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甘草售貨機的設計 冉衛(wèi)剛1 馬少輝1 (1. 塔里木大學機械電氣化工程學院， 阿拉爾 843300） 摘要：隨著地區(qū)甘草需求量的日益增大，甘草的人工種植規(guī)模也越來越大，與此同時急需面對解決的問題就是甘草的機械化收獲。本文結(jié)合北疆地區(qū)甘草的種植模式以及國內(nèi)外長根莖藥材收獲機械的研究現(xiàn)狀，設計了一種適應于北疆地區(qū)砂質(zhì)土壤的甘草收獲機械，一次性完成甘草的挖掘、分離、鋪放等工作，提高了機具的工作效率。 關(guān)鍵詞：甘草收獲機；挖掘鏟；分離裝置 中圖分類號: 文獻標識碼：A 0引言 20世紀50年代末，由于大規(guī)模的墾荒，甘草資源得以開發(fā)應用，發(fā)現(xiàn)了許多優(yōu)質(zhì)品種的甘草，同時巨大的產(chǎn)量很快使甘草躍居為藥材出口及制品產(chǎn)量之首，成為了我國的甘草主產(chǎn)區(qū)[5]。但是，由于國內(nèi)藥用量的增長和對外出口數(shù)量的逐年增加，造成了甘草采挖量迅速上升，其結(jié)果是野生甘草被亂墾亂挖導致過度使用，最后致使甘草資源減少的同時種植面積也急劇減小，同時沙塵暴、干早等自然災害相繼頻頻發(fā)生，不僅給人們的生活帶來了許多困難，也嚴重影響了經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展[6]。為了避免情況的持續(xù)惡化，大范圍的人工種植甘草技術(shù)應運而生。 1總體設計思路 目前國內(nèi)的甘草機械化收獲主要以人工收獲和部分機械化收獲為主，人工收獲在消耗大量勞力的同時工作效率很低，所以本文設計的甘草收獲機械為半機械化收獲，主要同時完成甘草的挖掘、一次分離、二次分離作業(yè)，最后需要人工完成撿拾。 1.1設計原理 在甘草收獲機的帶動下，挖掘鏟將甘草崛起，甘草與土壤的混雜物沿鏟面上升輸送通過柵條到分離裝置上;挖掘鏟上的柵條與三角鏟面是線接觸，對輸送的土壤有很好的破碎作用，部分土壤通過柵條間距漏下，減小了分離的土壤量和挖掘阻力;前端的犁刃可以根據(jù)磨損狀況隨時更換;挖掘鏟側(cè)面的固定加強板形成方形的加強結(jié)構(gòu)，使得固定刀臂在對深度板結(jié)土壤工作時結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定可靠。 1.2設計總體結(jié)構(gòu) 針對北疆地區(qū)甘草的種植模式和收獲機的收獲要求，綜合考慮現(xiàn)有甘草收獲機的優(yōu)缺點，設計了一種適合北疆地區(qū)甘草種植模式的中型甘草收獲機，三維效果圖如下所示，由機架、挖掘鏟組件、動力裝置、分離裝置、破碎裝置等構(gòu)成，可一次完成挖掘、分離及鋪放作業(yè)。 該作業(yè)機可一次性完成甘草的挖掘、分離、鋪放作業(yè)，作業(yè)機由88KW以上的拖拉機牽引，作業(yè)速度為1. 5-2.Okm/h，動力輸出軸的轉(zhuǎn)速選用540r/min，作業(yè)機的工作幅寬為600mm，工作時，由拖拉機牽引并且傳輸動力，挖掘鏟將300-400mm深度的甘草鏟起并運送到分離裝置上進行分離輸送，分離裝置的作用主要是將部分土壤與甘草分離且輸送至地表。 圖1甘草收獲機的總體結(jié)構(gòu)示意圖 2關(guān)鍵部件的設計 2.1挖掘鏟的設計 甘草挖掘鏟的作用就是順利挖掘出甘草，并將它提升至一定高度輸送給分離裝置。挖掘鏟工作時既要保證挖掘出土層中的所有甘草 且不得鏟斷甘草，又要盡量減少進入分離裝置的土壤量以至于降低能量消耗，其次還要避免挖掘鏟上纏草和奎土，最后順利地將甘草輸送到分離裝置。不同地區(qū)所對應有不同的土壤條件，簡單的讓挖掘鏟滿足不同地區(qū)的挖掘要求非常困難。目前市場上根據(jù)機具工作時挖掘鏟的運動情況而分為固定式挖掘鏟、回轉(zhuǎn)式挖掘鏟、往復式挖掘鏟和振動式挖掘鏟。 2.2振動篩的設計 甘草收獲機分離裝置的作用是將挖掘鏟輸送過來的甘草和土壤的混合物中分離出甘草。由于挖掘深度過深，分離角度又不能過大以免造成奎土，所以一級分離裝置基本是在地下完成工作，所以在地下有限的空間內(nèi)要保證分離裝置的傳動可靠，分離機構(gòu)工作穩(wěn)定可才靠是最主要的，其次一級分離裝置的作用是將甘草輸送至地表。 2.3 分離裝置 在甘草收獲機的帶動下，挖掘鏟將甘草崛起，甘草與土壤的混雜物沿鏟面上升輸送通過柵條到分離裝置上;挖掘鏟上的柵條與三角鏟面是線接觸，對輸送的土壤有很好的破碎作用，部分土壤通過柵條間距漏下，減小了分離的土壤量和挖掘阻力;前端的犁刃可以根據(jù)磨損狀況隨時更換;挖掘鏟側(cè)面的固定加強板形成方形的加強結(jié)構(gòu)，使得固定刀臂在對深度板結(jié)土壤工作時結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定可靠。 3總結(jié) 根據(jù)北疆地區(qū)甘草種植的模式和分布情況以及現(xiàn)有甘草收獲機存在的問題，本文設計了一種中型適用于西北地區(qū)砂質(zhì)板結(jié)土壤的甘草收獲機。通過對挖掘鏟和分離裝置進行結(jié)構(gòu)分析和理論計算，且對分離裝置及樣機的試驗研究，主要得出以下結(jié)論: （1）分析了目前國內(nèi)外甘草收獲機械的研究現(xiàn)狀、存在問題及未來發(fā)展的趨勢，針對存在的問題設計了一種中型的甘草收獲機，介紹了其主要的組成及工作原理。 （2）通過對挖掘鏟的功能和形狀分析，設計了一種柵條式挖掘鏟，結(jié)構(gòu)簡單可靠，能有效減小挖掘阻力，經(jīng)理論計算確定了其結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)。 （3）通過對分離裝置的功能和工作要求的分析，設計了一種輥筒式分離裝置，經(jīng)理論分析計算確定了其結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)。 參考文獻 [1]周劍，馮曉靜，劉洪杰，等.甘草種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對策研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2012, 40(19):10065一10066. [2]吳敬峰，賈曉光，李珺珂，等.甘草規(guī)?；N植與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的應用[J].中國現(xiàn)代農(nóng)藥， 2006, 13(7):12-14. [3]許正才.中國甘草產(chǎn)業(yè)競爭力研究[D].:石河子大學，2011:20-31. [4]王學農(nóng)，馬彩雯.甘草人工種植前景探討[J].農(nóng)機化，2004（6）:34-35. [5}李曉瑾.簡析甘草資源現(xiàn)狀[J].中藥研究與信息，2002,4（2）:26-29. [6]王 立，李家恒.西北地區(qū)甘草人工栽培技術(shù)體系研究[J].林業(yè)科學，1999, 35（1）:129-132. [7]黃明進，王文全.我國甘草要用植物資源調(diào)查及質(zhì)量評價研究[J].中國中藥雜志，2010, 35（8）: 947-951.