我国向日葵收获割台的研究现状和发展建议_高小龙.pdf
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1、新疆农机化2023 年第 1 期通讯作者:李 斌修回日期:2022-11-05基金项目:兵团重点领域科技攻关计划(2021AB001)doi:10.13620/ki.issn1007-7782.2023.01.006中图分类号:S817.3文献标识码:A0引言向日葵又名葵花,其具有抗旱、耐盐碱等特性,是我国具有地区特色的重要经济作物,种植地主要集中在新疆、内蒙古、东北、河北和山西等地。我国向日葵种植面积每年大约在 100 万 hm2,年产量达 250万t1,单产为180kg/667m2,新疆、内蒙古作为向日葵的主产地,其产量占全国总产量的 75%。向日葵根据用途的不同可划分为油用型向日葵和食用
2、性向日葵。我国对于向日葵联合收获机的研发起步较晚,各地区中只有新疆、内蒙等部分地区能够实现机械化收获2,但仍然存在含杂率高、通用性差以及籽粒破损严重等问题,其原因在于割台技术粗糙,达不到理想的收获要求,增加了后续脱粒、清选工作的难度。现有的割台技术已经开始制约我国向日葵产业的发展,因此开发出一款适应我国的向日葵收获机割台是目前需要解决的问题3。1国内向日葵收获现状1.1油用型葵花油葵(油用型葵花)作为我国四大油料作物之一,被广泛应用于轻化工等领域。其籽粒可提取出大量油脂,其中富含亚油酸、维生素E、胡萝卜素和低胆固醇4。随着我国经济的快速发展和健康消费观念的普及,人们对于优质食用油的需求将进一步
3、增加,油葵种植效益高。1.1.1 油葵收获模式油葵植株茎秆较细,成熟后水分含量少,易于收割,主要收获方式为人工收获和联合收获。人工收获周期长,成本高;联合收获可在田间一次性完成取盘、脱粒、清选等作业工序,该收获方式效率高、成本低,遇到霉雨天气时可进行抢收。目前中国市场上的油葵割台一部分为在稻麦联合收文章编号:1007-7782(2023)01-0022-04我国向日葵收获割台的研究现状和发展建议高小龙1,2,李 斌1,刘 洋1,王士国1,董云成1(1.新疆农垦科学院机械装备研究所,新疆 石河子 832000;2.石河子大学机械电气工程学院)摘要:向日葵作为我国重要的油料及食品加工原料,其机械化
4、收获技术对于降低劳动强度、提高经济实力有着重要的意义,但向日葵割台核心技术的难以攻克造成了向日葵机械化收获进展缓慢。本文根据向日葵的物理特性及用途,从食用型葵花、油用型葵花两个角度,分别叙述了两种向日葵在我国的收获方式及其收获割台的研究现状,提出了我国在向日葵收获割台的研发中存在的问题及建议,为我国向日葵机械化收获的发展提供了参考依据。关键词:机械化收获;割台;油葵;食葵Present research situation and development suggestion forsunflower cutting head in ChinaGao Xiaolong1,2,Li Bin1,L
5、iu Yang1,Wang Shiguo1,Dong Yuncheng1(1.Institute of Machanical Equipment,Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science,Shihezi,832000,Xinjiang,China;2.College of Mechanical and Electrical Engineering,Shihezi University)Abstract:As an important raw material of oil and food processing in ou
6、r country,the mechanized harvest technology of sun-flower is of great significance to reduce the labor intensity and improve the economic strength,but the diffuculty in overcomingthe core technology of sunflower cutting head results in slowly mechanized harvest progress.According to the different ph
7、ysicalcharacteristics and uses of sunflower,the harvesting methods of two kinds of sunflower in our country and the research status ofthe cutting head from the angle of edible sunflower and oil sunflower were expounded in this paper,the existing problems andsuggestionsinthe researchand development o
8、f sunflower harvester in our country were put forward,it could provide a referencefor development ofmechanized harvest ofsunflower inchina.Key words:Mechanizedharvest;Cuttinghead;Oilsunflower;Edible sunflower 开发研究 22新疆农机化2023 年第 1 期获机的基础上加装收获油葵的部件;另一部分为改装国外割台,虽然国内也研发了专用割台,但依旧难以达到预期的收获要求,推广较难。1.1.2 油
9、葵割台研究现状中收公司研发的4LZ-7/8B自走式谷物收获机割台根据油葵的特性设计于适用油葵的拨禾轮,可以同时收获水稻和玉米1,但由于油葵与其他谷物物理差异较大,所以这类收割装置并不能达到理想的收获效果。图1 4LZ-7/8B自走式谷物收获机割台靳伟5等人研发了一款拨禾板式割台装置,由机架、分禾器、拨禾板、拨禾板高度调节机构、液压装置和螺旋输送器等组成。收获时可根据油葵品种调节拨禾板和分禾器的距离和割台距离地面的距离。分禾器为倾斜导板式,可以收集掉落的籽粒,拨禾板上安装有U型拨禾齿,可将切割下的葵盘拨入输送装置,输送装置为伸缩扒齿结构,可以减少葵盘之间的碰撞、防止回带。焦鼎6设计了一种油葵盘收
10、获装置,该收获装置由梳齿式收获台、连杆、压板和液压油缸等组成。在收获过程中,液压升降装置将割台调整到合适高度,梳齿式收获台夹持油葵秆逆时针转动固定葵盘一端,另一端由压板固定,当割刀割下葵盘时,收获台会转动到竖直状态,葵盘落入螺旋输送器,完成收获。该割台收获的葵盘保留有极少的油葵秸秆,不易堵塞,但收获过程过于繁琐,收获效率低。新疆农业大学张学军7研究了一款油葵割台,主要结构为拨禾链、夹持带、拉茎辊和输送搅龙等。收获时,油葵茎秆进入分禾器,拉茎辊转动将茎秆向下拉动直至葵盘接触分禾器,同时拨禾链连同夹持使将茎秆向后运动,葵盘切割分离后落入输送搅龙中,完成收获。该割台收获的葵盘碰撞较少,所以籽粒损伤小
11、,损失率低。新疆大学张凌杰8在此基础上加装葵盘接穗板、籽粒收集槽和输送带,去除传统的往复式割刀,采用棱柱、对刀式组合拉茎辊来切割油葵盘,降低了割台振动,避免葵盘掉落。华中农业大学刘巍9等研制了一种油葵收获机专用割台,该割台采用大型的三幅式拨禾轮来减少对葵盘的损伤。安装内外分禾器,并且在外分禾器外侧加装排禾秆,防止左右两侧油葵茎秆堆积。华中农业大学黄小毛10在此基础上增加了落粒回收装置,该装置由输送带、大翼板和小翼板组成。利用两个翼板的倾斜角度使击落的葵花籽全都掉落在输送带上,减少落粒损失。山东宁联机械制造有限公司研发的4LZ-4KH自走式谷物联合收获机(图2)割台结合了双拨禾轮和拉茎、输送功能
12、,避免了籽粒损失,减少了籽粒中的杂余占比,减轻了脱粒滚筒和清选筛的负担,收获效果好、喂入率高。图2宁联4LZ-4KH自走式谷物联合收获机割台1.2食用型葵花食葵(食用型葵花)是我国重要的食品加工原料,国内对于食葵收获的含杂率和破损率要求较为严格11。国外并不注重食葵收获机械的研发,通常使用油葵收获机进行食葵收获,因此我国的食葵在国际市场上具备明显的竞争优势。近几年来,我国食葵种植面积以及产需缺口逐年增加,在食葵机械化收获上取得了一定的成果,但技术并不成熟。1.2.1 食葵收获模式食葵成熟后需要先将葵盘割下插到秸秆上进行晾晒,经晾晒后的葵盘籽孔变大,不易破坏种皮。食葵收获方式通常为分段收获和机械
13、收获,分段收获需要人工将食葵盘取下,然后放入脱粒清选装置,这种收获方式耗时长,效率低;机械收获是利用食葵收获机将晾晒好的食葵盘在田间一次性完成取盘、脱粒、清选等过程12,收获速度快,劳动强度低,是当前新疆内蒙等地的主要收获方式。1.2.2 食葵割台研究现状吴世龙13设计了一种食葵收获专用割台,该割台加装了喂入护罩和喂入搅龙,葵盘在拉茎辊的作用下随着机具运动沿喂入护罩向下运动,直至可以进入喂入护罩与托盘之间的间隙,喂入搅龙将葵盘送往割刀处切断,使收获的葵盘保留较少的茎秆,相邻托盘的边缘上安装交叉状毛刷,可以防止籽粒掉落。菅志亮14设计的4ZXRKS-4型食用向日葵收获机割台(图3)由分禾器、拨禾
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