赤松茸布料机研发与设计

冉文静 李少华 吕新路 顾春洪 于凤超 赵晓顺

1、河北农业大学机电工程学院 2、保定市农机工作站 3、保定市莲池区农业农村局 4、保定市鑫飞达农机装备有限公司

引言

赤松茸，又名大球盖菇、益肾菇，是一种与树根共生的生食用菌[1-2]。食用口感细腻脆嫩，香味浓郁，饱受大众喜爱，目前人工培育初见成效[3]。赤松茸喜半遮阴，故选择避风且向阳、部分遮阴的环境栽种，其种植条件需满足近水源、排水方便、含腐殖质而又疏松的土壤、最适气温达到15~26℃时方可增大成活率[4-5]。

目前我国赤松茸种植基地分布不均匀，主要分布于甘肃、河北、浙江及河南等地，依靠人工种植方式完成作业，造成人工耗时长，堆料场利用率低，基料铺设不规范、投入成本高、作业效率低等问题，严重制约了赤松茸的产业化发展[6-7]。一直以来，我国对赤松茸种植相关机械设计的研究甚少，仅仅停留在农艺研究层面，未能彻底实现赤松茸机械化种植[8]，使得赤松茸总产量低，无法控制成本，未能满足市场需求量[9-10]。

使用赤松茸布料机在其垄间分层铺设基料，可以极大地促进菌丝生长，有利于赤松茸的生长，提高赤松茸生产总量。同时也为了能紧跟市场需求量，降低使用人工成本，本文设计了一种赤松茸布料机，控制铺料层厚度，使得基料铺设均匀，对赤松茸的产业化有长足发展。

1 布料机总体设计

布料机由料箱、碎料辊、地轮及传动装置四大部分构成。该机料箱设计为上不封盖形式，可分为前箱体、左箱体、右箱体、后箱体，在前箱体出料口处设计有挡板，上设限位装置，调节挡板位置，控制出料口大小，箱体内设计7 个碎料辊，碎料辊上布置有7 组刀片，每组包含4 把刀片，刀片等间距等角度分布于刀轴上。箱体外布置了三级链轮传动。

布料箱被动牵引工作时，调节限位螺栓，调整挡板距离前箱体下边沿的距离，草料由料箱上部加入料箱，地轮沿着机子前进方向运转，此时的轮驱动三级链轮同向转动，将料箱中的草料沿着碎料辊逐次输送到出料口，进行有序铺料。布料机结构如图1所示。

图1 布料机结构示意图

2 布料机主要工作部件及作用

2.1 传动装置

赤松茸布料机采用了三级等速比链条传动带动刀轴沿机械运行方向转动，保持链条转速相等，刀轴等速转动，保证布料机喂料装置均匀碎草，使得出口处落入垄间的基料按照预期比例均匀铺设。

2.2 碎料装置

布料机作业中起主要作用的是传动部分、出料部分及碎草部分。传动部分主要受地轮驱动，经链条传动带动各轴正常运转。待碎草部分开始作业时，草料经碎料辊挤压并不断向前逐级推送至出料口。刀片等数量、等角度、等轴间距布置于刀轴上，由于碎草主要集中于进料口，即前箱体处，故其承受的阻力大于后箱体，所以前箱体布置了3 根刀轴。待前箱体刀片未能彻底碎草或草料喂入过多时，滞留于箱体底部的草料会运送至后箱体，经后箱体2 组刀轴带动刀片进一步碎草后将草料回送到出料口，实现最大程度的碎草。碎料辊结构如图2 所示。

图2 碎料辊结构示意图

2.3 出料调节装置

赤松茸基料通常以稻草、稻壳、木屑等混合发酵制成培养基，散热后用于栽培。堆制菌床最重要的是把秸秆压平踏实，基料厚度范围20~30 cm，干草量20~30 kg/m2，用种量600~700 g。堆草时第一层堆放的草料离畦边约10 cm，一般堆3 层，每层厚约8 cm，播种穴的深度5~8 cm，穴距10~12 cm，增加播种的穴数，可使菌丝生长更快。

种植前需起垄铺膜，垄形中间稍高，两侧稍低，畦高10~15 cm，宽90 cm，长150 cm，畦与畦间距离40 cm。草料需均匀铺设于相邻的垄间。布料机后箱体上对称设置8 组限位螺栓，出料口处的挡板通过限位螺栓调节出料大小影响，可以有效控制铺料层数及基料厚度。受垄形大小，堆料的容积及面积会因之发生变化，基料铺设厚度随之而变，尽可能使得堆场的利用率最大。限位装置如图3 所示。

图3 限位装置