打瓜撿拾機構(gòu)的設計摘 要:本課題需要重點研究的、關鍵的問題是撿拾部件的設計，打瓜取籽機構(gòu)在市場上有較為成熟的機型，可以直接使用。當打瓜成熟以后，瓜皮顏色明顯變白轉(zhuǎn)黃并變軟，瓜蒂收縮凹陷時采收，打瓜瓜皮比西瓜的瓜皮有韌性，有較強的碰撞能力。且打瓜的生長環(huán)境較惡劣，一般是雜草叢生，地形起伏不平，打瓜成熟以后其大小不同等，所以對撿拾部件有較高的要求，必須要有地面仿形機構(gòu)。在設計撿拾部件時要充分考慮各種影響因素，保證收獲機械的正常運行。關鍵詞：打瓜；機械化；扎瓜齒0 引言農(nóng)業(yè)機械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，是先進的農(nóng)藝技術和生物技術實施的載體。農(nóng)機與農(nóng)業(yè)分工所帶來的要素優(yōu)化組合，經(jīng)濟規(guī)模以及農(nóng)機經(jīng)營者的經(jīng)濟目標與農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展目標一致的運行機制，為高效率和大規(guī)模的機械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了基本條件。而機械化農(nóng)業(yè)相對于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在改造惡劣的生產(chǎn)條件，高效能利用生態(tài)資源，吸收利用高新科技，抵御自然災害以及提高農(nóng)業(yè)競爭能力和國際競爭力方面具有不可替代的優(yōu)勢。在我國由農(nóng)業(yè)大國發(fā)展成農(nóng)業(yè)強國的過程中，農(nóng)業(yè)機械化是提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率和農(nóng)業(yè)競爭能力的核心要素。種植打瓜產(chǎn)量占全國種植打瓜總產(chǎn)量的 75%左右，因此打瓜已成為我區(qū)主要的經(jīng)濟作物之一，打瓜籽是重要的外貿(mào)商品，多年來在國際市場上供不應求。主要銷往西歐、北美、中東、東南亞及港澳等地區(qū)，年出口量 1～15 萬噸，占世界貿(mào)易量的一半以上。1 打瓜撿拾機構(gòu)主要結(jié)構(gòu)及工作原理1.1 打瓜撿拾機構(gòu)的結(jié)構(gòu)打瓜撿拾機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-1 所示：1、機架底座 2、油缸 3、油缸護殼 4、梳瓜齒機架 5、軸承和軸承座 6、撿拾輥支撐軸 7、扎瓜齒上料板 8、破碎機構(gòu)入料斗 9、撿拾輥齒圈 10、梳瓜齒 11、撿拾齒 12、齒圈三角鐵 13、撿拾輥軸 14、輪胎 15、輪軸圖1-1 撿拾機構(gòu)示意圖1.2 工作原理該撿拾機構(gòu)在作業(yè)之前，由人工或集條機將籽瓜撿拾鋪放成條，作業(yè)時使用小馬力拖拉機作為動力，通過機架帶動撿拾輥向前滾動。人工將籽瓜集攏到撿拾齒輥工作的幅寬內(nèi)，籽瓜被撿拾輥從地上扎起。順時針旋轉(zhuǎn)，當籽瓜運動至取瓜齒位置時，籽瓜被梳瓜齒強行梳下，沿接瓜板到脫籽機的進瓜口，在脫籽機內(nèi)完成籽皮的分離。在運輸時，通過油缸壓力把仿形裝置置于撿拾輥底部，將撿拾輥升起，完成道路的運輸。2 主要零部件的設計2.1 撿拾輥的設計撿拾輥主要由撿拾齒、齒輥、仿形輪、軸、機架、梳瓜齒等裝置組成。撿拾齒垂直并用螺栓緊固在齒輥表面上。撿拾輥的轉(zhuǎn)動由仿形輪提供動力，仿形輪和齒輥通過軸、軸承與軸承座連接在一起。U 形架用螺栓和斜板連接在一起，取瓜裝置固定在 U 形架頂端，取瓜裝置為梳齒狀，與撿拾齒交錯布置，可將扎起的打瓜強行與齒分離如圖 2-1 所示。圖 2-1 撿拾輥2.2 扎瓜齒的設計分析扎瓜齒的尺寸主要由打瓜自身特點及其尺寸決定。打瓜因種植管理、灌溉模式、品種、氣候等因素，個體之間差異很大，其直徑范圍約為 160-200mm 之間。當扎瓜齒伸入到打瓜直徑一半時，隨著機具的前進，打瓜將被扎起，既滿足設計需求。使用較長的扎瓜齒，雖使打瓜較易扎起，并且扎的比較牢固，但是缺點也是很大的，在撿拾齒運動到梳瓜齒位置時，會不易被梳瓜齒梳起，而倒置打瓜被擠碎，粘連在扎瓜齒上。并且增加了整機質(zhì)量及成本，若扎瓜齒過于短小，雖便于將打瓜從梳瓜齒梳下，但是在撿拾的過程中，會有許多的打瓜不易被扎起，降低撿拾輥的工作效率，增加農(nóng)戶的人工輔助工作量。綜合上訴情況所述，本設計考慮多種情況，最終將打瓜扎瓜齒長度控制在 190-210mm之間最為合適。同時，扎瓜齒的直徑選用也很重要，若扎瓜齒的直徑多大，會增加撿拾輥的機體重量，增加成本，在梳瓜的同時，會導致打瓜不易被脫落。若扎瓜齒的直徑過小，雖然減少了撿拾輥的重量，但是在撿拾的過程中，如果碰到堅硬的物體，如：石頭、鐵塊等硬物，會損壞撿拾齒的齒間與撿拾齒彎曲變形等情況，故本設計撿拾齒直徑的選取在17-20mm 之間為合適尺寸。該撿拾齒結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用壽命長，能很好地將籽瓜扎起，送到脫籽裝置，便于后續(xù)脫籽作業(yè)。三維撿拾齒如圖 2-2（a） 、圖 2-2（b） 、圖 2-2（c） 、圖 2-2（d）所示，包括籽用瓜撿拾脫籽聯(lián)合作業(yè)機的撿拾齒輥輥圈上安裝的撿拾齒，在撿拾齒輥輥圈上均布設置撿拾齒安裝孔，在安裝孔上通過連接裝置固接著撿拾齒，撿拾齒由扎瓜齒、齒座和齒座下部的連接固定桿構(gòu)成。圖 2-2 扎瓜齒（a） 圖 2-2 扎瓜齒（b）圖 2-2 扎瓜齒（c） 圖 2-2 扎瓜齒（d）2.3 扎瓜齒的排列扎瓜齒的排列主要受打瓜尺寸及產(chǎn)量的影響。扎瓜齒的排列遵循以下幾個原則：1)盡可能的減少使用扎瓜齒，可以減少扎瓜齒與硬物的碰撞幾率。2)扎瓜齒的排列順序應該均勻排列，主要是便于梳瓜裝置在很小梳取力量下把打瓜梳下脫落。3)扎瓜齒間距與排列方式必須滿足最小的扎起打瓜，減少撿拾輥的漏扎率，使人工能夠達到最少的撿拾工作量，降低勞動強度。綜上所述，本設計采用圓周線性排列方式，齒間距為 60mm，齒排間距為 90-100mm 之間,如圖 2-3 所示。1、扎瓜齒 2、撿拾齒輥圖 2-3 撿拾輥3 結(jié)束語本課題首先通過利用三維設計軟件 Solidworks，進行建模和裝配，首先是零部件的三維建模，在建模的過程中一定要注意零部件的尺寸要求，否則在裝配的過程中會出現(xiàn)很嚴重的問題。其次是一些標準零部件的選用，在標準庫中進行精心挑選所需要的標件。然后就是對零部件的裝配，將設計好的零件和部件裝配在一起構(gòu)成打瓜撿拾機構(gòu)的總裝配，注意零部件的尺寸間隙。4 參考文獻[1] 王學農(nóng).農(nóng)科院農(nóng)機化所研制出打瓜揀拾、脫籽聯(lián)合作業(yè)機[J].農(nóng)機化,2007,6:60.58-60.[2] 佐劍波.聯(lián)合打瓜收獲脫籽機[P].中國專利,CN2691233Y,2005-04-13．[3] 佐劍波.改進的聯(lián)合打瓜收獲脫籽機[P].中國專利,CN2802936Y,2006-08-09．[4] 王世勤.聯(lián)合打瓜脫籽機[P].中國專利,CN2857445Y,2007-01-17．[5] 劉雙玲,楊東明,高士其,等.打瓜機械化收獲技術在阿勒泰地區(qū)的引進示范[J].農(nóng)機化,2008.15-16.[6] 王亞鴿,王維新.兵團籽瓜機械化收獲技術現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)機化,2011.03.128-131.[7] 高銀峰.打瓜收獲機:中國.200620022892.6[P].2006.4.18.[8] 李寶筏.農(nóng)業(yè)機械學,中國農(nóng)業(yè)出版社[M],2003.[9] 楊悅乾,龔振平,紀文義,等.保護性耕作體系及配套機械系統(tǒng)的研究[J].農(nóng)機化研究，2006(1):61-62.