横喂式链带夹持自动高效脱麻机技术研究

咸宁市农业科学院农机研究所 柳威 饶正良 饶崇明

咸宁职业技术学院工学院 邓玉梅

横喂式链带夹持自动高效脱麻机技术研究

咸宁市农业科学院农机研究所 柳威 饶正良 饶崇明

咸宁职业技术学院工学院 邓玉梅

苎麻收获是苎麻生产过程中劳动强度大、用工多的重要环节，机械化技术尚不成熟是制约苎麻产业发展的瓶颈。采用夹持链夹持麻秆横向喂入，夹持带夹持纤维横向喂入加工完中部后纵向拉出，两套脱麻机构双向脱麻的“苎麻联合收获机的双向自动脱麻机”获国家发明专利，专利号为ZL200810046933.9，并通过科技成果鉴定,鉴定证书号为鄂科鉴字[2014]第22061005号。

苎麻；脱麻机；链带夹持；技术研究

针对采用横向集束喂入，纵向机械手代替人手喂入反拉，两套脱麻机构脱麻的“横喂式双向自动苎麻三脱机”可靠性比较差和生产效率不很高的问题，从2008年起咸宁市农机研究所就开展了苎麻联合收获机的核心部件——横喂式链带夹持自动高效脱麻机的研究工作。以文献[1]为指导，在农业部南京农业机械化研究所的支持下，2013年研制成功，2014年通过成果鉴定。本文对“横喂式链带夹持自动高效脱麻机”研制的技术背景与技术方案、技术特征与技术创新、技术效果与技术建议进行了简要论述。

1 技术背景与技术方案

1.1 技术背景

国外苎麻剥麻机的研制始于19世纪末，我国1952年就有部分苎麻产区研制了一些不大成熟的简易剥麻器具，1956年开始研制动力剥麻机。现行的剥麻机可以分成两类：一类是人力反拉式，一类是直喂式。前者应用较多，需人工手持两次喂入剥麻，劳动强度大，安全性能差，生产效率低，后者生产效率低，缠麻鼠尾严重，皮骨分离不净，且都不能与收割机配套实现联合收获。总体来看，苎麻机械化收获加工技术还处于初级阶段，特别是自动高效，能与割麻机配套的加工设备尚处样机试验阶段[2]。

咸宁市农机研究所研制的用机械手代替人手的“双向自动苎麻三脱机”虽然技术含量和自动化程度比较高，但生产率不可能很高。其生产率取决于每束麻秆的多少，加工每束麻所需的时间和每根麻秆纤维的重量，即生产率(kg/h)=单根麻秆的纤维重量（kg/根）×每束麻秆的数量（根）×3600（s/h）÷机械手周期（s）。因为每束麻不能很多，机械手往复的时间不能很短。按3～6s一个周期，每束5～8根，每根0.005kg计，小时生产率为15～48kg。因此研制生产效率高，实现100kg以上，又能与割麻机配套实现联合收获的自动高效脱麻机，才能保证麻农种麻的效益，从而促进苎麻产业的发展。

1.2 技术方案

本机的技术方案是在对国内外现行剥麻机的研究和自身研制经验总结，特别是在横喂式双向自动苎麻三脱机试验分析的基础上，为大幅度提高生产率，节约生产成本并能与收割机配套实现联合收获而论证确定的。将自身研制的用机械手代替人手的“双向自动苎麻三脱机”的拨指链横向集束，交两机械手纵向喂入拉出，改为夹持链夹持麻秆横向喂入，夹持带夹持纤维横向喂入加工完中部后纵向拉出，由卸麻拨指链将纤维卸入集麻箱中。工艺流程见图1。

本机生产率取决于喂入速度，即生产率（kg/h）=单根麻秆纤维量（kg/根）×喂入速度（m/s）×3600s/h÷麻秆直径（m）×铺放重迭系数。按单根麻秆纤维重0.005kg，夹持链喂麻速度0.2m/s，麻秆直径0.012m，重迭系数0.5～2计，生产率为150～600kg/h，为提高生产率提供了很大的技术空间，理论分析其生产率是现行剥麻机的数十倍。

2 技术特征与技术创新

2.1 技术特征

由人字型设置在两端的两套脱麻机构和横向喂入纵向拉出的夹持输送装置组成[3]。

左右两套脱麻机构均有一对相互咬合反向旋转的叶片滚筒，具有适应性能强的显著特点，加工质量取决于叶片的线速度和两滚筒叶片的咬合深度。滚筒纵向倾斜35°，上下滚筒垂直倾斜30°，直径200mm，16片叶片在圆周上轴向均布，咬合深度5mm，线速度15m/s，在脱麻机构喂麻口下唇板尾端设带挤刮器的挡麻销，左脱麻滚筒的长度是右脱麻滚筒的3倍左右，两套脱麻机构之间开口宽度根据加工麻秆的长度确定。

图1 工艺流程图

夹持输送装置由4部分组成：一是水平设置在两套脱麻机构之间的三角形横向喂麻台，由4副夹持链组成；二是设置在前后滚筒之间和机器后部的纤维夹持输送装置，由两套背对背压紧的夹持带组成，夹持带分3段成Z字型，在两套脱麻机构之间的喂入段横向倾斜，从未脱麻秆到夹持带已加工纤维的长度不小于夹持带拉出纤维时至脱麻中心的距离，纵向拉出段长度根据加工麻秆的长度确定，后部为卸麻段；三是纤维梳理机构，是由右上脱麻滚轴直接带动的垂直拨指链；四是设置在夹持带尾部的卸麻拨指链条。

理齐麻秆基部，将麻秆放在横向夹持喂麻台上，麻秆夹持链将麻秆夹持喂入两套脱麻机构，分别加工麻秆的基部和梢部，基部加工完后，麻秆夹持链夹持将其绕右脱麻机构的挡麻销拉出，经梳理机构梳直后由纤维夹持机构继续喂入加工中部，再将纤维纵向拉出，由卸麻拨指链将纤维卸入集麻箱中。整机工作原理见图2。图中1左脱麻机构；2三角形喂麻台（麻秆夹持链）；3纤维夹持输送装置；4纤维梳理机构；5卸麻拨指链；6右脱麻机构。

2.2 技术创新

2.2.1 两套脱麻机构按人字形配置

两套脱麻机构按人字形配置，在中间形成三角形的喂麻台，麻秆由夹持链夹持横向喂入，两套脱麻机构双向脱麻，一套加工基部，一套加工梢中部，实现自动高效。

2.2.2 麻秆采用夹持链夹持

麻秆夹持机构参照半喂入脱粒机或半喂入联合收获机的夹持链设计而成，4副夹持机构均由主、从动轮，夹持链条，链条托轨，压紧弹簧，活接压杆等组成。活接压杆与弹簧压紧的推杆铰接，可随喂入麻秆的大小多少上下浮动和摆动，压住麻秆并实现平行同速横向输送。

2.2.3 纤维采用夹持带夹持

纤维采用独特设计的夹持带夹持，夹持带的断面为M型，两夹持带均安装在主、从动轮和托辊上，外表面的纵向凸凹筋槽相互咬合背对背压紧同速运动，两带的托辊相互错开，使夹持线成波浪型。

2.2.4 在麻秆夹持链和纤维夹持带的交接处设置纤维梳理机构

梳理机构是一副由右脱麻上滚筒轴直接带动的垂直拨指链，将从右脱麻机构拉出的基部纤维向下梳直进入纤维夹持带。

2.2.5 在两脱麻机构的尾端设带挤刮器的挡麻销

带挤刮器的挡麻销由销柱、挤刮刀、压紧弹簧和调整螺母组成，阻止麻继续沿滚筒轴向移动，并挤刮纤维胶质。

3 技术效果与技术建议

3.1 技术效果

本机同其它同类机具性能的比较见表1。

表1 同类机具性能比较表

表中序号1-5资料来源见文献[4]，序号6-本机数据来源见文献[5,6,7,8]。试验检验结果表明本机加工的原麻质量优，生产率高。工作性能优于国内外先进技术，处领先水平。为研制更高效的脱麻机开辟了门径，对促进麻区社会经济发展和科技进步具有十分重要的意义。

但该机尚存以下问题：一是如果连续不间断喂入脱麻，绕挡麻销拉出纤维时易形成堵塞；二是纤维梳理机构梳理纤维时易造成纤维损伤扯断；三是麻秆夹持两链之间喂入不均匀，影响脱麻质量;四是纤维夹持机构两夹持带水平夹持不利于卸麻，并成Z字型配置，还要梳理机构协同才能进入。因此有待优化结构，提高工作可靠性。

3.2 技术建议

为了解决绕挡麻销反拉时阻塞、缠绕以及梳理机构拉断纤维的问题，提高连续脱麻的可靠性，大幅度提高生产效率。将相互平行配置的麻秆夹持链改成反拉链和喂入链按人字型配置，尾首在同一横线上，实现麻秆夹持换向输送，辅助喂入链与喂入链平行，纤维夹持带平行配置在反拉夹持链的后面，将人字型配置的两套脱麻机构改成左中平行配置，中右人字型配置的3套，夹持机构与脱麻机构倾斜60°，左脱麻机构前端喂入脱麻后端反拉清理，中右脱麻机构分别完成喂入脱麻和反拉清理。改进方案见图3。

图3 改进的整机工作原理图

整机由与麻秆堆放台成一体的喂料口1，麻秆夹持输送机构7，左中右3套脱麻机构2、6、5，纤维夹持输送机构4，动力及传动装置3组成。麻秆由喂入夹持链从左脱麻机构前端喂入，在反向拉出喂入链拉出纤维将麻秆基部喂入中脱麻机构的同时纤维夹持带夹持纤维同速继续脱基部，脱完基部后绕中脱麻机构尾端从右脱麻机构首端进入右脱麻机构反拉清理。

4 结论

横喂式链带夹持自动高效脱麻机是在研究分析国内外现有剥麻机和近几年来自己研制经验的基础上研制成功的一种新型的苎麻纤维初加工设备，既解决了现行人力反拉式剥麻机劳动强度大，安全性能差的问题，又克服了直喂式脱麻机皮骨分离不净、缠麻“鼠尾”严重的不足。既可固定作业实现集中加工，又可与割麻机配套田间移动作业实现联合收获，设计思路新颖，技术方案可行，结构设计合理，具有开发前景，建议进一步优化参数、优化结构、优化性能，并在此基础上开展苎麻联合收获机的研发，加速成果转化，尽快推广应用，促进苎麻产业的发展。

[1]饶正良，饶崇明.200810046933.9苎麻联合收获工作原理与设计技术[J].湖北农机化；2011，（3）：46-48.

[2]龙超海.我国苎麻剥制加工机械的研究现状与发展[J].中国麻业科学，2006，28（4）：200-203.

[3]咸宁市农业机械化研究所.苎麻联合收获机的双向自动脱麻机:中国，ZL200810046933.9[P].2014.08.13.

[4]吕江南，龙超海，何宏彬.苎麻纤维初加工机械的研究现状与发展[J].农业机械学报，2000，31（1）：123-125.

[5]湖北省农业机械鉴定站.6TM20型两用脱麻机推广鉴定报告[R].HBNJ/T006-2005.

[6]湖北省农机产品质量监督检验站.6TM30型苎麻三脱机检验报告[R].HBNJ/W007-2005.

[7]湖北省农业机械鉴定站.6TM160苎麻三脱机检验报告[R].HBNJ/WT021-2014.

[8]湖北省农业机械鉴定站.6TM200自动脱麻机检验报告[R].HBNJ/WT022-2014.

[9]成大先.机械设计手册第四版[M].北京：化学工业出版社,2002.

2015-07-15)