板蓝根收获作业机的松土铲刀机构

龙源期刊网板蓝根收获作业机的松土铲刀机构作者：王薇来源：《农民致富之友》2014年第18期[摘要]本文主要介绍了板蓝根收获作业机中的松土铲刀机构的基本组成，工作原理，主要技术参数，这种铲刀机构采用框架结构的铲刀体，有效保证挖掘深度，提高板蓝根收获时作业质量。[关键词]松土铲刀机构工作原理铲刀体挖掘深度[中图分类号]S23[文献标识码]A[文章编号]1003-1650（2014）09-0220-02前言目前，北方地区板蓝根收获作业设备多数是由薯类收获设备改装而成的，这种收获设备是将铲刀与振动栅条连接在一起进行挖掘工作，当栅条进行振动时铲刀片随着栅条一起振动，这样就造成铲刀片寿命减短，铲刀的振动还会减弱机具的挖掘强度，造成挖掘深度不够，引起板蓝根药材的破损率增加，正由于这种原因，导致北方地区板蓝根收获机械没有大规模进行推广。为了解决北方地区板蓝根收获作业时深度不够、破损率高的难题，本实用新型提供一种板蓝根收获作业机的松土铲刀机构，该机构由两把立刀片与一把铲刀片组成一个铲刀体，使机具工作时的负荷均匀分布在铲刀体上，减少机具工作时的负荷阻力，可有效保持机具的挖掘深度。另外，采用振动输送装置，将铲刀体挖掘出的夹带土壤的板蓝根进行振动碎土及输送，解决了以往靠机具前进的动力进行输送常出现的堵塞问题。一、松土铲刀机构基本组成松土铲刀机构主要由铲刀体和振动输送装置两部分组成，铲刀体设置在整个机构的前部，紧靠铲刀体后部的斜上方，安装有振动输送装置，见图1与图2。铲刀体是由铲刀、铲刀托板、立刀和导向尾板焊合组装而成的框架结构，其中两把立刀刀刃朝前竖直地设置在机构最前端两侧，铲刀托板与水平方向呈固定倾斜角度焊合在两把立刀之间的下底部，在两把立刀刃背面下端分别对接焊合有导向尾板，在铲刀托板上安装一把头部呈三角形状的铲刀。振动输送装置由侧立板、连座板、揺杆Ⅰ、连杆、揺杆Ⅱ、连动杆、栅条和栅条支杆组成，其中两侧立板分别设置在整个装置的两侧，其下部由两个栅条支杆焊合支撑连接为一体，同时在两个栅条支杆间均匀地穿插有数根栅条，在每一侧立板上部均固定有前、后两个连座板，在前连座板上铰接有揺杆Ⅰ，在后连座板上同时铰接有揺杆Ⅱ和连动杆，连杆则把揺杆Ⅰ龙源期刊网和揺杆Ⅱ同时铰接连接起来，连动杆为一做往复运动的杆件，它直接与收获作业机的动力传动系统相连接。图1图1中1.铲刀，2.铲刀托板，3.立刀，4.侧立板，5.连座板，6.摇杆Ⅰ，7.连接杆，8.摇杆Ⅱ，9.连动杆，10.导向尾板图2图2中11.栅条，12.栅条支杆二、工作原理铲刀、铲刀托板、立刀和导向尾板焊合组装成了框架结构的铲刀体，而连动杆、摇杆Ⅰ、摇杆Ⅱ、及连接杆组成了曲柄双摇杆机构，曲柄双摇杆机构通过连座板又与由侧立板、栅条支杆和数根栅条构成的筛体结构相连接，这样工作时，随着机器的前进，机构的铲刀体将板蓝根连带着土壤同时挖进机体内，曲柄双摇杆机构承接机器传动系统的传递来的动力，驱动由两侧立板、栅条支杆和数根栅条构成的筛体做往复振动，从而将大部分土块振碎，经由装置下部的栅条空隙掉落到地面，同时将板蓝根药材植株从土块中干净、完整地分离出来并向机体后方快速输送。三、主要技术参数工作幅宽（mm）：1000挖掘深度（mm）：200～400四、主要参数的计算1.铲刃角γ的确定由于北方地区板蓝根种植模式是平作，根据挖掘断面和滑切性能的要求，铲刀采用平面单铲的形式，铲刃角取140o如图3所示。图32.铲的倾角α的确定铲的倾角α应小于24o，一般α越小，铲的阻力越小，其关系如图4所示，综合考虑挖掘药材时的损坏率及工作时入土效果，铲的倾角α选为20o。龙源期刊网牵引阻力挖掘铲的牵引阻力受土壤类型、挖掘深度、铲的形状和铲的倾角等影响很大，可建立如下方程式：式中：P—沿着挖掘铲移动掘起物所需的力（N）；R—铲对土壤的反作用力（N）；G—铲面上土壤重力（N）；α—铲的倾角（O）4.铲的长度L如图5所示，铲的长度L分成L1和L2两部分，铲的前段长度L1可根据确定后的α角及稍大于平均挖掘深度h1值计算得到，其方程式为：铲的后段长L2可用能量定理进行计算。高掘起物沿着铲面以机器的前进速度v运动到B点，则掘起物在B点具有的动能由下式求出：若掘起物沿铲面移动到铲的末端C点时，失去了它的速度（V=0），则土壤开始膨胀，积堆和向铲的两侧散开，药材根茎随之显露出来，即掘起物在B点具有的动能，完全用于能过长度L2的摩擦功和把掘起物提高了h2所做的功上，整理得到下式：式中：ψ—土壤对铲刀的摩擦角，一般取30o～36o。在不利条件下，机器前进速度V取最低值（一般为0.7～1.0m/s）。根据对平面铲的研究，当α为14o～24o时，挖掘铲的最佳长度为500mm左右，较低值适用于沙质土壤，较高值适用于中等坚实土壤。当α≈25o值时，中等坚实土壤会出现大量的积土，挖掘铲超过上述数值时，即使h保持不变的情况下，也会引起阻力的增加，因此，α角越大，则挖掘铲长度越短，机器速度V越高，L可以越大。图5铲刀工作时受力图五、结论龙源期刊网通过在东北地区典型地块进行试验，结果表明，松土铲刀机构满足板蓝根的收获要求，能够实现收获作业时减少药材的破损率，减小拖拉机前进时的阻力，是一种比较理想的铲刀机构。参考文献[1]农业机械设计手册，中国农业科学技术出版社.[2]初旭宏，王俊發.现代化农业.2008（10）.