牧草捡拾压捆作业的研究

吴佳钰，黄丙申，初旭宏，张闯闯，汪益林

(佳木斯大学 机械工程学院，黑龙江 佳木斯 154007)

1 压捆作业目的

为了向草场运送和进一步计量效率，采用压捆机将散状牧草压成草捆。

草场上，多数情况下当牧草湿度为15%时进行搂草和捡拾压捆。目前在市场上出售的压捆机，主要是为此目的而制作。但为优化机具应用效率和牧草的调制方法，也可用热风式烘干机等人工干燥方法。这样，在草场上牧草湿度为40%～50%时就进行压捆作业，或者把湿度更高的牧草压捆后去作青贮。此外，为适应粗饲料流行的现状，可以使用比普通压捆机具有更高草捆密度的干草压捆机进行制捆。

根据压捆作业后的作业方法、贮藏方法、使用方法以及牧草特性等，来选择和组合机型就能适应不同的作业条件，并且也是选定作业计划的重要条件。

2 压捆机的种类和构造

压捆机种类按行走方式分有自走式、牵引式和固定式；按驱动方式分有拖拉机动力输出轴驱动和辅助发动机驱动。此外，也可按压捆紧密度区分有紧密型和疏松型以及紧密度特别大的干草压捆型。

2.1 紧密型压捆机

紧密型压捆机工作时，捡拾器沿草条将牧草拾起后，牧草被横向螺旋输送器或被作往复运动的喂入爪从侧面喂入压缩室。在压缩室，与喂入作同步往复运动的活塞对喂入的牧草进行压缩，并逐渐从压缩室后面挤出。在活塞侧面装有切刀，它用来在压缩过程中把牧草切断于喂入口，以防喂入口堵塞。在压缩室上部的计量轮随压缩室内被压缩牧草的移动而回转，转到一定程度，捆绑机构动作，把被压缩的牧草按大致相等的长度用两道捆绳捆成草捆后，从压缩室后部排出[1]。这种工作方式，压捆机仅将草捆排落在地上。对于装有草捆滑槽和抛捆器等辅助装置的压捆机则伴有拖车同行，使草捆能装载在拖车上。紧密型压捆机的动力传动大多为动力输出轴驱动，但也有用辅助发动机驱动的。紧密型压捆机具有较高的压缩紧密度、草捆结实、草捆间的分隔层分离明确、捆绑绳与长方形草捆的长边平行等特点。

2.2 疏松型压捆机

疏松型压捆机工作时，由捡拾器拾起的牧草被喂入压缩室，用填充塞压缩后，被捆绑机构用两道捆绑绳捆成草捆排出机外。紧密型压捆机和疏松型压捆机结构上的差别是紧密型压捆机用活塞在每一行程中断续地压缩牧草，而疏松型压捆机则用瓜状的填充塞连续地压缩牧草。

2.3 干草压捆型压捆机

干草压捆型压捆机多为固定式，采用辅助发动机作动力驱动，但最新型干草压捆机是用油压来压捆牧草。前一种压捆机工作过程是通过活塞把自喂料斗喂入的牧草压缩，为保持一定重量的草捆，在压缩过程中以一定时间放入一块分隔板，分隔板上有两道沟槽，用来穿过捆绑草捆的铁丝，工作中辅助人员从压缩室侧面穿过捆绑铁丝，将草捆捆绑后排出机外。

2.4 辅助机械

具有捆绑机构的压捆机如上所述，而采用辅助机械进行组合使用则能够提高草捆的装载和搬运效率。辅助机械有草捆滑槽、草捆抛掷器、草捆托运器以及草捆收集机等[2]。此外，根据作业方式也有必要考虑使用拖车和货车型式的辅助机械。

(1)草捆滑槽。草捆滑槽装在压捆机后面，它是把从压缩室排出的草捆导向拖车。草捆滑槽用钢板或铁管制成。草捆滑槽的倾斜度靠改变链条长度进行调节，这使得拖车上工作的辅助人员能够容易地调节从滑槽送来的草捆高度。用这种方法时，为了由压捆机牵引杆牵引拖车，最好使用四轮拖车。

(2)草捆抛掷器。草捆抛掷器由两组沿抛送方向转动的平皮带或滚筒构成，用拖拉机动力输入轴或辅助发动机驱动。当草捆从平皮带或滚筒间通过时，由于平皮带或滚筒的圆周速度所起的加速作用，草捆被抛掷到牵引或随同工作的拖车上。抛掷角度可以固定，但也能对抛捆方向和抛捆距离作相应调节。

(3)草捆收集机。草捆收集机是一种把放在草场上的草捆拾起并装载到拖车上的作业机械。在拖车上有辅助人员接收从收集机送来的草捆，并把它堆放在拖车上。草捆收集机有多种型式，常用的有提升机型和拖拉机油压升降型。

(4)草捆装卸车。草捆装卸车是一种自动捡拾草捆、自动装入车厢和自动卸载的作业机械。工作时，草捆从装卸车的后方依次提升到车台，装满后进行运输。卸载时车台自动翻转，把草捆原封不动地堆积在一起。

此外，拖车对于压捆、装载、运输的一系列作业来说是不可缺少的机具。从作业方式看，随同压捆机工作的拖车装载草捆时，使用两轮型拖车即可。

3 性能

3.1 特点

(1)紧密型。紧密型压捆机生产的矩形草捆密度比较大。当牧草湿度为14%～15%时，草捆紧密度达80～200 kg·m-3。这种草捆使用方便、适于流通，并且即使在狭小的地方也能很好地原封不动地贮藏。另外，近年来出现把湿度达40%～50%的牧草压成草捆的青贮技术。由于草捆紧实，故这种型式的青贮容易搬动，也适合于青贮的流通。

(2)疏松型。疏松型压捆机一方面可用来压缩湿度小于20%的干草(当牧草湿度为14%～15%时，草捆紧密度达30～100 kg·m-3)，并能使它原封不动地贮藏；另一方面，因草捆密度小，也适合于把湿度为40%～50%的牧草压成草捆后再用热风干燥进行处理。但疏松型压捆机生产的草捆形状不整齐、大小不一致(主要是长度)，而且使用中捆绳容易脱落，不适合长距离运输。因此相比来说紧密型压捆机适宜生产干燥牧草的草捆，疏松型压捆机适宜生产半干燥牧草的草捆。

(3)干草压捆型。目前市场上的干草压捆机压制的草捆当牧草湿度为14%～15%时，草捆紧密度达300～400 kg·m-3，重量为30～40 kg，草捆紧密度比紧密型和疏松型都高。因其草捆外形最整齐，故这种草捆不是为自用而是为向外地运输用制作的。

近年来，有些产品把油压式压力机和自动包装机用作压捆机来压缩牧草，草捆紧密度达300～450 kg·m-3，其工作效率比干草压捆机略高。

3.2 作业性能

对于作业性能，主要包括草捆长度和草捆重量两方面。从草捆外形来看，长度以50～60 cm和重量以10～20 kg为宜，太长和太重的草捆不仅使用不便，且搬运中捆绳容易脱落[3]。草捆紧密度随牧草湿度和压捆机的调节而变化。通常，紧密型为100～120 kg·m-3；疏松型为50～70 kg·m-3；干草压捆型为350 kg·m-3。当提高作业速度或增大草条尺寸和密度时，草捆紧密度由于活塞每一行程中牧草喂入量的增加而提高。捡拾压捆机捡拾牧草的损失率应低于2%～5%，提高作业速度，牧草的捡拾损失就会增加。目前来看，压捆机的使用以疏松型压捆机居多。

4 使用

4.1 草捆长度的调节

在压缩室侧面装有调节杆，改变调节杆上固定螺杆的位置就使捆绑机构的工作间隔发生变化，从而也就调节了草捆长度。通常是在制出第一个草捆的重量和工作完成的状态之后，才能确定要调节的长度。

4.2 草捆紧密度的调节

压缩室上部的两侧装有带缓冲弹簧的压力曲柄。通过调节压力曲柄，改变上下夹紧板的间隔就能调节草捆紧密度。为提高运输和贮藏效率，希望草捆紧密度越大越好。但实际作业中，效率和使用目的以及贮藏性能需要共同考虑。尤其是压捆半干燥牧草以后再用热风吹干的工作方式，要注意过高的草捆紧密度会降低干燥效率。

4.3 捡拾器的工作高度

改变安装在机体侧面的限位轮的位置，可以调节捡拾器的工作高度，但有许多压捆机不设置限位轮，而是直接对捡拾器进行上下调节。通常，紧密型压捆机捡拾器的工作高度离地3 cm。对于生长不均匀和高低不平的草场，或是在高速作业的情况下，可稍微把捡拾器工作高度降低。

4.4 结扣器的调节

结扣器一般以不调节为好。但当捆绳拉不紧而产生结扣故障时，可以调节结扣器弹簧压板的夹紧度。

5 作业方法

因为牧草压捆作业的效率受到草条的形成方法的影响，所以搂草阶段作业方法的制定对压捆作业保持最佳效率具有重大意义。

作业方法有回转法和梭形法。回转法适用于大面积草场，其作业效率最高。梭形法是在小面积农场利用割道进行作业的一种搂草方法，但因压捆机回转幅度较大，往往不能沿草条的一侧顺序进行作业。这种情况下，草条间隔应考虑机组一个行程的最小回转幅宽或两个行程的最小回转幅宽。

压捆作业中，应把高效的装载、运输机械与压捆机编成机组。机组型式有：(1)草捆装载机从地上拾起草捆后再装入拖车或卡车；(2)拖车随同压捆机在工作中装载草捆；(3)压捆机后牵引拖车，在拖车上用人力堆积草捆；(4)压捆机后牵引拖车，用草捆抛掷器向无人的拖车抛装草捆。其中以第四种方法效率最高，为此需具备紧密型压捆机、草捆抛掷器、高马槽的四轮拖车。但对疏松型压捆机，则以第三种方法更为适宜。

6 结语

提高对牧草压捆技术的认识，发展牧草加工机械化，提高牧草的利用率，可以减少因机械使用不当而造成的牧草资源的浪费。大力宣传推广牧草青贮压捆机械化技术, 进一步提高收获效率, 提高饲草品质, 把我国的畜牧业发展壮大, 既有可观的经济效益, 还可以带来良好的社会效益和环境效益。