赵健斌，陈 军
（常德市农机推广站，湖南常德农业论文发表）
摘要：改革开放以来，中央惠农强农政策的连续实施，农业机械化水平得到快速提升，棉花生产全程机械化中，只有棉花拔杆依然靠人工拔除，采用人工拔棉杆费工、费时、劳动强度大，对现在缺少劳动力的农村来讲，矛盾非常突出，很难完成耕作，影响了下一经济作物的种植。因此使用一种棉花拔杆机来代替这种人工劳作，既可以大大降低劳动强度，又能提高工作效率，更能促进棉花拔杆新技术的发展。
0 引言
棉花拔杆机械化已成为我国棉花生产迫切需要解决的问题。棉花生产全过程(育苗、移栽、耕作、植保、除草、收花、拨棉杆)中，棉花拔杆依然靠人工拔除，采用人工拔棉杆费工、费时、劳动强度大。我国农民对棉花农作物茎杆收获一直采用传统的人力拔收方式，这样不但增加了农民劳动强度，而且不利于农田腾茬抢种。一个强壮的劳动力一天收不了一亩地棉花秆，且满手血泡，腰酸腿痛，苦不堪言。目前，我国市场上还没有适合我国棉花杆收获情况的、具有自主知识产权的棉花拔杆机收获机械产品，一些农民试图用秸秆还田的方式将其直接粉碎还田，但是有的茎杆粗壮，不易粉碎，直接影响下茬作物的生长。国外一些发达国家所生产的茎杆收获机械，多为大型或重型，动力配置大、价格昂贵，加上受种种模式的制约，很难在我省推广应用。改革开放以来，中央惠农强农政策的连续实施，农业机械化水平得到快速提升，实行棉花拔杆机械化具有重要的意义及好的市场前景。一是发展研制棉花拔杆机械化，能调整农业结构增加农民收入。二是发展研制棉花拔杆机械化，能促进棉花生产发展，提高机械化操作技能，提高农业机械化水平。三是发展研制棉花拔杆机械化，能推进现代农业和社会主义新农村建设。
1 结构及工作原理
1.1 结构构成
该机主要由机器行走系、动力传输系、液压系统、整机操作系统（机器行走、制动器、控制档位、液压控制、电器仪表灯光等）、工作台（工作机架、除根机构、拔茎杆机构、拔茎杆输送机构、茎杆集堆机构）、及辅助机构组成。
1.2 工作过程
机器行走系：490柴油机动力，动力经传输系至离合器，由离合器再经过工作台控制系统，经过减速器，分配给左右驱动半轴， 驱动半轴传给驱动轮实现机器的行走.
该机：动力490柴油机，动力经传输系减速，通过操作系统控制动力传输到工作台；经过工作台，动力再分配给左右两边的除根机构、拔茎杆机构、拔茎杆输送机构。工作台除根机构，利用尖刺刀破除棉杆在土壤中的根系，使棉杆的根兜在土壤中没有附着力，便于拔出。在除根机构破除棉杆在土壤中的根系的同时，拔茎杆机构夹住棉杆的主茎，与此同时拔茎杆输送机构上有一钩齿给夹紧棉杆的主茎一个向上移动的推力。这个向上的力把夹紧棉杆的主茎从土壤中拔出，同时棉杆的主茎被拔茎杆输送机构夹住向上输送，再传送到茎杆集堆机构。由于速度匹配合理，在除根机构、拔茎杆机构、拔茎杆输送机构、茎杆集堆机构完成一个工作过程时，整机已经行进了（棉花株距间距）前进距离。这时(除根机构、拔茎杆机构、拔茎杆输送机构、茎杆集堆机构)四机构正好又可进行第二周期拔棉杆重复作业。如此反复，不断将棉杆拔出。
液压系统：齿轮泵，液压控制阀，高压油路，回油系统，液压油箱，工作油缸支撑工作台上下升降。
2 技术创新点
1）解决农艺与农机相匹配的问题。多次与棉花种植专家及棉花品种研究人员及种棉大户进行交流，从棉花种植各个环节着手，形成棉花拔杆机械适合农艺的第一手文字研制资料，选择适宜机械化作业、选择适宜农艺种植技术的品种。开发满足棉花生产栽培技术与机械作业配套的棉花新品种。
2）适宜品种与种植技术配套问题；适宜的品种对实现机械化拨杆尤为关键。选择适宜机械化作业的品种，选择适宜农艺种植技术。满足棉花生产栽培技术与机械作业配套。
3 技术关键：速度匹配
1）工作台（除根机构、拔茎杆机构、拔茎杆输送机构、茎杆集堆机构）四机构之间工作速度进行相互匹配，工作连续稳定设计的研制。
2）整机行走速度与工作台四机构上升运动速度的匹配。根据棉花品种与实际种植情况已知棉花株距（500㎜），本机正常工作前进时速为7km/h。也就是说机器以每小时7公里行进0.5米的这段时间内，（除根机构、拔茎杆机构、拔茎杆输送机构、茎杆集堆机构）四机构要配合默契地完成一根棉杆的一个周期的拔除过程。这样不断循环，确保机器工作。
3）二行拔杆机喂入机构与农艺种植的匹配设计研制。
4）株距与拔杆机行走速度的匹配设计计算。
4 主要技术内容
4.1 研究内容
研究兜根分离器、拔杆夹持装置、茎杆输送装置。动力传动系统、茎杆输出辅放装置。除根机构、拔茎杆机构、拔茎杆输送机构、茎杆集堆机构、工作台机架、液压悬挂系统和行走装置。
4.2 棉花拔杆机的技术性能指标和参数
工作速度：5～8km/h；
收获行数：2～4行；
收获行距：800～850mm；
作业效率：5～0.67hm2/h；
拔杆率＞95%；
断杆率﹤5%。
4.3 棉花拔杆机与传统生产方式的对比分析
与传统生产方式比较，本项目预期产品在作业效率与作业质量方面大大提高，非常适应湖南农业种植地区作业环境。
传统生产方式（人工）：生产率0.013hm2/h；
棉花拔杆机：生产率≥0.53hm2/h；
5 田间试验
田间试验主要是测试该机的综合指数，测试该机的最大转弯半径，整机各项性能指标，各运动部件配合工作性能的调整；整机的磨合试验，整机的抗疲劳，耐磨，及抵抗各种条件下的破坏性能试验。
2013年11月生产出第一台棉花拔杆机，12月3日在湖南省棉花科学研究所毛弯试验基地进行了第一台样机拔杆试验。
根据多次的试验取得的试验经念及科学数据，项目组成员在一起进行了设计方案的探讨、整改；总结经验，解决了遇到的重大技术问题和研究难关；2014年1月在湖南省常德市棉花科学研究所试验基地进行了田间试验。达到了预期效果。
6 试验结论
我国的棉花种植面积仍在不断扩大，如果收割后，作物兜根仍留在土壤中，影响来年播种；同时夹藏虫卵，增加来年庄稼病虫危害。本机器解决了收获后茎杆留在地里的问题。本机器作业质量符合农艺要求、工作效率高、使用可靠，大面积推广应用，可以大大降低劳动强度，对促进现代农业的发展意义深远。 本文来源：《农业开发与装备》杂志/期刊
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