4GC-1型根茎药材收获机的设计

4GC-1型根茎药材收获机的设计目前，国内用于收获根茎类中草药材的机械很少。随着根茎类中草药种植面积逐年扩大，收获难的问题日益突出。根据目前种植的实际情况，通过大量调研和试验工作，研究设计了4GC-1型根茎药材收获机，该机具有入土行程短，松土效果好，分离能力强的特点。1.总体方案设计该机由挖掘铲、指杆分离栅和机架等主要工作部件组成（如图1）。为提高该机的机动性，联接方式选择后三点悬挂，整机采用单梁宽跨式结构，悬挂机组挖掘深度采用位置调节方法。挖掘铲为直刀楔式，入土角170°，工作幅宽1.1m，垄作、畦作通用。1.挖掘铲2.铲柄3.机架4.连接板5.指杆式分离栅图1总体布置图2.动力选择根茎类中草药的收获深度较大，一般在35～40cm，要求松土范围大，效果好，因此作业阻力大。经测试，挖掘深度在35～40cm时，机具总阻力在22～26kN。根据现有动力情况，选择东方红-75型或东方红-802型履带拖拉机较为合适，其计算牵引力为Ⅰ挡4.5kN,Ⅱ挡26.26kN，能够满足牵引力的要求，并且具有一定的储备牵引力。3.挖掘铲的设计为了解决根茎类中草药根部入土较深、松土范围大、挖掘部件土壤阻力大的问题，我们设计了直刃楔式挖掘铲（如图2）。图2直刃楔式挖掘铲铲柄前倾角β是影响铲柄对土壤和作物根茎滑切作用的重要参数，正确选择有利于提高滑切作用和降低作业阻力。铲柄工作时，柄刃对土壤和作物根茎的作用情况如图3。N为柄刃对根茎和土壤的作用力，F为摩擦力。将N分解为使根茎随铲柄一起运动的力P和根茎沿柄刃相对滑动的作用T。图3柄刃对土壤和作物根茎的作用情况则有：T=N·tgp工作幅宽：110cm；最大挖掘铲深度：45cm；破损率：＜3%；漏收率：＜1%；生产率：0.4～0.5hm2/h；整机质量：270kg；配套动力：55.2～58.8kW。5.试验情况2012年分别进行甘草、黄芩收获试验，试验时间为三个连续班次，每个班次作业时间6h，累计作业量10.5hm2，试验结果如表1、表2。表1主要指标试验检测结果项目收甘草收黄芩入土行程/cm12692挖掘深度/cm45.726.5损伤率/%2.251.0漏收率/%0.850比阻/kg·cm-20.550.50牵引阻力/kg24781465消耗功率/kW29.324.9纯小时生产率/hm2·h-10.540.68表2生产查定结果汇总(甘草)项目班次123平均纯工作时间/min384380430398转弯空行时间/min43345243工艺服务时间/min22212623机器故障时间/min8044动力调整保养和故障时间/min231613自然条件造成停机时间/min10158.3其它原因造成的停机时间/min32512.3作业量/hm23.473.513.5203.50纯工作小时生产率/hm2·h-10.550.560.520.54作业可靠性/%98.010098.899.0单位燃油消耗量/kg·hm-298103102101试验结果表明，本机的主要性能指标达到了设计要求，作业质量满足了农业技术要求，整机设计合理。（05）