黄贮饲料收获机的经济社会效益及其性能分析

　　引言
　　
　　我国农作物秸秆资源十分丰富，积极推广和发展资源综合利用技术，突出发展草食型、节粮型畜牧业，符合我国农业科技发展纲要的要求。黄贮饲料收获机的推广和应用最大限度地提高了秸秆性饲料的利用率，推动了内蒙古自治区畜牧业的发展，降低了因焚烧秸秆带来的环境污染，产生了巨大的社会效益。该机是联合收获机具，主要用于玉米摘穗后对玉米秸秆进行强制顺序喂入、切碎、推进和抛送装车，也可进行青贮玉米及其它秸秆类作物的收获。本机具有体积小、质量轻、结构紧凑、生产率高和节省劳动力等优点。9HS－170 型黄贮饲料收获机与 40 ～58． 8kW拖拉机配套作业，挂接方式为后悬挂，作业时无需对行工作。

　　1 经济效益与社会效益分析

　　9HS－170 型黄贮饲料收获机是根据内蒙古自治区实现农业机械化和畜牧业生产发展的需要和发展要求，自行立项、研制开发的一种用于各类高茎秆作物( 如玉米、高梁等) 秸秆的收割、切碎的设备，该机的研制将会产生较大的经济效益和社会效益。
　　
　　1． 1 技术性分析

　　应对内蒙古自治区农业机械化的发展要求及畜牧发展和养殖方式的转变，该机适用于对各类高茎秆作物的收获，并可同时将其切碎，方便种植户的收获和养殖专业户进行饲料黄贮。9HS－170 型黄贮饲料收获机针对市场情况，采用配套动力 40 ～ 58kW 拖拉机，利于其动力输出轴将动力送到变速箱，产生不同转变，以满足工作要求，使之具有适应范围广、使用方便、可靠的特点，并可达到结构紧凑、性能稳定、生产效率高的功效。

　　1． 2 使用性分析

　　9HS—170 型黄贮饲料收获机结构简单、操作方便，而且维修保养容易，在很大程度上降低了劳动强度，提高了劳动生产率。

　　1． 3 经济效益分析

　　1． 3． 1 直接经济效益样机单台成本 1． 6 万元，其中生产成本 1． 234 万元，间接费用 0． 366 万元。拟定单台售价 2． 2 万元，则每台机可新增利润按 15% 计算，新增税收按 10%计算，则可获得利税 0． 6 万元。

　　1． 3． 2 间接经济效益工作时，每台机组需配备 4 个，每人每天 100 元;拖拉机以 654 型拖拉机为例，每台 8． 5 万元( 使用期限 10 年) 。9HS－170 型黄贮饲料收获机每台 2． 2 万元( 使用期限 8 年) 。经测试，每公顷油耗为 7． 2L，油价为 7． 4 元/L，维修费按机组购置费的 2% 计算，利息按 5% 计算; 如果按每台机组每天作业 6hm2、每年作业按 20 天计算，每年共作业 120hm2，按机具作业消耗及购机分摊进行机具作业成本计算，则每台机组作业成本如表 1 所示。

　　如按每公顷作业收费 750 元计算，每台机组每年收入 9 万元，每台机组每年的作业成本 3． 54 万元，则每台机组每年纯收益 5． 46 万元，投资回收期为 2 年。【表1】

　　
　　2 总体布局及三维建模

　　9HS－170 型黄贮饲料收获机的总体设计方案是在广泛走访国内用户，收集、分析以往田间实验报告及国内外同类产品最新技术资料和样机的基础上确定的，其实体图如图 1 所示。采用 SolidWorks 软件建立黄贮饲料收获机三维实体模型，并在装配模块下把建立好的模型组装起来，如图 2 所示。

　　3 抛送装置性能研究

　　运用三维建模软件 SolidWorks 建立黄贮饲料收获机抛送装置的三维模型，然后将模型导入到 ANSYSICEM CFD 进行网格划分; 采用 RNG k －ε 模型和多参考系 模 型，运 用 Fluent 模 拟 出 其 内 部 的 气 流 流场。抛送装置的计算域模型如图 3 所示。【图1-3略】

　　取抛送筒截面 z=－20mm、z=0mm、z=20mm，通过CFD－POST 进行后处理，分析其速度趋势。3 个位置的速度分布图如图 4 所示。从图 4 可以看出: 3 个截面的气流速度变化趋势基本相同。此现象表明，抛送筒中存在涡流，使得部分气流不能顺利排除，容易造成堵塞，并产生噪声。优化可以适当改变抛送筒的结构尺寸和抛送叶片的倾角等参数，使得气流更顺利排除，从而提高抛送效率和整机的性能。【图4】

　　
　　4 收获机的保养与存放

　　使用收获机过程中，应及时、认真、仔细地进行技术保养，保证玉米收获机经常处于完好的技术状态，充分发挥机器的效能，提高生产效率，延长使用寿命。

　　技术保养内容包括各零部件的清洗、检查、紧固、润滑和调整。

　　1) 每日工作前，应清理玉米收获机上残存的尘土、茎叶及其他附着物; 清理发动机水箱、防尘罩和空气滤清器，用压缩空气反向吹净。

　　2) 每日工作前，检查各组成部分的联接状况，必要时加以紧固; 特别是要检查粉碎回收机的悬挂联接装置。

　　3) 每 4h 向敞开式传动链条加注机油 1 次，其部位有输出轴链轮至传动轴链轮的链条。

　　4) 每班检查并调整各传动链条紧度。

　　5) 从拖拉机上拆下收获机，打开机械上的盖子、防护罩，仔细清除玉米收获机内外的尘土、作物残余和污物，必要时可做部分拆卸，里外必须清除干净。

　　6) 卸下链条，放入柴油或煤油中清洗，并装回原位置。

　　7) 拆卸和查看机器时，如发现零件或部件需要更换，应换上备用零件。

　　8) 在一切未涂油漆的金属表面以及工作中受到摩擦的地方，均应涂防锈油。

　　9) 液压管路排出剩油并封堵; 接口部位加上塑料盖防止碰撞。

　　5 收获机的安全操作

　　1) 作业前，检查链条护罩、皮带罩; 查看传动轴护罩是否紧固安全。

　　2) 运转收获机时，秸秆切碎后部不许站人。

　　3) 收获机在安装后试运转，要求中等转速运转2h。

　　4) 拖拉机置于空挡位置，启动发动机; 运转正常后，秸秆切碎机降至工作位置。

　　5) 将发动机置于低速，踏下锁定装置，将离合器踏到二次分离位置，接合动力输出轴; 然后，慢慢抬起离合器，使收获机低速运转。

　　6) 踏下离合器踏板，挂上工作挡，开始收获玉米作业。

　　6 故障分析与排除方法饲料收获机常见的故障表现及排除方法如表 2所示。【表2】

　　
　　7 结论

　　1) 应对内蒙古农业机械化的发展要求及畜牧发展和养殖方式的转变，设计了黄贮饲料收获机。其结构简单、操作方便，而且维修保养容易，可以产生良好的经济和社会效益。

　　2) 对关键部件抛送装置进行分析表明，抛送筒中存在涡流，优化可以适当改变抛送叶片的倾角等参数，使得气流更顺利排除，其总体性能良好。

　　3) 制订了收获机的具体保养与存放细则，有助于提高收获机的使用效率和寿命。

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