高占文 李思銳

摘要：為改進5MDZJ-380-1400型青毛豆脫莢機的設(shè)計，以人工脫莢為對照，開展脫莢效果對比試驗。試驗結(jié)果表明：人工脫莢和機械脫莢都存在脫不凈損失問題，二者的損傷率分別為10%和27.34%;機械脫莢的擠壓損傷﹤撕裂損傷﹤折裂損傷﹤縫合線損傷﹤向軸損傷。

關(guān)鍵詞：青毛豆脫莢機;脫莢損失;試驗;脫莢損傷

中圖分類號：S225.6????文獻標(biāo)識碼：A????文章編號：1674-1161（2019）06-0016-03

青毛豆是指在R6（粒鼓滿期）至R7（初熟期）生育之間，莢鼓粒飽滿、莢色翠綠時采青食用的大豆。其豆莢成熟特性異于大豆，無法直接用大豆收獲機采摘收獲，人工采摘耗時費力，生產(chǎn)效率低。為解決此問題，遼寧省農(nóng)業(yè)機械化研究所設(shè)計研究了5MDZJ-380-1400型青毛豆脫莢機，采用滾筒式機構(gòu)一次完成青毛豆枝葉與豆莢分離，為青毛豆產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)支持。同時，通過脫莢損失和損傷性能試驗，為機具的改進設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 5MDZJ-380-1400型青毛豆脫莢機

1.1 結(jié)構(gòu)組成

5MDZJ-380-1400型青毛豆脫莢機主要由鏈夾持輸送裝置、齒梳式脫莢裝置、清選裝置和收集裝置組成，如圖1所示。其采用上脫滾筒式脫莢方式，主要以梳刷脫莢為主、打擊脫莢為輔的方式對青毛豆植株進行脫莢作業(yè)。喂入為機械式，清選選用清選篩和風(fēng)機組合式清選裝置。喂入采用鏈夾持輸送式，鏈夾持輸送裝置的輸送方向與脫莢滾筒的軸線方向成夾角，輸入端距滾筒距離最遠(yuǎn)。隨鏈夾持輸送機構(gòu)行進，從青毛豆植株的頂部到根部依次脫莢，輸出端距滾筒距離最近。齒梳式脫莢裝置的滾筒上脫莢齒采用摘莢膠指，形狀為三角形，內(nèi)置鋼骨架，以增加膠指結(jié)構(gòu)強度。摘莢膠指以螺旋排列斜向安裝于滾筒外表面。

脫莢機主要性能指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)如表1所示。

1.2 工作原理

配套動力為3.68?kW柴油發(fā)動機。由人工將青毛豆植株莖桿根部置于鏈?zhǔn)綂A持輸送機構(gòu)后，在柴油發(fā)動機的帶動下，植株隨輸送夾持鏈進入齒梳式脫莢室。鏈?zhǔn)綂A持輸送的輸送方向與脫莢滾筒的軸線方向成夾角，因此植株頂部先與滾筒上摘莢膠指接觸，并隨鏈?zhǔn)綂A持輸送機構(gòu)行進，逐漸由頂部向根部脫莢。在摘莢膠指的旋轉(zhuǎn)梳刷和打擊作用下，豆莢、支桿和枝葉被梳刷和打落并進入清選裝置，其中支桿和葉子被風(fēng)機吹出機外，豆莢在振動篩的振動下落入收集裝置。

1.3 機具特點

摘莢膠指大大減少豆莢損傷率。鏈?zhǔn)綂A持輸送機構(gòu)減輕勞動強度。清選裝置減少二次挑選的勞力與時間，提高清潔度。滾筒式機構(gòu)主要依靠梳刷和打擊作用脫莢。脫莢過程中，摘莢膠指插入青毛豆植株內(nèi)進行梳刷和打擊，莖葉被同時打落，增加了后續(xù)清選作業(yè)的難度。

2 5MDZJ-380-1400型青毛豆脫莢機性能試驗

2.1 試驗品種

2018年9月在沈陽新民市對5MDZJ-380-1400?型青毛豆脫莢機進行脫莢損失和損傷試驗。青毛豆品種選擇遼00139，其全生育期110?d。從田間隨機選取50株沒有病蟲害且成熟度一致的植株，測量株高、株高、主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)、結(jié)莢高度、單株結(jié)莢、豆莢長度、豆莢寬度等農(nóng)藝性狀參數(shù)，結(jié)果見表2。

2.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)2個處理，其中處理1采用人工脫莢，處理2采用5MDZJ-380-1400?型青毛豆脫莢機脫莢，分別測量其脫莢損失和脫莢損傷。脫莢損失為脫不凈損失。脫莢損傷分為豆莢外觀損傷，包括擠壓損傷、撕裂損傷、折裂損傷、縫合線損傷、向軸損傷5種形式。

2.3 結(jié)果與分析

2.3.1 脫莢損失 機械脫莢和人工脫莢的損失率分別見表3和表4。

從表3和表4可看出，人工脫莢損失和機械脫莢損失分別為3.6%和9.4%，說明人工脫莢和機械脫莢都存在脫不凈損失的問題，但人工脫莢損失遠(yuǎn)低于機械脫莢，應(yīng)為青毛豆植株的結(jié)莢高度過低或夾持部位過低造成。

2.3.2 脫莢損傷試 機械脫莢和人工脫莢的損失率分別見表5和表6。

從表5可看出，機械脫莢時，擠壓損傷﹤撕裂損傷﹤折裂損傷﹤縫合線損傷﹤向軸損傷，其中擠壓損傷最大，向軸損傷最小。豆莢損傷類別存在較大差異，主要由脫莢部件沖擊過大及脫莢滾筒轉(zhuǎn)速參數(shù)選擇不合理造成，也與豆莢的收獲期有很大關(guān)系。

對比表5和表6的數(shù)據(jù)可知，人工脫莢和機械脫莢都有損傷情況，但機械脫莢損傷較大，約為人工脫莢損傷的3倍。究其原因，主要由滾筒轉(zhuǎn)速、脫莢部件沖擊、豆莢在脫莢過程中受力均勻度、豆莢收獲期造成。

2.4 結(jié)論

通過脫莢損失和損傷試驗可知：人工脫莢和機械脫莢都存在脫不凈損失問題，人工脫莢損失和機械脫莢的損失分別為3.6%和9.4%;人工脫莢損傷和機械脫莢損傷分別為10%和27.34%;擠壓損傷﹤撕裂損傷﹤折裂損傷﹤縫合線損傷﹤向軸損傷，其中擠壓損傷最大，向軸損傷最小。

收稿日期：2019-08-12

基金項目：遼寧省科學(xué)事業(yè)公益研究基金青毛豆脫莢機理及配套裝置的研究（20180026）

作者簡介：高占文（1965—），男，教授級高級工程師，從事農(nóng)業(yè)機械研究與設(shè)計工作。

參考文獻

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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