牧草撿拾壓捆作業(yè)的研究

吳佳鈺，黃丙申，初旭宏，張闖闖，汪益林

(佳木斯大學(xué) 機械工程學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

1 壓捆作業(yè)目的

為了向草場運送和進一步計量效率，采用壓捆機將散狀牧草壓成草捆。

草場上，多數(shù)情況下當(dāng)牧草濕度為15%時進行摟草和撿拾壓捆。目前在市場上出售的壓捆機，主要是為此目的而制作。但為優(yōu)化機具應(yīng)用效率和牧草的調(diào)制方法，也可用熱風(fēng)式烘干機等人工干燥方法。這樣，在草場上牧草濕度為40%～50%時就進行壓捆作業(yè)，或者把濕度更高的牧草壓捆后去作青貯。此外，為適應(yīng)粗飼料流行的現(xiàn)狀，可以使用比普通壓捆機具有更高草捆密度的干草壓捆機進行制捆。

根據(jù)壓捆作業(yè)后的作業(yè)方法、貯藏方法、使用方法以及牧草特性等，來選擇和組合機型就能適應(yīng)不同的作業(yè)條件，并且也是選定作業(yè)計劃的重要條件。

2 壓捆機的種類和構(gòu)造

壓捆機種類按行走方式分有自走式、牽引式和固定式；按驅(qū)動方式分有拖拉機動力輸出軸驅(qū)動和輔助發(fā)動機驅(qū)動。此外，也可按壓捆緊密度區(qū)分有緊密型和疏松型以及緊密度特別大的干草壓捆型。

2.1 緊密型壓捆機

緊密型壓捆機工作時，撿拾器沿草條將牧草拾起后，牧草被橫向螺旋輸送器或被作往復(fù)運動的喂入爪從側(cè)面喂入壓縮室。在壓縮室，與喂入作同步往復(fù)運動的活塞對喂入的牧草進行壓縮，并逐漸從壓縮室后面擠出。在活塞側(cè)面裝有切刀，它用來在壓縮過程中把牧草切斷于喂入口，以防喂入口堵塞。在壓縮室上部的計量輪隨壓縮室內(nèi)被壓縮牧草的移動而回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到一定程度，捆綁機構(gòu)動作，把被壓縮的牧草按大致相等的長度用兩道捆繩捆成草捆后，從壓縮室后部排出[1]。這種工作方式，壓捆機僅將草捆排落在地上。對于裝有草捆滑槽和拋捆器等輔助裝置的壓捆機則伴有拖車同行，使草捆能裝載在拖車上。緊密型壓捆機的動力傳動大多為動力輸出軸驅(qū)動，但也有用輔助發(fā)動機驅(qū)動的。緊密型壓捆機具有較高的壓縮緊密度、草捆結(jié)實、草捆間的分隔層分離明確、捆綁繩與長方形草捆的長邊平行等特點。

2.2 疏松型壓捆機

疏松型壓捆機工作時，由撿拾器拾起的牧草被喂入壓縮室，用填充塞壓縮后，被捆綁機構(gòu)用兩道捆綁繩捆成草捆排出機外。緊密型壓捆機和疏松型壓捆機結(jié)構(gòu)上的差別是緊密型壓捆機用活塞在每一行程中斷續(xù)地壓縮牧草，而疏松型壓捆機則用瓜狀的填充塞連續(xù)地壓縮牧草。

2.3 干草壓捆型壓捆機

干草壓捆型壓捆機多為固定式，采用輔助發(fā)動機作動力驅(qū)動，但最新型干草壓捆機是用油壓來壓捆牧草。前一種壓捆機工作過程是通過活塞把自喂料斗喂入的牧草壓縮，為保持一定重量的草捆，在壓縮過程中以一定時間放入一塊分隔板，分隔板上有兩道溝槽，用來穿過捆綁草捆的鐵絲，工作中輔助人員從壓縮室側(cè)面穿過捆綁鐵絲，將草捆捆綁后排出機外。

2.4 輔助機械

具有捆綁機構(gòu)的壓捆機如上所述，而采用輔助機械進行組合使用則能夠提高草捆的裝載和搬運效率。輔助機械有草捆滑槽、草捆拋擲器、草捆托運器以及草捆收集機等[2]。此外，根據(jù)作業(yè)方式也有必要考慮使用拖車和貨車型式的輔助機械。

(1)草捆滑槽。草捆滑槽裝在壓捆機后面，它是把從壓縮室排出的草捆導(dǎo)向拖車。草捆滑槽用鋼板或鐵管制成。草捆滑槽的傾斜度靠改變鏈條長度進行調(diào)節(jié)，這使得拖車上工作的輔助人員能夠容易地調(diào)節(jié)從滑槽送來的草捆高度。用這種方法時，為了由壓捆機牽引桿牽引拖車，最好使用四輪拖車。

(2)草捆拋擲器。草捆拋擲器由兩組沿拋送方向轉(zhuǎn)動的平皮帶或滾筒構(gòu)成，用拖拉機動力輸入軸或輔助發(fā)動機驅(qū)動。當(dāng)草捆從平皮帶或滾筒間通過時，由于平皮帶或滾筒的圓周速度所起的加速作用，草捆被拋擲到牽引或隨同工作的拖車上。拋擲角度可以固定，但也能對拋捆方向和拋捆距離作相應(yīng)調(diào)節(jié)。

(3)草捆收集機。草捆收集機是一種把放在草場上的草捆拾起并裝載到拖車上的作業(yè)機械。在拖車上有輔助人員接收從收集機送來的草捆，并把它堆放在拖車上。草捆收集機有多種型式，常用的有提升機型和拖拉機油壓升降型。

(4)草捆裝卸車。草捆裝卸車是一種自動撿拾草捆、自動裝入車廂和自動卸載的作業(yè)機械。工作時，草捆從裝卸車的后方依次提升到車臺，裝滿后進行運輸。卸載時車臺自動翻轉(zhuǎn)，把草捆原封不動地堆積在一起。

此外，拖車對于壓捆、裝載、運輸?shù)囊幌盗凶鳂I(yè)來說是不可缺少的機具。從作業(yè)方式看，隨同壓捆機工作的拖車裝載草捆時，使用兩輪型拖車即可。

3 性能

3.1 特點

(1)緊密型。緊密型壓捆機生產(chǎn)的矩形草捆密度比較大。當(dāng)牧草濕度為14%～15%時，草捆緊密度達80～200 kg·m-3。這種草捆使用方便、適于流通，并且即使在狹小的地方也能很好地原封不動地貯藏。另外，近年來出現(xiàn)把濕度達40%～50%的牧草壓成草捆的青貯技術(shù)。由于草捆緊實，故這種型式的青貯容易搬動，也適合于青貯的流通。

(2)疏松型。疏松型壓捆機一方面可用來壓縮濕度小于20%的干草(當(dāng)牧草濕度為14%～15%時，草捆緊密度達30～100 kg·m-3)，并能使它原封不動地貯藏；另一方面，因草捆密度小，也適合于把濕度為40%～50%的牧草壓成草捆后再用熱風(fēng)干燥進行處理。但疏松型壓捆機生產(chǎn)的草捆形狀不整齊、大小不一致(主要是長度)，而且使用中捆繩容易脫落，不適合長距離運輸。因此相比來說緊密型壓捆機適宜生產(chǎn)干燥牧草的草捆，疏松型壓捆機適宜生產(chǎn)半干燥牧草的草捆。

(3)干草壓捆型。目前市場上的干草壓捆機壓制的草捆當(dāng)牧草濕度為14%～15%時，草捆緊密度達300～400 kg·m-3，重量為30～40 kg，草捆緊密度比緊密型和疏松型都高。因其草捆外形最整齊，故這種草捆不是為自用而是為向外地運輸用制作的。

近年來，有些產(chǎn)品把油壓式壓力機和自動包裝機用作壓捆機來壓縮牧草，草捆緊密度達300～450 kg·m-3，其工作效率比干草壓捆機略高。

3.2 作業(yè)性能

對于作業(yè)性能，主要包括草捆長度和草捆重量兩方面。從草捆外形來看，長度以50～60 cm和重量以10～20 kg為宜，太長和太重的草捆不僅使用不便，且搬運中捆繩容易脫落[3]。草捆緊密度隨牧草濕度和壓捆機的調(diào)節(jié)而變化。通常，緊密型為100～120 kg·m-3；疏松型為50～70 kg·m-3；干草壓捆型為350 kg·m-3。當(dāng)提高作業(yè)速度或增大草條尺寸和密度時，草捆緊密度由于活塞每一行程中牧草喂入量的增加而提高。撿拾壓捆機撿拾牧草的損失率應(yīng)低于2%～5%，提高作業(yè)速度，牧草的撿拾損失就會增加。目前來看，壓捆機的使用以疏松型壓捆機居多。

4 使用

4.1 草捆長度的調(diào)節(jié)

在壓縮室側(cè)面裝有調(diào)節(jié)桿，改變調(diào)節(jié)桿上固定螺桿的位置就使捆綁機構(gòu)的工作間隔發(fā)生變化，從而也就調(diào)節(jié)了草捆長度。通常是在制出第一個草捆的重量和工作完成的狀態(tài)之后，才能確定要調(diào)節(jié)的長度。

4.2 草捆緊密度的調(diào)節(jié)

壓縮室上部的兩側(cè)裝有帶緩沖彈簧的壓力曲柄。通過調(diào)節(jié)壓力曲柄，改變上下夾緊板的間隔就能調(diào)節(jié)草捆緊密度。為提高運輸和貯藏效率，希望草捆緊密度越大越好。但實際作業(yè)中，效率和使用目的以及貯藏性能需要共同考慮。尤其是壓捆半干燥牧草以后再用熱風(fēng)吹干的工作方式，要注意過高的草捆緊密度會降低干燥效率。

4.3 撿拾器的工作高度

改變安裝在機體側(cè)面的限位輪的位置，可以調(diào)節(jié)撿拾器的工作高度，但有許多壓捆機不設(shè)置限位輪，而是直接對撿拾器進行上下調(diào)節(jié)。通常，緊密型壓捆機撿拾器的工作高度離地3 cm。對于生長不均勻和高低不平的草場，或是在高速作業(yè)的情況下，可稍微把撿拾器工作高度降低。

4.4 結(jié)扣器的調(diào)節(jié)

結(jié)扣器一般以不調(diào)節(jié)為好。但當(dāng)捆繩拉不緊而產(chǎn)生結(jié)扣故障時，可以調(diào)節(jié)結(jié)扣器彈簧壓板的夾緊度。

5 作業(yè)方法

因為牧草壓捆作業(yè)的效率受到草條的形成方法的影響，所以摟草階段作業(yè)方法的制定對壓捆作業(yè)保持最佳效率具有重大意義。

作業(yè)方法有回轉(zhuǎn)法和梭形法?；剞D(zhuǎn)法適用于大面積草場，其作業(yè)效率最高。梭形法是在小面積農(nóng)場利用割道進行作業(yè)的一種摟草方法，但因壓捆機回轉(zhuǎn)幅度較大，往往不能沿草條的一側(cè)順序進行作業(yè)。這種情況下，草條間隔應(yīng)考慮機組一個行程的最小回轉(zhuǎn)幅寬或兩個行程的最小回轉(zhuǎn)幅寬。

壓捆作業(yè)中，應(yīng)把高效的裝載、運輸機械與壓捆機編成機組。機組型式有：(1)草捆裝載機從地上拾起草捆后再裝入拖車或卡車；(2)拖車隨同壓捆機在工作中裝載草捆；(3)壓捆機后牽引拖車，在拖車上用人力堆積草捆；(4)壓捆機后牽引拖車，用草捆拋擲器向無人的拖車拋裝草捆。其中以第四種方法效率最高，為此需具備緊密型壓捆機、草捆拋擲器、高馬槽的四輪拖車。但對疏松型壓捆機，則以第三種方法更為適宜。

6 結(jié)語

提高對牧草壓捆技術(shù)的認識，發(fā)展牧草加工機械化，提高牧草的利用率，可以減少因機械使用不當(dāng)而造成的牧草資源的浪費。大力宣傳推廣牧草青貯壓捆機械化技術(shù), 進一步提高收獲效率, 提高飼草品質(zhì), 把我國的畜牧業(yè)發(fā)展壯大, 既有可觀的經(jīng)濟效益, 還可以帶來良好的社會效益和環(huán)境效益。