楚宜民　陳建　燕亞民

摘要：為了提高煙苗剪葉的質(zhì)量，解決煙苗剪葉過(guò)程中碎葉殘留過(guò)多而引起病毒傳播的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種煙苗剪葉機(jī)的剪葉裝置。該剪葉裝置以一臺(tái)單相異步電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，根據(jù)漂浮育苗煙苗的生長(zhǎng)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了獨(dú)特的鈑金結(jié)構(gòu)形式的剪葉罩以及合理的刀具傾角及轉(zhuǎn)速，使煙苗修剪區(qū)形成合理的負(fù)壓，實(shí)現(xiàn)可靠剪葉和碎葉回收。結(jié)果表明，該剪葉裝置碎葉回收率可達(dá)95%以上，該剪葉機(jī)的剪葉裝置可以達(dá)到平穩(wěn)剪葉、剪葉高度可控可調(diào)以及效率高的目標(biāo)，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)合理緊湊、移動(dòng)方便、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：煙苗；剪葉機(jī)；剪葉裝置；漂浮育苗

中圖分類(lèi)號(hào)：S224.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）16-3927-03

Abstract： In order to improve the quality of tobacco leaf cutting， and solve the problem of the tobacco leaf cutting process broken leaf residue caused by excessive virus transmission， a tobacco leaf cutting machine was designed. The device of leaf cutting was a single-phase asynchronous motor using the power source. Based on the characteristics of growth of tobacco floating seedling， leaf cutting sheet metal structure and unique housing and reasonable tool inclination angle and speed was designed to make the tobacco seedling pruning area form a reasonable negative pressure. Leaves cutting and leaf recovery could be achived. Results showed that the leaf cutting device or recovery rate was more than 95%. The leaf cutting device of the leaf cutting machine had the advantages including leaves smoothing， adjustable leaf cutting height and high efficiency， reasonable and compact structure， convenient to move， simple operation etc.

Key words： tobacco seedlings； leaf shearing machine； leaf shearing device； floating nursery

在煙草漂浮育苗的過(guò)程中，為了培育數(shù)量充足、整齊一致、健壯無(wú)病的適齡壯苗，播種后育苗時(shí)要進(jìn)行3～4次煙苗剪葉[1-3]。育苗密度大，要使煙苗健壯生長(zhǎng)，必須通過(guò)剪葉創(chuàng)造有利的煙苗生長(zhǎng)環(huán)境。剪葉主要有以下作用：①減少遮陰，增加光照，改善苗床通風(fēng)透光條件；②控大促小，促進(jìn)煙苗均勻生長(zhǎng)，增加可用苗數(shù)；③控上促下，促進(jìn)莖增長(zhǎng)、 增粗、 根茂，使煙苗健壯，適宜移栽，特別是適于機(jī)械化移栽，而且移栽后返苗快；④有利于防止苗床病害；⑤可以推遲移栽，增加移栽期的靈活性[4-11]。

目前，許多煙農(nóng)采用中、小棚進(jìn)行煙草漂浮育苗。而中、小棚煙苗穴盤(pán)式漂浮育苗煙苗剪葉時(shí)不具備使用大型自走地毯式剪葉機(jī)的條件，而現(xiàn)行的彈力剪葉器又存在勞動(dòng)效率低、煙農(nóng)工作環(huán)境差、勞動(dòng)強(qiáng)度大、剪葉過(guò)程中無(wú)法進(jìn)行消毒、病毒交叉感染幾率大等問(wèn)題。因此，在分析和總結(jié)中、小棚煙苗穴盤(pán)式漂浮育苗煙苗剪葉的農(nóng)藝要求、生產(chǎn)條件以及剪葉流轉(zhuǎn)過(guò)程的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了3TYJ-45型臺(tái)式煙苗剪葉機(jī)。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

3TYJ-45型臺(tái)式煙苗剪葉機(jī)的主要工作部件包括：主電機(jī)、剪葉罩及旋轉(zhuǎn)刀具、滑動(dòng)軌道、電器控制盒、藥泵、剪葉高度調(diào)節(jié)裝置、機(jī)架等（圖1）。該機(jī)具結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)特征是主電機(jī)固定在剪葉罩上，旋轉(zhuǎn)刀具安裝在剪葉罩內(nèi)主電機(jī)的軸身上，通過(guò)剪葉罩固定在機(jī)架上形成剪葉主體；滑動(dòng)軌道安裝在高度調(diào)節(jié)裝置上，高度調(diào)節(jié)裝置通過(guò)滑道和螺旋與機(jī)架相連，實(shí)現(xiàn)煙苗剪葉過(guò)程中高度的調(diào)節(jié)；藥泵安裝在機(jī)架的一側(cè)，通過(guò)軟管與固定在苗盤(pán)出口的霧狀噴頭相連，實(shí)現(xiàn)剪葉過(guò)程中的消毒；電器控制盒安裝在機(jī)具的一側(cè)，便于操縱人員控制操作，達(dá)到操作方便的目的。

1.2 工作原理

該機(jī)具適用于中、小棚煙草漂浮育苗的剪葉，通過(guò)移動(dòng)漂浮育苗池內(nèi)育苗盤(pán)完成對(duì)煙苗葉尖的修剪。3TYJ-45型臺(tái)式煙苗剪葉機(jī)以一臺(tái)370 W的單相異步電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)30 W的膜片泵電機(jī)為配套動(dòng)力。單相異步電動(dòng)機(jī)為剪葉主電機(jī)，膜片泵為噴藥裝置的動(dòng)力源。把剪葉機(jī)固定在苗池旁，根據(jù)煙苗頂部葉片的情況，操作調(diào)整剪葉高度調(diào)節(jié)裝置。調(diào)整好后，按下啟動(dòng)按鈕，剪葉主電機(jī)、藥泵電機(jī)開(kāi)始工作，操作人員把苗盤(pán)放入滑動(dòng)導(dǎo)軌中，輸送到剪葉裝置下方完成剪葉，位于剪葉裝置出口的噴藥裝置完成消毒。苗盤(pán)沿滑動(dòng)導(dǎo)軌的另一端流出，由操作人員把苗盤(pán)放入育苗池中。

2 剪葉裝置的設(shè)計(jì)

2.1 剪葉裝置的結(jié)構(gòu)

剪葉裝置是臺(tái)式煙苗剪葉機(jī)的核心部件（圖2）。剪葉裝置主要由剪葉主電機(jī)、剪葉罩室、剪葉刀具、刀具防松裝置等組成。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是立式單相異步電動(dòng)機(jī)安裝在剪葉罩室外，電動(dòng)機(jī)軸身深入到剪葉罩室內(nèi)并通過(guò)防松裝置安裝剪葉旋轉(zhuǎn)刀具，剪葉罩上設(shè)計(jì)有出口，用于安裝集葉袋，收集剪下來(lái)的碎葉片。煙苗剪葉不同于其他植物剪葉，其主要目的為進(jìn)行病毒防治，剪掉的殘葉是造成病毒傳播的一個(gè)途徑，因此被剪掉的葉片回收率越高越好，要想獲得高回收率，剪葉室內(nèi)就要形成一個(gè)高的負(fù)壓，而過(guò)高的負(fù)壓又會(huì)造成剪葉時(shí)煙苗從苗盤(pán)的穴孔中拔出，造成對(duì)煙苗的損害。endprint

2.2 旋轉(zhuǎn)刀具的設(shè)計(jì)

2.2.1 旋轉(zhuǎn)刀具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 旋轉(zhuǎn)刀具是剪葉裝置的關(guān)鍵零件之一。根據(jù)煙苗葉剪葉的農(nóng)藝要求，旋轉(zhuǎn)刀具要做到鋒利、平衡，同時(shí)，還應(yīng)使剪葉罩室內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)合理的負(fù)壓來(lái)滿(mǎn)足剪葉的要求。因此，旋轉(zhuǎn)刀具由切割部分和扇葉部分組成，扇葉部分扇面的大小和傾角是影響室內(nèi)負(fù)壓的關(guān)鍵因素。旋轉(zhuǎn)刀具結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2.2.2 旋轉(zhuǎn)刀具轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì) 剪葉時(shí)剪葉刀具相當(dāng)于風(fēng)機(jī)，使刀具上、下兩側(cè)產(chǎn)生負(fù)壓，氣流產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，剪掉的葉片受到氣流運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的吸力F1的作用開(kāi)始向出葉口方向運(yùn)動(dòng)。由此可知，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓越大，氣流吸力F1越大，被剪掉的葉片越容易被吸走，葉片殘留越少，掉渣率越低。綜合考慮系統(tǒng)總負(fù)壓流量及泄氣縫隙大小，確定刀具轉(zhuǎn)速為1 400 r/min。

2.2.3 剪葉罩室的設(shè)計(jì) 剪葉罩室是剪葉裝置的關(guān)鍵零件之一。剪葉罩室結(jié)構(gòu)要流暢平滑，保證殘葉流動(dòng)順暢；同時(shí)剪葉罩室與旋轉(zhuǎn)刀具應(yīng)有合理的配合，以便在室內(nèi)產(chǎn)生合理的負(fù)壓，為剪掉的殘葉排出產(chǎn)生動(dòng)力源。為此剪葉罩室采用空氣動(dòng)力學(xué)性能好的整體式鈑金結(jié)構(gòu)形式的剪葉罩、擋板、導(dǎo)風(fēng)板等組合而成。

2.3 與其他剪葉機(jī)的比較

3TYJ-45型臺(tái)式煙苗剪葉機(jī)、4YJ-450型煙苗剪葉機(jī)[6]和煙苗剪葉器[7]3種機(jī)型的參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。由表1可知，3TYJ-45型臺(tái)式煙苗剪葉機(jī)具有清潔能源、效率高、功耗低、移動(dòng)維護(hù)方便，剪葉高度控制精準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)。

3 實(shí)際應(yīng)用

3.1 空載試運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)

空載運(yùn)行各旋轉(zhuǎn)零件運(yùn)轉(zhuǎn)良好，無(wú)卡滯和異響現(xiàn)象；噴藥裝置應(yīng)符合霧化要求，且無(wú)漏液現(xiàn)象。

3.2 剪葉試驗(yàn)

剪葉試驗(yàn)在許昌市襄城縣王洛鎮(zhèn)許昌煙草分公司煙田示范園育苗棚中進(jìn)行。試驗(yàn)用漂浮育苗盤(pán)規(guī)格為672 mm×342 mm×52 mm，煙苗盤(pán)上高度80 mm，需剪掉葉片高度25 mm，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。由表2可知，掉渣率≤5%，剪葉高度一致性、剪葉步長(zhǎng)均符合設(shè)計(jì)要求，該機(jī)具已通過(guò)河南省農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量試驗(yàn)鑒定站的測(cè)試，機(jī)具各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 小結(jié)與討論

3TYJ-45型臺(tái)式煙苗剪葉機(jī)具有功率消耗小、工作性能穩(wěn)定可靠、移動(dòng)維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，能滿(mǎn)足煙草中小棚工廠(chǎng)化漂浮育苗盤(pán)育苗的剪葉需求。剪葉裝置主刀具轉(zhuǎn)速為1 400 r/min，通過(guò)合理設(shè)計(jì)剪葉室的形狀和成型工藝以及旋轉(zhuǎn)刀具的結(jié)構(gòu)形狀，達(dá)到在剪葉過(guò)程中掉渣率最低，同時(shí)又不把漂浮育苗盤(pán)中的煙苗吸動(dòng)的目的。該機(jī)刀具轉(zhuǎn)速與其他幾種剪葉機(jī)不同，刀具轉(zhuǎn)速的選取和剪葉室罩的設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步地研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡龍興，顏合洪.烤煙漂浮育苗技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J].作物研究，2004（5）：393-396，401.

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[7] 曲寶建，劉廣玉，蔣孝平，等.煙苗剪葉器的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2012（9）：111-114.

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[10] 劉國(guó)順，習(xí)向銀，時(shí)向東，等.剪葉處理對(duì)烤煙漂浮育苗中煙苗生長(zhǎng)劑生理特性的影響[J].中國(guó)煙草科學(xué)，2003（1）：38-41.

[11] 劉 勇，段玉琪.煙草漂浮育苗剪葉傳播煙草花葉病毒的特點(diǎn)[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，22（S1）：45-48，60.

（責(zé)任編輯 屠 晶）endprint

2.2 旋轉(zhuǎn)刀具的設(shè)計(jì)

2.2.1 旋轉(zhuǎn)刀具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 旋轉(zhuǎn)刀具是剪葉裝置的關(guān)鍵零件之一。根據(jù)煙苗葉剪葉的農(nóng)藝要求，旋轉(zhuǎn)刀具要做到鋒利、平衡，同時(shí)，還應(yīng)使剪葉罩室內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)合理的負(fù)壓來(lái)滿(mǎn)足剪葉的要求。因此，旋轉(zhuǎn)刀具由切割部分和扇葉部分組成，扇葉部分扇面的大小和傾角是影響室內(nèi)負(fù)壓的關(guān)鍵因素。旋轉(zhuǎn)刀具結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2.2.2 旋轉(zhuǎn)刀具轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì) 剪葉時(shí)剪葉刀具相當(dāng)于風(fēng)機(jī)，使刀具上、下兩側(cè)產(chǎn)生負(fù)壓，氣流產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，剪掉的葉片受到氣流運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的吸力F1的作用開(kāi)始向出葉口方向運(yùn)動(dòng)。由此可知，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓越大，氣流吸力F1越大，被剪掉的葉片越容易被吸走，葉片殘留越少，掉渣率越低。綜合考慮系統(tǒng)總負(fù)壓流量及泄氣縫隙大小，確定刀具轉(zhuǎn)速為1 400 r/min。

2.2.3 剪葉罩室的設(shè)計(jì) 剪葉罩室是剪葉裝置的關(guān)鍵零件之一。剪葉罩室結(jié)構(gòu)要流暢平滑，保證殘葉流動(dòng)順暢；同時(shí)剪葉罩室與旋轉(zhuǎn)刀具應(yīng)有合理的配合，以便在室內(nèi)產(chǎn)生合理的負(fù)壓，為剪掉的殘葉排出產(chǎn)生動(dòng)力源。為此剪葉罩室采用空氣動(dòng)力學(xué)性能好的整體式鈑金結(jié)構(gòu)形式的剪葉罩、擋板、導(dǎo)風(fēng)板等組合而成。

2.3 與其他剪葉機(jī)的比較

3TYJ-45型臺(tái)式煙苗剪葉機(jī)、4YJ-450型煙苗剪葉機(jī)[6]和煙苗剪葉器[7]3種機(jī)型的參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。由表1可知，3TYJ-45型臺(tái)式煙苗剪葉機(jī)具有清潔能源、效率高、功耗低、移動(dòng)維護(hù)方便，剪葉高度控制精準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)。

3 實(shí)際應(yīng)用

3.1 空載試運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)

空載運(yùn)行各旋轉(zhuǎn)零件運(yùn)轉(zhuǎn)良好，無(wú)卡滯和異響現(xiàn)象；噴藥裝置應(yīng)符合霧化要求，且無(wú)漏液現(xiàn)象。

3.2 剪葉試驗(yàn)

剪葉試驗(yàn)在許昌市襄城縣王洛鎮(zhèn)許昌煙草分公司煙田示范園育苗棚中進(jìn)行。試驗(yàn)用漂浮育苗盤(pán)規(guī)格為672 mm×342 mm×52 mm，煙苗盤(pán)上高度80 mm，需剪掉葉片高度25 mm，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。由表2可知，掉渣率≤5%，剪葉高度一致性、剪葉步長(zhǎng)均符合設(shè)計(jì)要求，該機(jī)具已通過(guò)河南省農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量試驗(yàn)鑒定站的測(cè)試，機(jī)具各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 小結(jié)與討論

3TYJ-45型臺(tái)式煙苗剪葉機(jī)具有功率消耗小、工作性能穩(wěn)定可靠、移動(dòng)維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，能滿(mǎn)足煙草中小棚工廠(chǎng)化漂浮育苗盤(pán)育苗的剪葉需求。剪葉裝置主刀具轉(zhuǎn)速為1 400 r/min，通過(guò)合理設(shè)計(jì)剪葉室的形狀和成型工藝以及旋轉(zhuǎn)刀具的結(jié)構(gòu)形狀，達(dá)到在剪葉過(guò)程中掉渣率最低，同時(shí)又不把漂浮育苗盤(pán)中的煙苗吸動(dòng)的目的。該機(jī)刀具轉(zhuǎn)速與其他幾種剪葉機(jī)不同，刀具轉(zhuǎn)速的選取和剪葉室罩的設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步地研究。

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2.2 旋轉(zhuǎn)刀具的設(shè)計(jì)

2.2.1 旋轉(zhuǎn)刀具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 旋轉(zhuǎn)刀具是剪葉裝置的關(guān)鍵零件之一。根據(jù)煙苗葉剪葉的農(nóng)藝要求，旋轉(zhuǎn)刀具要做到鋒利、平衡，同時(shí)，還應(yīng)使剪葉罩室內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)合理的負(fù)壓來(lái)滿(mǎn)足剪葉的要求。因此，旋轉(zhuǎn)刀具由切割部分和扇葉部分組成，扇葉部分扇面的大小和傾角是影響室內(nèi)負(fù)壓的關(guān)鍵因素。旋轉(zhuǎn)刀具結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2.2.2 旋轉(zhuǎn)刀具轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì) 剪葉時(shí)剪葉刀具相當(dāng)于風(fēng)機(jī)，使刀具上、下兩側(cè)產(chǎn)生負(fù)壓，氣流產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，剪掉的葉片受到氣流運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的吸力F1的作用開(kāi)始向出葉口方向運(yùn)動(dòng)。由此可知，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓越大，氣流吸力F1越大，被剪掉的葉片越容易被吸走，葉片殘留越少，掉渣率越低。綜合考慮系統(tǒng)總負(fù)壓流量及泄氣縫隙大小，確定刀具轉(zhuǎn)速為1 400 r/min。

2.2.3 剪葉罩室的設(shè)計(jì) 剪葉罩室是剪葉裝置的關(guān)鍵零件之一。剪葉罩室結(jié)構(gòu)要流暢平滑，保證殘葉流動(dòng)順暢；同時(shí)剪葉罩室與旋轉(zhuǎn)刀具應(yīng)有合理的配合，以便在室內(nèi)產(chǎn)生合理的負(fù)壓，為剪掉的殘葉排出產(chǎn)生動(dòng)力源。為此剪葉罩室采用空氣動(dòng)力學(xué)性能好的整體式鈑金結(jié)構(gòu)形式的剪葉罩、擋板、導(dǎo)風(fēng)板等組合而成。

2.3 與其他剪葉機(jī)的比較

3TYJ-45型臺(tái)式煙苗剪葉機(jī)、4YJ-450型煙苗剪葉機(jī)[6]和煙苗剪葉器[7]3種機(jī)型的參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。由表1可知，3TYJ-45型臺(tái)式煙苗剪葉機(jī)具有清潔能源、效率高、功耗低、移動(dòng)維護(hù)方便，剪葉高度控制精準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)。

3 實(shí)際應(yīng)用

3.1 空載試運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)

空載運(yùn)行各旋轉(zhuǎn)零件運(yùn)轉(zhuǎn)良好，無(wú)卡滯和異響現(xiàn)象；噴藥裝置應(yīng)符合霧化要求，且無(wú)漏液現(xiàn)象。

3.2 剪葉試驗(yàn)

剪葉試驗(yàn)在許昌市襄城縣王洛鎮(zhèn)許昌煙草分公司煙田示范園育苗棚中進(jìn)行。試驗(yàn)用漂浮育苗盤(pán)規(guī)格為672 mm×342 mm×52 mm，煙苗盤(pán)上高度80 mm，需剪掉葉片高度25 mm，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。由表2可知，掉渣率≤5%，剪葉高度一致性、剪葉步長(zhǎng)均符合設(shè)計(jì)要求，該機(jī)具已通過(guò)河南省農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量試驗(yàn)鑒定站的測(cè)試，機(jī)具各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 小結(jié)與討論

3TYJ-45型臺(tái)式煙苗剪葉機(jī)具有功率消耗小、工作性能穩(wěn)定可靠、移動(dòng)維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，能滿(mǎn)足煙草中小棚工廠(chǎng)化漂浮育苗盤(pán)育苗的剪葉需求。剪葉裝置主刀具轉(zhuǎn)速為1 400 r/min，通過(guò)合理設(shè)計(jì)剪葉室的形狀和成型工藝以及旋轉(zhuǎn)刀具的結(jié)構(gòu)形狀，達(dá)到在剪葉過(guò)程中掉渣率最低，同時(shí)又不把漂浮育苗盤(pán)中的煙苗吸動(dòng)的目的。該機(jī)刀具轉(zhuǎn)速與其他幾種剪葉機(jī)不同，刀具轉(zhuǎn)速的選取和剪葉室罩的設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步地研究。

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（責(zé)任編輯 屠 晶）endprint