烤烟地膜回收机械研制

吴泽刚 莫有清 游安弟

(黔南州烟草公司独山县分公司，贵州 独山 558200)

1 研制背景

地膜覆盖是一项成熟的栽培技术，对农业节水、增产和增效起到了重要作用，我国在1979年将此项技术引进烟草栽培中，经过多年的实践，地膜覆盖已成为我国大多数烟区优质适产的主要栽培技术之一。地膜覆盖在烟草生产中起着十分重要的作用。

烤烟移栽时，需要对烟地进行起垄后再覆盖地膜，许多烟农在烤烟生长期内未能将地膜清除，待烤烟采收结束后才考虑清理，但此时烟株已根深秆壮，将地膜遮盖于地面，而且烟地内垄沟和垄体相互连接排列，深浅不一致。常规农业上使用的地膜回收机不适宜烟地使用。因此，研制一款适用于烟地状况的地膜回收机械对烤烟生产具有十分重要的意义。

2 研制需求

2.1 机械化回收地膜的需求

根据现代烟草农业发展的要求，机械化是主要特征之一，农业机械是主要生产工具，在烟叶生产的各环节都大力发展机械作业替代人工，提高工作效率，降低生产成本。通过调查统计，烟叶生产的主要环节中，只有备耕、运输及烘烤环节中机械化程度相对较高，其他环节的机械化程度还比较低，包括地膜的清理回收仍以人工为主(人工清理回收地膜一般每亩(1hm2=15亩)耗时5～8h，平均约6.5h)，未实现机械化，与现代烟草农业生产还不相适应。

2.2 实现地膜回收机械与烟地状况相适应的需求

现农业上使用的地膜回收机主要有耙齿式和辊轴式2种，通过拖拉机牵引地膜回收机抓取地面上方地膜，向前拖行耙齿或辊轴旋转过筛收取地膜，一是地膜先经过拖拉机碾压，再经过回收机抓扯，造成大量地膜碎片撒落在烟地里，难以捡拾干净。二是地膜回收机械在烟地上试用时，从烟地上平面作业，但烟地有垄沟，垄体上下有较大落差，地膜回收机械只能回收到垄体上表面的地膜，对垄体中下部的地膜作用不大，有较多的回收盲区，捡拾效果差。

2.3 提高机械回收地膜捡拾率的需求

根据国家质量技术监督局《DB62/T 2622-2015农用地膜回收技术规范》要求，地膜回收的机械的捡拾率要达到80%以上才达到标准。小组对国内几个品牌的地膜回收机械在烟草及其他农作物上进行地膜回收测试，统计地膜回收捡拾率，通过调查统计，烤烟地膜回收的捡拾率为39.8%，其他作物的地膜回收的捡拾率为72.6%，与规范要求还有差距，尤其是烤烟地膜回收的捡拾率差距更大。

3 研制思路

混合物中分离法是把需要的物质从混合物分离出来的方法。可根据物质的物理和化学特性进行别类分离。广泛用于小分子和生物大分子混合物的分离纯化，是提纯物质不可缺少的手段，获得纯净组分的过程。

目前在农业上应用于大面积土壤的无害化处理常使用物理分离法，其做法是针对土壤中掺杂的不利于农作物生长的有机物、无机物或矿物质，根据其特性一般使用人工或机械通过物理方式进行分离。

针对烟地的实际状况，垄沟深，沟面宽，垄间距长，且镶嵌排列，烟地平面沟多、凸凹不平等特点，而且地膜具有刚性与韧性的特性，适用于进行机械化物理分离，可利用机械在烟地垄沟内行走，输出动力予转动轮，然后将地膜捆绑在转动轮上，通过转动轮旋转环绕回收地膜。

4 课题查新

为确定是否已有相关研制成果，课题小组在国内专利平台及行业QC课题库开展查新工作。通过在中国知网中国期刊全文数据库、万方数字化期刊全文数据库、国家知识产权局专利检索及分析数据库等国内外平台上及国家烟草局内网QC课题库查找，并通过电话咨询和实地考察省内其他烟草公司，均未找到满足需求的烤烟地膜回收机械，因此，适合开展创新型课题。并确定本次QC小组活动课题为：烤烟地膜回收机械的研制。

5 设定目标及可行性分析

5.1 设定目标值

小组经过深入的分析和讨论，将QC课题目标设定为：目标一，研制一款适宜烟地的地膜回收机械；目标二，地膜回收捡拾率达85%以上。

5.2 目标可行性分析

(1)农业机械的应用已经越来越普遍，有可直接利用的设备构件和机械加工技术，为研制奠定了基础。

(2)可通过改进技术措施，一是从垄体的侧面回收地膜，可最大限度地实现回收地膜的覆盖面，减少回收盲区；二是回收时尽量保持地膜的完整性，尽可能地不对地膜造成破坏，极力避免产生地膜碎片，便可显著提高回收的捡拾率。

(3)小组人员素质较高，均为大学以上学历，经验丰富且富有创新精神，具有完成活动目标的能力。

综上所述：本课题条件成熟，目标可行。

6 研制内容

6.1 研制方案

小组成员通过查阅资料及现场调查，采用“头脑风暴法”提出各种技术方案，并用亲和图进行整理如下：烤烟地膜回收机研制总方案分为3个备选方案，分别是方案1，从垄体平面回收地膜；方案2，从垄体侧面回收地膜；方案3，搅拌式回收地膜。

经过3个方案的分析比较和论证，方案2完全能够满足地膜回收捡拾率、工作效率、可实施性的要求，本小组决定将方案2作为烤烟地膜回收机械研制的最佳方案。

按照烤烟地膜回收机械研制的技术方案，小组成员依次对各组成要件的规格、构造、材质、形状、功能及操作方式等参数进行优选和确认。

6.2 机械主要构件

(1)微耕机。①功率为6.3kW；②轮距宽40cm；③行走轮为铁质防滑轮。

(2)压膜土壤清除装置。①轴长40cm；②清理刀片为弧形，在轴上可自行调节；③刀片规格为长15cm，宽6cm，厚度0.5cm，材质为支座负筋。④清除盖膜土80%。

6.3 转速控制装置

(1)转速比为50∶1的减速器；(2)微耕机输出转速与地膜回收装置需要转速相匹配。

6.4 地膜回收装置

(1)按螺丝固定、活动连接及“U”形扣固定方式分别将压膜土壤清除、转速控制及地膜回收等装置组合；(2)确保科学、有工艺和技术保障、牢固和便于维护。

6.5 组装

(1)各功能件运行正常，故障率为零；(2)达到使用效果。

7 研制成效

(1)效果检查。烤烟地膜回收机械组装调试完成后，由机耕手操作烤烟地膜回收机在烟地里进行地膜回收，记录和统计地膜回收的捡拾率和工作效率。

检测结果是烤烟地膜回收机在烟地里进行地膜回收的捡拾率为86.6%，工作效率是之前的4.5倍(6.5/1.44=4.5)，本课题活动达到并超过了活动设定目标值。

(2)效益分析。按每个工80元计，每亩回收地膜成本为80×6.5/8=65元；使用烤烟地膜回收机回收地膜后，效率提高4.5倍速，则回收成本为14.4元(6.5/4.5=14.4)，每亩可节约地膜回收人工费用50.6元(65-14.4=50.6)，按黔南州2019年推广6.8万亩地膜烟面积计算，可烟农节省成本投入344.8万元(50.6×6.8)。

8 结论

为巩固取得的研制成果，采取以下措施：建立烤烟地膜回收机械技术标准；制定《烤烟地膜回收机械使用说明书》；制定《烤烟地膜回收机械维护保养规程》。

通过本次活动，每个成员都提高了质量意识、分析问题、解决问题的能力，增强团队精神，掌握“创新型”QC小组的活动要点，圆满实现了课题目标。今后要进一步加强学习，提高认识，将本次QC小组活动取得的经验，分析问题、解决问题的能力及拼搏奉献精神用于实际工作中，为烟叶生产的发展和科技创新不懈努力。