引言
我國農作物秸稈資源十分豐富,積極推廣和發展資源綜合利用技術,突出發展草食型、節糧型畜牧業,符合我國農業科技發展綱要的要求。黃貯飼料收獲機的推廣和應用最大限度地提高了秸稈性飼料的利用率,推動了內蒙古自治區畜牧業的發展,降低了因焚燒秸稈帶來的環境污染,產生了巨大的社會效益。該機是聯合收獲機具,主要用于玉米摘穗后對玉米秸稈進行強制順序喂入、切碎、推進和拋送裝車,也可進行青貯玉米及其它秸稈類作物的收獲。本機具有體積小、質量輕、結構緊湊、生產率高和節省勞動力等優點。9HS-170 型黃貯飼料收獲機與 40 ~58. 8kW拖拉機配套作業,掛接方式為后懸掛,作業時無需對行工作。
1 經濟效益與社會效益分析
9HS-170 型黃貯飼料收獲機是根據內蒙古自治區實現農業機械化和畜牧業生產發展的需要和發展要求,自行立項、研制開發的一種用于各類高莖稈作物( 如玉米、高梁等) 秸稈的收割、切碎的設備,該機的研制將會產生較大的經濟效益和社會效益。
1. 1 技術性分析
應對內蒙古自治區農業機械化的發展要求及畜牧發展和養殖方式的轉變,該機適用于對各類高莖稈作物的收獲,并可同時將其切碎,方便種植戶的收獲和養殖專業戶進行飼料黃貯。9HS-170 型黃貯飼料收獲機針對市場情況,采用配套動力 40 ~ 58kW 拖拉機,利于其動力輸出軸將動力送到變速箱,產生不同轉變,以滿足工作要求,使之具有適應范圍廣、使用方便、可靠的特點,并可達到結構緊湊、性能穩定、生產效率高的功效。
1. 2 使用性分析
9HS-170 型黃貯飼料收獲機結構簡單、操作方便,而且維修保養容易,在很大程度上降低了勞動強度,提高了勞動生產率。
1. 3 經濟效益分析
1. 3. 1 直接經濟效益
樣機單臺成本 1. 6 萬元,其中生產成本 1. 234 萬元,間接費用 0. 366 萬元。擬定單臺售價 2. 2 萬元,則每臺機可新增利潤按 15% 計算,新增稅收按 10%計算,則可獲得利稅 0. 6 萬元。
1. 3. 2 間接經濟效益
工作時,每臺機組需配備 4 個,每人每天 100 元;拖拉機以 654 型拖拉機為例,每臺 8. 5 萬元( 使用期限 10 年) .9HS-170 型黃貯飼料收獲機每臺 2. 2 萬元( 使用期限 8 年) .經測試,每公頃油耗為 7. 2L,油價為 7. 4 元/L,維修費按機組購置費的 2% 計算,利息按 5% 計算; 如果按每臺機組每天作業 6hm2、每年作業按 20 天計算,每年共作業 120hm2,按機具作業消耗及購機分攤進行機具作業成本計算,則每臺機組作業成本如表 1 所示。
如按每公頃作業收費 750 元計算,每臺機組每年收入 9 萬元,每臺機組每年的作業成本 3. 54 萬元,則每臺機組每年純收益 5. 46 萬元,投資回收期為 2 年?!颈?】
2 總體布局及三維建模
9HS-170 型黃貯飼料收獲機的總體設計方案是在廣泛走訪國內用戶,收集、分析以往田間實驗報告及國內外同類產品最新技術資料和樣機的基礎上確定的,其實體圖。采用 SolidWorks 軟件建立黃貯飼料收獲機三維實體模型,并在裝配模塊下把建立好的模型組裝起來。
3 拋送裝置性能研究
運用三維建模軟件 SolidWorks 建立黃貯飼料收獲機拋送裝置的三維模型,然后將模型導入到 ANSYSICEM CFD 進行網格劃分; 采用 RNG k -ε 模型和多考系 模 型,運 用 Fluent 模 擬 出 其 內 部 的 氣 流 流場.拋送裝置的計算域模型。取拋送筒截面 z=-20mm、z=0mm、z=20mm,通過CFD-POST 進行后處理,分析其速度趨勢。3 個位置的速度分布圖??梢钥闯觯?3 個截面的氣流速度變化趨勢基本相同。此現象表明,拋送筒中存在渦流,使得部分氣流不能順利排除,容易造成堵塞,并產生噪聲。優化可以適當改變拋送筒的結構尺寸和拋送葉片的傾角等參數,使得氣流更順利排除,從而提高拋送效率和整機的性能。
4 收獲機的保養與存放
使用收獲機過程中,應及時、認真、仔細地進行技術保養,保證玉米收獲機經常處于完好的技術狀態,充分發揮機器的效能,提高生產效率,延長使用壽命。
技術保養內容包括各零部件的清洗、檢查、緊固、潤滑和調整。
1) 每日工作前,應清理玉米收獲機上殘存的塵土、莖葉及其他附著物; 清理發動機水箱、防塵罩和空氣濾清器,用壓縮空氣反向吹凈。
2) 每日工作前,檢查各組成部分的聯接狀況,必要時加以緊固; 特別是要檢查粉碎回收機的懸掛聯接裝置。
3) 每 4h 向敞開式傳動鏈條加注機油 1 次,其部位有輸出軸鏈輪至傳動軸鏈輪的鏈條。
4) 每班檢查并調整各傳動鏈條緊度。
5) 從拖拉機上拆下收獲機,打開機械上的蓋子、防護罩,仔細清除玉米收獲機內外的塵土、作物殘余和污物,必要時可做部分拆卸,里外必須清除干凈。
6) 卸下鏈條,放入柴油或煤油中清洗,并裝回原位置。
7) 拆卸和查看機器時,如發現零件或部件需要更換,應換上備用零件。
8) 在一切未涂油漆的金屬表面以及工作中受到摩擦的地方,均應涂防銹油。
9) 液壓管路排出剩油并封堵; 接口部位加上塑料蓋防止碰撞。
5 收獲機的安全操作
1) 作業前,檢查鏈條護罩、皮帶罩; 查看傳動軸護罩是否緊固安全。
2) 運轉收獲機時,秸稈切碎后部不許站人。
3) 收獲機在安裝后試運轉,要求中等轉速運轉2h.
4) 拖拉機置于空擋位置,啟動發動機; 運轉正常后,秸稈切碎機降至工作位置。
5) 將發動機置于低速,踏下鎖定裝置,將離合器踏到二次分離位置,接合動力輸出軸; 然后,慢慢抬起離合器,使收獲機低速運轉。
6) 踏下離合器踏板,掛上工作擋,開始收獲玉米作業。
6 故障分析與排除方法
飼料收獲機常見的故障表現及排除方法如表 2所示?!颈?】
7 結論
1) 應對內蒙古農業機械化的發展要求及畜牧發展和養殖方式的轉變,設計了黃貯飼料收獲機。其結構簡單、操作方便,而且維修保養容易,可以產生良好的經濟和社會效益。
2) 對關鍵部件拋送裝置進行分析表明,拋送筒中存在渦流,優化可以適當改變拋送葉片的傾角等參數,使得氣流更順利排除,其總體性能良好。
3) 制訂了收獲機的具體保養與存放細則,有助于提高收獲機的使用效率和壽命。
參考文獻:
[1] 李偉,藺樹生,譚豫之,等。 作物秸稈綜合利用的創新技術[J]. 農業工程學報,2000,16( 1) : 14-17.
[2] 崔 明,趙立欣,田宜水,等。 中國主要農作物秸稈資源能源化利用分析評價[J]. 農業工程學報,2008,24( 12) : 291-296.
[3] 畢于運,高春雨,王亞靜,等。 中國秸稈資源數量估算[J].農業工程學報,2009,25( 12) : 211-217.
[4] 高利偉,馬 林,張衛峰,等。 中國作物秸稈養分資源數量估算及其利用狀況[J]. 農業工程學報,2009,25( 7) : 173-179.
[5] 陳琳。 農作物秸稈資源綜合利用的戰略研究[D]. 南京:南京林業大學,2007.
[6] 高祥照,馬文奇,馬常寶,等。 中國作物秸稈資源利用現狀分析[J]. 華中農業大學學報,2002,21( 3) : 242-247.