溫翔 楊佳敏

摘?要：對整稈式甘蔗收獲機械除雜裝置和切段式甘蔗收獲機械的除雜裝置工作原理及現(xiàn)狀進行了論述，并對其除雜裝置除凈率低的問題進行了分析。

關(guān)鍵詞：甘蔗收獲機械;除雜裝置;問題分析

中圖分類號：S225.53?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.02.064

甘蔗是世界上重要的糖料作物之一，廣泛種植于熱帶以及亞熱帶地區(qū)。甘蔗產(chǎn)業(yè)是許多發(fā)展中國家發(fā)展經(jīng)濟、消除貧困的支柱產(chǎn)業(yè)之一。我國的甘蔗產(chǎn)量居世界第三位，主產(chǎn)區(qū)集中在廣西、云南、廣東、海南等地。而我國甘蔗收獲機械化普及程度仍低于印度、巴西等產(chǎn)糖大國，其主要原因之一是收獲機械的除雜效果不理想，大量蔗農(nóng)傾向采用人工剝?nèi)~除雜的方式。蔗梢和蔗葉糖分含量低，影響制糖工藝中的出糖率，普通機收含雜率高的甘蔗難以滿足糖廠的要求，對甘蔗收獲機械除雜裝置的創(chuàng)新與優(yōu)化，仍然是推廣甘蔗收獲機械化的關(guān)鍵問題。

1?我國甘蔗收獲機械除雜裝置的現(xiàn)狀

甘蔗收獲機械分為整稈式和切段式。整稈式收獲是將甘蔗整根喂入后剝?nèi)~、堆集，而切段式收獲是在喂入甘蔗之后將其切成小段，之后利用除雜風機將蔗葉吸出。切段式甘蔗收獲機械由于其自動化程度高、收獲效率高，已經(jīng)逐漸成為我國甘蔗收獲機械研究的主要方向。

1.1?整稈式甘蔗收獲機械的除雜裝置

整稈式甘蔗收獲機械通常由切梢裝置與剝?nèi)~裝置完成除雜工作。切梢裝置由升降架、撥梢輪、集梢器和切梢刀片組成，用于切掉含糖量低、對出糖率有影響的蔗梢。剝?nèi)~裝置是整稈式甘蔗收獲機械的核心裝置，剝?nèi)~裝置的設(shè)計是否合理直接關(guān)系著甘蔗收獲的含雜率。

剝?nèi)~裝置的基本組成包括喂入輥、剝?nèi)~輪、輸出輥和分葉機構(gòu)四部分。甘蔗經(jīng)由圓盤切割刀片從底部切割后輸送至喂入輥，喂入輥上常設(shè)置柔性耙齒改善喂入效率，并增大對甘蔗的摩擦力，在摩擦力的作用下甘蔗向前運動，經(jīng)過剝?nèi)~輪由剝?nèi)~元件將蔗葉剝下，剝?nèi)~之后的甘蔗進入輸出輥，為了保證剝?nèi)~元件有效工作，且防止從剝?nèi)~裝置出來的甘蔗莖稈速度過快不便收集，輸出輥的轉(zhuǎn)速要與輸入輥的轉(zhuǎn)速保持一致。經(jīng)過剝?nèi)~裝置后的蔗莖與蔗葉分離，但仍有少部分蔗葉粘附在莖稈上，雨天收獲時這種現(xiàn)象更加嚴重。所以從輸出輥中輸送出來的甘蔗要再經(jīng)過由兩個分葉輪構(gòu)成的分葉機構(gòu)，使粘附于蔗稈上的蔗葉以及雜草與蔗稈分離，進一步降低含雜率。

在此基礎(chǔ)上，廣西大學的王海波等人為小型整稈式甘蔗收獲機械設(shè)計了一種側(cè)面鼓風式除雜風機。該風機安裝在輸出輥之后，將混雜在蔗稈中的蔗葉二次清除，以降低含雜率。劉海波等人用浮動輥來代替原來的固定輸送輥，減少了蔗葉堵塞的情況。

1.2?切段式甘蔗收獲機械的除雜裝置

切段式甘蔗收獲機械通常由切梢裝置與風機排雜裝置完成除雜工作。與整稈式一樣，切段式甘蔗收獲機械的切梢裝置也是用于切除蔗梢。對于切段式甘蔗收獲機械來說，風機排雜裝置的性能是降低含雜率的關(guān)鍵因素。切段式甘蔗收獲機械一般選用軸流風機作為除雜風機，設(shè)置在蔗段升運機構(gòu)之后的拋出口上方，由集流室、扇葉、扇葉室、出流室以及導流板構(gòu)成。其工作原理為：通過軸流風機的高速轉(zhuǎn)動，在風機葉輪下方形成負壓場，被旋轉(zhuǎn)切斷刀切成小段的甘蔗經(jīng)升運器拋到落料口，其中密度小、受風面積大的蔗葉與雜草隨氣流吸入風機，并從出流室排出，密度較大的蔗段在重力的作用下落入后續(xù)收集裝置。

為了進一步降低含雜率，華南農(nóng)業(yè)大學的謝福祥等人設(shè)計了一種新型風機葉輪。廣西農(nóng)機研究所研究對蔗稈裝載升運機構(gòu)的底板采用了孔板結(jié)構(gòu)，在蔗段運送至高處的過程中，蔗段的翻滾與抖動都可以使粘附在蔗段上的泥土雜物等從孔中落下。黃崢等人利用Fluent軟件對華南農(nóng)業(yè)大學研制的HN4GDL-91切段式甘蔗收獲機的排雜風機進行流場分析，并根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化了出流室結(jié)構(gòu)。

2?現(xiàn)有甘蔗收獲機械除雜裝置的問題

我國甘蔗種植地域地貌以及種植模式對含雜率有一定影響。以廣西為例，蔗農(nóng)在種植時普遍采用90～100 cm行距，溝寬20 cm，雙行種植，這樣種出來的甘蔗后期容易倒伏。倒伏后的甘蔗喂入剝?nèi)~裝置后，剝凈率低，殘留更多蔗葉。從農(nóng)藝角度，蔗農(nóng)應該多種植抗倒伏、易剝?nèi)~的甘蔗品種，以適應機械收獲減少含雜率。研究人員應對剝?nèi)~裝置繼續(xù)進行優(yōu)化，尋找合適的喂入速度，解決在田間工作時蔗葉堵塞嚴重的問題。同時應該提升除雜裝置工作的可靠性，并在保證除雜效率的前提下降低其能耗，使廣大蔗農(nóng)解放雙手，并且以更少的經(jīng)濟成本，通過甘蔗的機械收獲得到更低含雜率的蔗稈。

參考文獻：

[1] ?梁闐.廣西甘蔗機械化生產(chǎn)現(xiàn)狀及對策探討[J].中國糖料，2011（1）.

[2]?解福祥，區(qū)穎剛，劉慶庭，等.甘蔗收獲機排雜風機設(shè)計與實驗[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2012（S1）：8.