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麻类收获机械

用于麻类作物收获和初加工的机械。麻类作物包括:亚麻、大麻、黄麻、蓖麻、苎麻、胡麻和剑麻等。人们从这些作物茎杆或叶片收取纤维,有的也同时收集蒴果。收获方法和工艺根据麻杆物理力学特性不同,有拔杆收获和割杆收获两种方式。拔杆收获用于茎杆细小、根系浅薄的亚麻,割杆收获用于茎杆粗大的大麻和黄麻。

用于麻类作物收获和初加工的机械。麻类作物包括:亚麻、大麻、黄麻、蓖麻、苎麻、胡麻和剑麻等。人们从这些作物茎杆或叶片收取纤维,有的也同时收集蒴果。

收获方法和工艺

根据麻杆物理力学特性不同,有拔杆收获和割杆收获两种方式。拔杆收获用于茎杆细小、根系浅薄的亚麻,割杆收获用于茎杆粗大的大麻和黄麻。收获工艺有联合收获和分段收获两种:

联合收获工艺

用麻类联合收获机一次连续完成拔麻、梳脱蒴果,捆束麻杆或铺放麻杆等作业,它主要用于亚麻收获。其生产率较高,损失较小,但收下的蒴果水分较大,需及时干燥。干后的蒴果需对其碾压加工,提取麻籽和进行麻籽清选。

分段收获工艺

用拔麻(或割麻)机将麻杆收起并铺放在田间形成条铺实行晾晒,直至干燥后用装有捡拾器的联合收割机捡拾和脱果,麻杆可捆成小束抛于地面。也可先用麻类作物拔(割)捆机将其收起并捆成小束,由人工集中若干捆竖立在田间晾晒,干燥后运至场上用梳麻机梳脱蒴果并收得麻籽。这种收获方法耗费人工较多,麻籽损失较大。

上述工艺收获后的麻杆称“原茎”,一般不能直接加工纤维,需经生物或化学方法处理,以破坏其麻杆的韧皮层与木质部间的结合。经处理后的麻杆称“干茎”,然后用碎茎机将干茎压揉、挤碎,并用打麻机清除韧皮中的碎麻骨和杂质,从而获得较纯净的麻纤维。也可采用不经过制备“干茎”过程直接加工纤维的工艺。即先用碎茎机挤压“原茎”,并用打麻机除去木质部而得到韧皮,然后用水解果胶法进行加工,再进行适当的机械加工即可得到可纺的麻纤维。

收获机器系统

有收获亚麻和大麻两个系统。各系统都包括:田间作业、场上作业和麻类物料初加工等机器,主要有拔麻机、割麻机、脱粒机、蒴果碾压机、联合收获机、碎茎机、打麻机、短纤维清选机等。

拔麻机

用于亚麻收获,一次完成拔麻和铺放麻杆作业。主要由分茎器、拔麻器、横向输送器、放铺滑板、行走装置和传动装置等组成(图1)。工作时,分茎器将亚麻分成行,并引导进入由两条环形带组成的拔麻器中,由于拔麻胶带沿向后倾斜方向运动,当与机器的前进运动合成时,它对麻杆产生一个近于铅垂方向的向上拔取力,将麻杆从土中拔起。然后经由上、中、下三条胶带组成的横向输送器送至一侧沿放铺滑板落于地面。一台7行(割幅为2.66米)拔麻机收获亚麻的生产率可达1公顷/小时左右。

图1 拔麻机

割麻机

用于大麻和黄麻等收割,一次完成割取和堆放麻杆作业,其结构如图2。在该机的前下方装有可上、下浮动的往复式切割器,切割器上方装有分茎器和纵向输送装置,机器的后方装有茎杆堆放台和推指式堆放机构。工作时,分茎器将麻杆引向纵向输送装置,继而由切割器将麻杆从根部割断,麻杆在纵向胶带输送器的夹持下送至堆放台。堆放台上有若干条回转链条,每个链条带一个推指,链条每回转一周,推指将堆放台上的麻杆推向地面一次,借此实现间歇性堆放麻杆。由于在麻杆根部处设有阻挡器,使麻杆落地时茎杆梢部向外转动一个角度放成铺,以便人工分把捆扎或捡拾。一台7行大麻收割机(割幅为2.1米)的生产率为0.9公顷/小时左右。

图2 割麻机

脱粒机

有简式、半复式和复式三种。简式脱粒机只将花序上的蒴果脱掉,不进行其他作业。半复式脱粒机除脱掉蒴果外,还将蒴果碾碎并分离麻籽。复式脱粒机能完成梳脱蒴果、碾压蒴果、分离麻籽和清选麻籽等作业。

复式亚麻脱粒机主要由麻杆夹持输送器、一对梳脱滚筒、碾压装置、倾斜输送器、逐稿器、第一清洁室、第二清洁室、升运器、抛掷器等组成(图3)。工作时,麻杆根部被夹持输送器夹持并沿着平行于梳脱滚筒轴线方向运动,梳脱滚筒从亚麻茎杆上将蒴果梳掉。蒴果进入碾压器,经碾压后其果皮及麻籽落入倾斜输送器,被送至逐稿器,在逐稿器的抖动下,将果壳等大杂物送出机外,麻籽从键孔漏下落入滑板并流入第一清洁室。轻杂物在第一风机的作用下,被吹出机外,未碾碎的蒴果从筛尾落入抛掷器,被送至碾压器进行复碾。麻籽等小杂物从筛孔漏下,经升运器进入第二清洁室复清,得到较纯净的麻籽。一台装有7.5~9千瓦动力的亚麻复式脱粒机,生产率为2.5吨/小时左右。

图3 复式亚麻脱粒机

复式大麻脱粒机与复式亚麻脱粒机相似,主要由夹持输送器、梳脱滚筒、碾压器和清洁室组成。蒴果则在两对梳脱滚筒的配合作用下被梳掉。

联合收获机

常用的是亚麻联合收获机。由拔麻台、装有梳脱滚筒的梳刷室、夹持输送器、捆束装置、行走装置和传动机构组成。拔麻台上的拔麻器和横向输送器的结构与拔麻机相同。工作时,亚麻由拔麻器拔起经横向输送器,再由夹持输送器将其送入梳脱滚筒。滚筒装有4把梳齿,梳齿借助平行四杆机构的控制,在滚筒回转中保持方向不变,4把梳齿轮流插入麻杆花序部分将蒴果梳掉。梳脱滚筒的轴线与夹持输送带的运行方向线偏一角度,这样可使梳齿对亚麻的梳脱作用逐渐深入,从而减少梳麻过程中造成的断麻量。梳落的蒴果经升运器进入蒴果箱,麻杆由夹持输送器送入捆束装置并捆成小束抛出。有的亚麻联合收获机没有捆束装置,但设有铺放滑板,将麻杆铺放在地面上。

碎茎机

主要部件是5~6对上下连续布置的带凸纹的轧辊。上排各轧辊的轴承座上方装置的压缩弹簧调节改变轧辊的压力。工作时将亚麻(大麻)纵向薄层喂入轧辊,麻杆经几对轧辊的多次压揉和弯曲使其韧皮与麻骨分离。为了减少轧辊对纤维的损伤,各轧辊的凸纹数不同,一般有11~14个凸纹,轧辊直径为120毫米左右,轧辊转速为100~135转/分,各轧辊线速度为0.6~0.8米/秒。大麻碎茎机为了清理韧皮,常将部分轧辊的速度比一般的提高一些,以增强对韧皮的碾搓作用。工作幅宽为600~700毫米的亚麻碎茎机的生产率为350~500千克/小时。

打麻机

干茎经碎茎机碾压后,大部分碎麻骨仍残留在韧皮之中,需经过打麻机将其清除。图4为亚麻打麻机,由茎杆夹持输送器、一对锥形打麻滚筒、行走轮及传动装置等组成。滚筒上装有3~4把打麻板。两滚筒相对回转,交替梳打麻杆。该机工作时,由人工先将亚麻杆的顶部夹持在输送器中,输送器沿滚筒轴的平行方向运动,将麻杆送至两滚筒之间,在滚筒的梳打下,亚麻韧皮得到梳整和清理,碎麻骨等杂物落于机器下方。一次梳打后,再将麻杆的根部夹持在输送器中,进行再次梳打,以补充对根部的加工。

图4 亚麻打麻机

短纤维清选机

长纤维加工中分离出的短纤维和未经加工的乱干茎统称短纤维。短纤维清选机就是对短纤维进行压揉、梳打和振动以分离出纯净的短纤维。它主要由压揉拉伸装置、喂料辊、打麻滚筒、压紧盖板、抖动器、进料台、机架和行走装置等组成(图5)。工作时,由人工将物料铺放在进料台上并推向压揉拉伸装置,经压揉拉伸后经喂料辊和压紧盖板间进入打麻滚筒。打麻滚筒上的打麻板将纤维中的碎麻骨刮掉。当纤维被喂料辊松开时,滚筒将纤维抛向抖动器。抖动器由固定的栅架和抖动推指组成,由曲柄连杆驱动的推指在栅架缝隙中运动,使纤维产生振动并向前推进。逐渐排出机外,碎麻骨则落于地面。

图5 短纤维清选机

压揉拉伸装置由五对轧辊组成。第一、第三和第五对为铸铁细纹轧辊,第二和第四对为刀齿轧辊。铸铁细纹轧辊外径108毫米,内径90毫米,凸纹数28。刀齿轧辊由圆盘和钢刀齿组成。外径115毫米,钢刀齿是工作刃口圆角半径为2毫米的板条,刀齿数9。为使压揉拉伸装置起到拉伸纤维和使纤维层变薄的作用,轧辊的转速由慢变快。该机的第一对轧辊转速为12.37转/分,第二、第三对轧辊转速为24.75转/分,第四、第五对轧辊转速为49.5转/分。