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我国青贮饲料收获机现状及趋势

   日期:2020-01-31     来源:互联网    编辑:admin    浏览:8    评论:0    
核心提示:随着我国经济的快速发展,我国人民的生活水平在不断提高,人们的膳食结构也在逐步改变。人均粮食消费正在逐年减少,肉、蛋、奶占
随着我国经济的快速发展,我国人民的生活水平在不断提高,人们的膳食结构也在逐步改变。人均粮食消费正在逐年减少,肉、蛋、奶占的比例在不断增加。据有关部门统计,目前我国肉蛋总产量已居世界首位,人均占有量已达到世界平均水平。但是在肉食中,多为高脂肪的猪肉,而低脂肪、高蛋白的牛、羊肉人均占有量却很少,而奶及奶制品的占有量仍远低于世界平均水平。要想增加牛羊肉的比例,必须大力发展牛羊饲养业,而青贮饲料及其收获机械则是这一发展过程中的重要环节。
  青饲料收获是一项对作业及时性要求极高的作业项目。因为青贮饲料对养分含量、切碎度、发酵性能要求高,收获过早过迟都会对其产生较大影响,收获过早,则干物质及养分含量低,水分含量过高;收获过迟,则过渡纤维化,水分含量过低,不利于充分发酵。一般青贮玉米及大麦等作物的最佳收获期在一周以内。目前我国青贮饲料的收割和加工主要有三种方式:一种是手工加半机械化作业,收割靠人工大会战,运输车运到青贮窖边,然后手工加铡草机切碎,主要靠的是人海战术完成青贮作业全过程;二是采用牵引(悬挂)式收获机作业,可收割、切碎、抛送一次完成,需人工开辟作业道,切碎质量差,损失浪费大,需要辅助人员多,作业效率低;三是自走式青饲料收获机,一般均为大中型,分对行和不对行两种形式,收割、切碎、抛送一次完成,作业质量好,辅助人工少,作业效率高,损失小,转移方便。
  我国从70年代开始,对青饲料收获机的需求日益迫切,为此中国农业机械化科学研究院从70年代开始研制青饲料收获机,设计了我国第一种型号的牵引式青饲料收获机“9QS—10”型及第一种型号的悬挂式青饲料收获机“9QS—5”型;对青饲料收获机的切碎滚筒和喂入机构进行了部件研究工作,对其基本配置参数、运动参数、结构参数与动力参数之间的相互关系进行了详细的研究工作,设计了我国第一种对行玉米割台自走式青饲料收获机,并先后通过了有关部门的鉴定。
  国内生产中使用的青饲料收获机主要有:①小型牵引(悬挂)式青饲收割机,有对行和不对行两种形式,主要生产企业有黑龙江省赵光机械厂、内蒙古赤峰鑫秋农牧机械有限企业、新疆机械院等,年总产量200多台。②大中型自走式青饲料收获机,分对行和不对行两种形式,现代农装北方(北京)农业机械有限企业已批量生产其具有自主常识产权的对行和不对行两种机型,某些大中型农场使用的多为原东德产E-281型自走式青饲料收获机,当时引进300~400台。受市场利益的驱动,目前国外的约翰迪尔、凯斯、克拉斯等跨国企业纷纷在国内设立办事处、代理企业,并推出其最新产品,试图打开并占领中国市场。
  制作青贮饲料需要青饲料收获机械。自走式青饲料收获机具有收获效率高、作业性能好的特点,在大中型农场较受欢迎。但是,由于我国没有此种产品,九十年代以前使用的机器全部是从原东德进口的“E-281”型自走式青饲机,仅北京地区保有量约200台左右。该机型对作物生长高度高于3米的玉米、高粱等作物收割较困难,收获损失大,其喂入散乱不均匀,因而造成切碎质量较差,在80年代末期已停产、改型。新机型由原来的易货贸易改成现汇购买,机器价格猛增3~4倍,目前国内使用的“E-281”机型都已到报废期,绝大多数机器因无配件已不能使用,致使本来不高的青饲料生产机械化水平更加降低,而引进欧美生产的自走式青饲机由于价格太高,在国内难以销售,大大制约了养牛业的进一步发展。作为幅员辽阔、人口众多的国家,不能不发展本国的饲料收获机械而完全依赖于进口。为了满足城乡市场对奶、奶制品及牛羊肉的需求,为迎接我国发展养牛、养羊业高潮的到来,批量生产国产自走式青饲料收获机已势在必行。
  在青饲料收获机适应性方

面,由于我国幅员辽阔,各地季节相差较大,加之作物品种的不尽相同,不同地区甚至同一地区都存在不同的种植制度,青饲玉米、高粱的种植行距从40厘米到75厘米均有,而用对行收割的青饲料收获机,只能适应一种行距的青饲料收割;另外在人工播种的情况下,更无法保证行距的准确性,在机播情况下也存在播种机接行和地头转弯时行距对不准的情况,因此用行距相适应的对行青饲料收获机进行收割,也将出现损失大甚至无法收割的情况,所以推广较困难,市场需求潜力不能转化为有效的现实需求,因此迫切需要生产一种能收割不分行高秆作物的青饲料收获机。
  为了促进本行业技术的不断进步,大力发展这一新兴产业,增加产品的品种和适应性,以满足不同地区的需要,现代农装北方(北京)农业机械有限企业已生产出一种不分行高秆作物自走式青饲料收获机,下面先容这种新型的青饲料收获机。
  该产品是一种收割玉米、高粱等作物时不需要分行收割的中型自走式青饲料收获机。该青饲机主要由底盘、不分行玉米割台、喂入装置、切碎装置、抛送装置等部件组成。底盘既能满足自走式青饲机的行走和各工作部件的传动需要,还有拖车的挂接机构;不分行玉米割台在分禾器分开作物后,由两个横向一字形排列的圆盘切割器切割作物,切下的作物由两个小分禾器与两个喂入滚筒上的拨齿一起共同夹持输送作物到喂入装置;喂入装置由上面前、后两个喂入辊,下面前、中、后三个喂入辊组成,其中两个上辊能浮动,其作用是将作物压实并输送到切碎装置;切碎装置结构为滚筒式,动刀采用V型排列,其作用是将作物切成一定长度的饲料;抛送装置主要由上、下抛送筒、抛送导向板和加速风扇等组成,加速风扇位于下抛送筒的上部,使物料快速被抛出,上抛送筒运输时可放下,能左右各旋转90度,抛送筒尾部盖板可调角度,这样可以满足挂拖车接饲料的要求,也可以满足拖拉机自挂拖车接饲料的要求。
  该产品设计的不分行玉米割台,属国内首次采用,成功解决了超大直径圆盘式切割器的设计问题,实现了超大直径圆盘式切割器的低割茬收割;解决了无支承高速切割后作物的夹持输送、喂入问题。该产品结构简单完善,造价低,自动化程度较高,操纵、调整、保养和维修方便,适合中国市场需求。该产品设计新颖、适用,可收割各种种植方式的高秆青饲作物,割茬低,收割倒伏作物能力强,饲料切碎质量好,解决了收获高秆青饲作物的难题,填补了我国该机型的空白,已获得国家专利,为饲料作物种植业提供了一种高效实用的收获机具。产品技术水平处于国内领先地位,主要技术性能指标达到国际同类产品先进水平。
  该产品在以下几方面的设计具有独特的特点和创新性:
  (1)总体方案的设计
  当前国际上自走式青饲机有两个不同档次的机型,在总体布置上也充分显示了它们之间的差别。档次较低的“E-281”,全部工作部件配置在机器前进方向的左侧,发动机横置于后部。为了克服机器重心过于偏左,把分动箱、驾驶台和行走变速箱配置于右侧。此种配置方式,发动机动力输出机构可以简化,但总体布局松散,机身宽大,重心偏向左侧,维护保养发动机不方便。驾驶台置于右前轮之上,有碍于驾驶员对行及直线行驶操作,也影响机器的外观设计。该机的前驱动桥与该企业谷物联合收割机通用,这就给主机喂入机构的设计及其传动带来困难,用了五个下喂入轮才越过前管梁,致使结构复杂、安装调试不便。
  西方先进的自走式青饲料收获机的总体配置特点是:割台、驾驶室、喂入机构、切碎滚筒、抛送装置及发动机全部沿主机纵轴线对称配置,克服了前一种配置方式的不足。
  该产品采用纵向对称配置原则,机器的不分行玉米割台、喂入机构、切碎滚筒及抛送装置在主机纵向恰好位于主机纵轴线对称位置,为保证

割台收割时能有低的割茬,需要将切碎机构的位置尽量降低,解决方案是把前管梁下移,行走变速箱移至物料抛送机构的后下方。这样既可以简化喂入机构,上部使用两个喂入轮、下部使用三个喂入轮即可完成物料向切碎滚筒的顺利喂入,又可将发动机横向配置于主机后部,水箱因整机宽度不够设计在发动机后侧。青饲机喂入机构、切碎滚筒、抛送装置等工作部件的传动轴全部垂直于主机的纵轴线,与发动机的动力输出轴线平行,可简化主传动设计,发动机位于后部还可减小驾驶室的噪音。割台、喂入机构、切碎滚筒与主机采用独立单元结构,相互连接用快速挂接机构,并全部配置于主机前驱动桥横梁前方,整体可绕切碎滚筒中心转动。驱动桥采用五档变速箱,每档采用液压控制的无级变速系统。驾驶室采用独立密封结构,里面配有不同的监控仪表、按钮和操纵手柄。液压系统采用五路手动阀和三路电磁阀,分别控制割台升降、抛送筒升降与转向、物料导板的抛送距离、皮带的离合及无级变速等。
  (2)切碎滚筒和抛送装置的设计
  “E-281”自走式青饲收获机切碎滚筒采用平板刀片直抛式,切碎后的物料由切碎滚筒动刀片直接抛送至饲料拖车中。为了提高物料出口速度,切碎滚筒直径加大到800mm,加大结构尺寸后,物料出口速度仍达不到理论线速度37m/s,物料抛向拖车时易受自然风影响,造成损失,这种直抛方式多用于牵引式青饲收获机。先进的自走式青饲机都设有物料二次加速抛送机构,物料出口速度可达50m/s以上,抛送距离远,便于接取物料,损失小。由于切碎滚筒动刀片只把物料送入二次加速机构,其线速度不高,滚筒直径设计为600mm左右。
  该产品采用二次加速装置,因此切碎滚筒的线速度不用很高。切碎滚筒动刀片采用平板型结构左右各有十片刀,“V”形交叉排列,使切碎更平稳,其功耗均匀堵塞少。
  (3)配套动力的选择
  自走式青饲料收获机发动机的选择是很关键的,发动机的性能对自走式农机具的影响至关重要。青饲机与其他收获机具的最大差别是动力消耗大,其动力消耗与喂入量成正比。因此,配套发动机的功率是很大的,从国外的先进机型可以看出,德国克拉斯企业生产的“JAGUAR850”型与意大利纽荷兰企业生产的“2305”型自走式青饲料收获机选配的发动机功率均为260KW以上。青饲料收获机的另一个特点是各系列产品的主要结构参数是相同的,而只是根据配套动力大小不同形成不同型号,也就是说青饲料收获机配套动力选择范围是很大的,配套动力大,生产率就高。如果动力不足,生产效率低,克服短时过载能力差,当饲料长度调小后,生产效率还将迅速下降。
  该产品在选择配套发动机上有一定困难,目前国产“1000”系列谷物联合收割机配套的发动机基本是“6110”系列,功率为90KW左右,通过强化及提高转速以后可以达到110KW,仍不能作为青饲料收获机的配套动力。同时发动机的转速过高会给青饲机的传动部件设计、制造带来很多困难。为了确保该产品成功,选用上海柴油机厂专为青饲机配套生产的“D6114ZLpB”型柴油发动机,12小时功率为192KW,转速为2200r/min。
  (4)动、定刀制造工艺
  目前青饲机切碎滚筒动刀片由整体动刀片向组合式动刀片方向发展,它给设计制造带来很多好处。因此,研制样机采用组合式平板形椭圆刃口曲线刀片。为了减少切碎的功率消耗,刀片刃口需要在淬火后进行磨削加工,以保证刃口较薄和较均匀,这样能保证与定刀间隙的均匀性。为提高动定刀的使用寿命,动定刀的设计均为双面可用,一面磨损后可换成另一面使用。
  (5)喂入机构的设计
  为了简化结构,喂入机构采用两个上喂入轮、三个下喂入轮来输送物料。两个上喂入轮可以浮动,并用弹簧向下拉紧,使喂入的作物始终被压实,这样有利于切碎,并可保

证切碎质量。通过更换链轮改变喂入速度,可获得不同的切段长度。
  (6)不分行玉米割台的设计
  不分行玉米割台是青饲机最主要的工作部件,目前国内还没有成熟机型。国际上不分行玉米割台分成两类,一类是俄罗斯与东欧国家的产品,其割台型式与小麦联合收割机割台相类似,配有直径很大的拨禾轮,在割台两侧板上还装有往复切割刀片,这种割台收割损失大,工作不可靠,对作物适应性差,而且作物进入喂入机构时杂乱无章,青饲切碎质量差。另一类是欧美国家的产品,其结构是横向一字形排列多个大圆盘式切割器用来切割玉米等高秆作物,用带齿的滚筒或圆盘与导禾秆的配合来夹持输送作物,其特点是收割损失小,作物喂入均匀有序,饲料切碎质量好,代表了不分行玉米割台的先进水平。该产品考虑发动机功率为192KW,按喂入量一般只能收割4~6行玉米等高秆作物,因此采用两个超大直径圆盘式切割器左右对称布置,圆盘式切割器为无支承切割,需要较高的线速度,同时震动也较大,需要进行良好的平衡,作物的输送采用带齿滚筒和导禾秆的配合来进行,两边切割器和带齿滚筒相向旋转,将作物直接引入到中间通道中,简化了夹持输送的结构,考虑到割茬不能太高,即圆盘式切割器前后倾斜角不能太大,因此在作物输送到后部时其高度还较低,为了保证与喂入机构的顺利交接,在割台后部又加一喂入轮将作物向上输送,割台收割时割茬低、收割损失小,作物从后部顺序喂入,保证了切碎质量。
  (7)矮秆作物割台的设计
  矮秆作物割台由机架、导轨弹齿式拨禾轮、螺旋输送搅龙、切割器等组成。在田间作业时,推禾杆将作物向前推至倾斜,以便拨禾轮弹齿从根部抓取作物;切割后的作物,在弹齿的作用下沿着壳体向后输送至螺旋推运搅龙,作物经集拢,被送入主机喂入装置。切割器采用标准往复式切割器;导轨弹齿式拨禾轮对作物主要起抓取、扶持和输送作用;为了使弹齿能顺利插入作物,并尽量靠近螺旋输送搅龙而不发生干涉,弹齿的运动轨迹由特殊设计的滑道导轨进行控制,弹齿端部与壳体底部的间隙为18mm。螺旋输送搅龙与谷物联合收割机上采用的大致相同,外径为600m,螺距为450mm,叶片高为150mm。拨禾轮和螺旋输送搅龙均设计安全离合器,以防止过载。
  该产品具有如下主要特点:
  1.该产品与国外同类产品性能相当,在价格方面相比较仅为国外同类产品的2/3—1/3,有广阔的推广销售前景。
  2.该产品采用圆盘回转割台,可以适应不同行距的青饲高秆作物收割,扩大了机器的适用范围,能满足国内不同地区收割青饲作物的要求。
  3.该产品主要工作部件都不同程度采用创新结构,使生产效率大大提高,留茬高度低于150mm,收获损失率小于2%。
  4.该产品在开道工作时可由机器后部拖带挂车,饲料直接喷向后部挂车内,在拖拉机紧缺的情况下也可直接挂拖车作业,提高工作效率。一般在田间工作时可方便地与拖拉机牵引挂车配合工作,既能提高收割效率,又能省去摘、挂拖车的麻烦。
  5.该产品集机、电、液于一体,结构复杂,属高技术产品,为国内首创,主要性能指标达到国外同类机型先进水平。
  6.由于主要工作部件结构设计合理,参数先进,使该产品作业性能和作业质量均较好。
  7.该产品的传动系统布置合理,传动线路简单、可靠,有效地利用了发动机功率,满足了青饲料收获机高效收割作业的要求。
  8.该产品采用液压助力,转向灵活方便,多处部件采用液压控制,操作灵活省力。
  总之,该青饲料收获机填补国内空白,并达到国际90年代末同类机型的先进技术水平,该产品的生产销售可满足我国畜牧业的发展需要,为我国广大地区提供一种性能优越、经济适用的青饲料收获机。

 
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