5MDZJ-380-1400型青毛豆脱荚机脱荚损失和损伤试验

高占文 李思锐

摘要：为改进5MDZJ-380-1400型青毛豆脱荚机的设计，以人工脱荚为对照，开展脱荚效果对比试验。试验结果表明：人工脱荚和机械脱荚都存在脱不净损失问题，二者的损伤率分别为10%和27.34%;机械脱荚的挤压损伤﹤撕裂损伤﹤折裂损伤﹤缝合线损伤﹤向轴损伤。

关键词：青毛豆脱荚机;脱荚损失;试验;脱荚损伤

中图分类号：S225.6    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2019）06-0016-03

青毛豆是指在R6（粒鼓满期）至R7（初熟期）生育之间，荚鼓粒饱满、荚色翠绿时采青食用的大豆。其豆荚成熟特性异于大豆，无法直接用大豆收获机采摘收获，人工采摘耗时费力，生产效率低。为解决此问题，辽宁省农业机械化研究所设计研究了5MDZJ-380-1400型青毛豆脱荚机，采用滚筒式机构一次完成青毛豆枝叶与豆荚分离，为青毛豆产业化发展提供技术支持。同時，通过脱荚损失和损伤性能试验，为机具的改进设计提供基础数据。

1 5MDZJ-380-1400型青毛豆脱荚机

1.1 结构组成

5MDZJ-380-1400型青毛豆脱荚机主要由链夹持输送装置、齿梳式脱荚装置、清选装置和收集装置组成，如图1所示。其采用上脱滚筒式脱荚方式，主要以梳刷脱荚为主、打击脱荚为辅的方式对青毛豆植株进行脱荚作业。喂入为机械式，清选选用清选筛和风机组合式清选装置。喂入采用链夹持输送式，链夹持输送装置的输送方向与脱荚滚筒的轴线方向成夹角，输入端距滚筒距离最远。随链夹持输送机构行进，从青毛豆植株的顶部到根部依次脱荚，输出端距滚筒距离最近。齿梳式脱荚装置的滚筒上脱荚齿采用摘荚胶指，形状为三角形，内置钢骨架，以增加胶指结构强度。摘荚胶指以螺旋排列斜向安装于滚筒外表面。

脱荚机主要性能指标和技术参数如表1所示。

1.2 工作原理

配套动力为3.68 kW柴油发动机。由人工将青毛豆植株茎杆根部置于链式夹持输送机构后，在柴油发动机的带动下，植株随输送夹持链进入齿梳式脱荚室。链式夹持输送的输送方向与脱荚滚筒的轴线方向成夹角，因此植株顶部先与滚筒上摘荚胶指接触，并随链式夹持输送机构行进，逐渐由顶部向根部脱荚。在摘荚胶指的旋转梳刷和打击作用下，豆荚、支杆和枝叶被梳刷和打落并进入清选装置，其中支杆和叶子被风机吹出机外，豆荚在振动筛的振动下落入收集装置。

1.3 机具特点

摘荚胶指大大减少豆荚损伤率。链式夹持输送机构减轻劳动强度。清选装置减少二次挑选的劳力与时间，提高清洁度。滚筒式机构主要依靠梳刷和打击作用脱荚。脱荚过程中，摘荚胶指插入青毛豆植株内进行梳刷和打击，茎叶被同时打落，增加了后续清选作业的难度。

2 5MDZJ-380-1400型青毛豆脱荚机性能试验

2.1 试验品种

2018年9月在沈阳新民市对5MDZJ-380-1400 型青毛豆脱荚机进行脱荚损失和损伤试验。青毛豆品种选择辽00139，其全生育期110 d。从田间随机选取50株没有病虫害且成熟度一致的植株，测量株高、株高、主茎节数、分枝数、结荚高度、单株结荚、豆荚长度、豆荚宽度等农艺性状参数，结果见表2。

2.2 试验设计

试验共设2个处理，其中处理1采用人工脱荚，处理2采用5MDZJ-380-1400 型青毛豆脱荚机脱荚，分别测量其脱荚损失和脱荚损伤。脱荚损失为脱不净损失。脱荚损伤分为豆荚外观损伤，包括挤压损伤、撕裂损伤、折裂损伤、缝合线损伤、向轴损伤5种形式。

2.3 结果与分析

2.3.1 脱荚损失 机械脱荚和人工脱荚的损失率分别见表3和表4。

从表3和表4可看出，人工脱荚损失和机械脱荚损失分别为3.6%和9.4%，说明人工脱荚和机械脱荚都存在脱不净损失的问题，但人工脱荚损失远低于机械脱荚，应为青毛豆植株的结荚高度过低或夹持部位过低造成。

2.3.2 脱荚损伤试 机械脱荚和人工脱荚的损失率分别见表5和表6。

从表5可看出，机械脱荚时，挤压损伤﹤撕裂损伤﹤折裂损伤﹤缝合线损伤﹤向轴损伤，其中挤压损伤最大，向轴损伤最小。豆荚损伤类别存在较大差异，主要由脱荚部件冲击过大及脱荚滚筒转速参数选择不合理造成，也与豆荚的收获期有很大关系。

对比表5和表6的数据可知，人工脱荚和机械脱荚都有损伤情况，但机械脱荚损伤较大，约为人工脱荚损伤的3倍。究其原因，主要由滚筒转速、脱荚部件冲击、豆荚在脱荚过程中受力均匀度、豆荚收获期造成。

2.4 结论

通过脱荚损失和损伤试验可知：人工脱荚和机械脱荚都存在脱不净损失问题，人工脱荚损失和机械脱荚的损失分别为3.6%和9.4%;人工脱荚损伤和机械脱荚损伤分别为10%和27.34%;挤压损伤﹤撕裂损伤﹤折裂损伤﹤缝合线损伤﹤向轴损伤，其中挤压损伤最大，向轴损伤最小。

收稿日期：2019-08-12

基金项目：辽宁省科学事业公益研究基金青毛豆脱荚机理及配套装置的研究（20180026）

作者简介：高占文（1965—），男，教授级高级工程师，从事农业机械研究与设计工作。

参考文献

[1] 王福义.5MDZJ-380-1400型毛豆摘荚机的设计[J]，农业科技与装备，2016（9）：11-13.

[2] 童一宁，楼婷婷，姚爱萍，等.浙江省青毛豆全程机械化研究及发展建议[J].农业工程，2018，8（7）：17-20.

[3] 朱建锡，郑涛，陈长卿，等.毛豆机械化收获国内外研究现状及展望[J].时代农机，2018，45（7）：75-77.

[4] 劉畅，宋学娟，邵志刚.收获方式对菜用大豆机械损伤的影响研究[J].农业科技与装备，2013（2）：26-28.

Study on Pod Removal Loss and Damage by Bean Huller of

5MDZJ-380-1400 Model Green Soybean

GAO Zhanwen1， LI Shirui2

（1. Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China; 2. Yulin District Meteorological Bureau of Yulin City， Yulin Shaanxi 719000， China）

Abstract： In order to improve the design of pod removal machine of 5MDZJ-380-1400 green soybean， the pod removal effect was compared with that of manual pod removal. The results showed that both artificial and mechanical pod removal had the problem of net loss of pod removal， and the damage rates of them were 10% and 27.34% respectively. Extrusion damage less than tearing damage less than cracking damage less than axial damage of mechanical pod removal.

Key words： bean huller of green soybean; pod removal damage; experiment; pod loss