4YCS-150型洋葱杀秧机设计与试验

2021-05-20曹合荣刘征明文亦骁陈锐

四川农业与农机 2021年2期

曹合荣刘征明文亦骁陈锐

四川省农业机械研究设计院，四川成都

0 引言

西昌市得天独厚的地理环境和气候条件优势造就了个大饱满、颜色红润、气味辛辣、果型规整的高品质洋葱，深受省内外食客青睐。2019 年，西昌洋葱种植面积近0.47 万hm2，总产量约30 万t。但是，受洋葱种植模式限制，缺乏适用机具，西昌洋葱仍采取人工方式进行收获。随着人口老龄化和农村劳动力的减少，利用人工收获洋葱不仅成本高而且工作效率低。研发经济适用的洋葱收获机械已势在必行。

1 国内外研究现状

针对大蒜、洋葱等浅根类蔬菜，普遍采用分段式收获。收获机将洋葱等从土里挖出后成条铺在地上，然后由人工捡拾。我国对洋葱收获机械的研究还不多，且多属于挖掘分离型收获机械。例如，黑龙江畜牧机械研究所研制的4CS1 型洋葱收获机，利用平铲将洋葱从土壤中掘起后，传递到分离部件上分离土块和杂物；甘肃酒泉市农业机械推广站联合酒泉市铸陇机械制造有限责任公司联合研制的4U-125 型洋葱挖掘机类同于马铃薯挖掘机结构，增加了挖掘深度；黑龙江德沃科技开发有限公司的洋葱收获机为独立小铲挖掘、升运链抖动分离。国外的大型洋葱收获机多采用悬挂式，作业幅宽2 m 以上，前置杀秧、收拢装置，后挂挖掘、筛分、输送机，能够一次完成洋葱杀秧、挖掘、筛选、输运工作，整机结构较长，也无残膜收集、回收分离功能，且机具设备较贵、管护维修不易，不适合国内情况。

2 西昌洋葱种植模式及收获要求

西昌洋葱种植特性主要体现在宽畦（200 cm）、密植（窝行距均约16 cm）、膜上移栽。膜上移栽是保证春洋葱冬季良好生长的有效措施，但给洋葱茎块的机械化收获带来很大的难题。春洋葱成熟时，其秧苗倒伏在膜上未凋萎，必须将秧苗杀掉、揭去膜后，才能顺利挖出洋葱茎块。目前，因杀秧、揭膜环节还没有适用的机械，基本依靠人工完成洋葱挖掘、杀秧、除须等，所需劳动力多、劳动强度大、作业效率低。

经过深入调研与试验，西昌洋葱采用先杀秧后挖掘的两段收获方式为宜。四川省农业机械研究设计院尝试用机械进行对行揭膜杀秧，但未能成功，其原因是行间距小（仅16 cm 左右），洋葱块间隙小（洋葱块直径8～14 cm），再加上人工栽植，行不直，操作中无法对行，揭膜指杆损伤洋葱严重，挑起洋葱块很普遍。后又尝试扶禾杀秧，因秧苗倒塌杂乱无章，再加上大部分洋葱块有1/3～1/2在膜上，不能实现只扶秧苗不伤洋葱块。

经前期试验分析，现已有可用的洋葱挖掘机，挖掘效果较好，洋葱成熟时，覆膜未完全破碎，可待洋葱收获后机械捡拾。由于洋葱成熟度不一致、个头大小差异大、露出地表高矮不一、洋葱苗倒伏等原因，洋葱杀秧是整个收获过程的重点和难点。若洋葱苗杀秧效果好，将显著提高收获效率、降低损伤率，提升收获质量。在此背景下，本文针对洋葱杀秧这一收获重点环节研制适用于西昌地区的洋葱杀秧机。

3 洋葱杀秧机结构设计

4YCS-150 型洋葱杀秧机主要由机架、动力马达、动力传递系统、割刀组件、地轮和调试支腿组成，如图1所示。收获过程中，动力马达的动力输出通过动力传递系统传递到倾斜设置在机架下端的割刀组件，多组割刀高速旋转形成负压聚拢割断洋葱秧苗。通过地轮组件和调试支腿组件对杀秧机快速进行悬挂和调位。

洋葱杀秧机前置在轮式拖拉机上作业，再配上后置的挖掘、筛理、输送装置，实现洋葱的一次性机械化收便于控制杀秧机的杀秧高度，避免了露于地表的洋葱块被割伤。

4 田间试验与分析

为便于机械作业，试验田采用厢宽1.3 m，栽植7 行的种植模式，并留两厢未覆膜作对照组。由于环境条件等因素，未覆膜组洋葱个头较小，洋葱秧直立未倒伏。传统覆膜组，洋葱生长正常，洋葱秧几乎完全倒伏。4YCS-150 型洋葱杀秧机在西昌市佳禾蔬菜种植专业合作社进行了田间试验。经过试验，样机在未覆膜组上达到获。为方便田间作业，洋葱杀秧机采用液压驱动，动力马达由螺栓紧固在焊合机架上，安装在动力马达输出轴上的马达皮带轮通过皮带连接安装在割刀组件输入轴上的割刀皮带轮，皮带张紧总成调节皮带传动组合的张紧程度。

成熟洋葱秧苗杂乱倒伏，不利于杀秧作业，为此提出立刀盘式杀秧结构，用于切割洋葱秧苗。割刀驱动轴的顶端安装割刀皮带轮，底端倾斜安装割刀。割刀驱动轴与地面垂直，动力从上端的割刀皮带轮接入，带动割刀驱动轴底端的割刀快速旋转杀秧。割刀组件有3组，提高杀秧机的工作效率；割刀倾斜，配合左侧封板、左侧盖板、后封板、右侧封板、右侧盖板形成相对封闭空间，便于割刀高速旋转形成负压，对倒伏秧茎产生聚拢作用，完成倒伏的洋葱秧苗快速切割。

针对洋葱露出地表部分高矮不一，设计由地轮总成、导筒和调节杆构成的地轮组件，用于杀秧机行走，同时使地轮总成与杀秧机机架在竖直方向的相对位置可调，了预期效果，杀秧过程中未出现伤葱、漏杀等现象。覆膜组即使葱秧完全倒伏，前置杀秧机也能够完成杀秧工作，效果明显。4YCS-150 型洋葱杀秧机田间试验统计如表1所示。