拖拉机后动力输出轴经齿轮变速箱到输送带；另一路是从拖拉机后动力输出轴经齿轮变速箱到针辊。传动流程如图2所示 。

四、结论

本文主要研究内容为设计苜蓿再收集的机械化解决方案。其中，本设计的关键在于甄选并确定合理高效的苜蓿再收集方式，新的设计应尽可能地吸收国内外类似收集装置的优点。在此基础上，不仅需要认真思考本装置应该采取何种动力源才能达到低成本、易推广的优点，还要选择动力源跟随收集系统、运输系统的传动方式。此外，运输系统和卸料系统的设计也应仔细斟酌，如不合理的运输系统设计就会增加苜蓿收集过程中的损失率，而卸料系统的设计不但要考虑到储存量，还应考虑到在集叶箱贮存满后需及时提醒作业人员及时下车卸料，防止苜蓿滞留，影响收集效率。最后，设计苜蓿收集装置的外观尺寸、并对其总体结构进行合理分布。

图2 传动流程