苎麻剥麻机械性能指标及其检测方法

马兰，龙超海，吕江南，刘佳杰

(中国农业科学院麻类研究所，长沙410205)

苎麻产业经历了20世纪80年代的“苎麻热”后，目前处于低谷期;但苎麻纤维具有拉力强、光泽好、吸湿散湿快、绝缘性好等优点，是中国传统的纺织用品原料，主产麻区有关高校、研究院所等单位和农机厂家对苎麻收获及剥制机械的研究从来都没有止步，这也为苎麻产业的可持续性发展提供了技术支撑和技术储备。目前生产中使用的苎麻剥麻机械主要有中小型[1－4]和大型[5－7]2种类型。但长期以来，各研制单位对苎麻剥麻机械性能指标的规定不一致，难以判定苎麻剥麻机械作业性能的优劣。为了规范苎麻剥麻机械的作业质量，并为评价苎麻剥制机械的作业性能提供技术参考，本文研究探讨了苎麻剥制机械作业性能指标及其检测方法和判定规则。

1 苎麻剥麻机械性能指标的确定

1.1 苎麻剥麻机械

苎麻剥麻机械是指能完成成熟苎麻茎秆的喂入、剥制等作业工序，加工出苎麻纤维的机械或机具，包括固定式苎麻剥麻机械和移动式苎麻剥麻机械。

1.2 苎麻剥麻机械性能指标

苎麻剥麻机械性能指标的确定是在《农业机械试验条件测定方法的一般规定》 (GB262－2008)、《农业机械生产试验方法》(GB5667－2008)、《麻类作物田间记载项目与标准》、《苎麻种质资源描述规范和数据标准》和《苎麻剥麻机技术条件》(DB43/T251－2004)等有关标准基础上，结合考虑苎麻的生物学特性和品质特性，广泛征求专业技术人员和有关专家意见，鉴于苎麻行业生产和发展的实际情况和目前生产及市场上对苎麻初加工技术的要求确定的。

苎麻剥麻机械性能除与机具本身的性能、质量和操作技术有关外，还与作业的实际条件和苎麻成熟度有密切关系，所以在规定性能指标时需明确作业条件。性能指标值是在下列作业条件下确定的:以收获纤维为目的，苎麻应在工艺成熟期收割，此为适期，早或迟于工艺成熟期收割的为早期或晚期。苎麻剥麻机械在使用说明书或技术文件规定的条件下作业。

评定苎麻剥麻机械作业性能的指标主要有鲜茎出麻率、含杂率、原麻生产率、噪音、平均首次故障前工作时间5个指标。至于色泽等外观品质可不作为主要的评定指标，因为实际上鲜皮色泽并不影响或很少影响纤维的加工品质。另外苎麻纤维质量不仅取决于剥制，还与苎麻的品种、季次、栽培条件等有关系。作业质量指标值是苎麻剥麻机械在使用说明书或技术文件规定的正常作业状态下确定的。测定时连续喂入时间不少于30min，测定次数不少于3次[8]。当采用内燃机做动力时，先初步根据苎麻剥麻机械作业性能选择适当的油门档位，确定好合适的内燃机油门档位后，多次试验条件都应保持档位一致。经过多年试验测试，确定具体指标数值如下:鲜茎出麻率4.5%，含杂率1.5%，原麻生产率10kg/h，噪音90dB(A)，平均首次故障前工作时间80h。

2 苎麻剥麻机械作业质量指标检测方法及判定规则

2.1 作业质量指标的测算

为使苎麻剥麻机械作业质量指标的测定更具准确性，检测物料采用去叶苎麻鲜茎。每台剥麻机械取工艺成熟期苎麻鲜茎5kg以上进行试验，重复3次。

2.1.1 鲜茎出麻率 (%)

选取当地有代表性的3年生以上，工艺成熟期，有效株苎麻，采用苎麻剥麻机械剥麻。

按GB/T 7699—1999《苎麻》的规定测定，参考文献[9]，将苎麻鲜茎去叶，称量每次试验的去叶鲜茎重量，然后用剥麻机械械剥制。称量剥制鲜麻晒干后的苎麻原麻 (原麻含水率不超过14%)重量，按下式1计算。

式中:Z——出麻率，%;

wr——含水率不超过14%的原麻重量，kg;

wj——去叶鲜茎重量，kg;

2.1.2 原麻含杂率(%)

从各次试验所剥的原麻中分别取样、称重，称重后用手抖动麻束，清理出麻纤维上的麻骨、皮壳、碎屑等，然后称取试样净重，按下式2计算。

式中:I——原麻含杂率，%;

w1——试样质量，g;

w2——试样清理杂质后质量，g;

2.1.3 原麻生产率 (Kg/h)

单位时间内机器剥制的原麻重量。按下式3计算。

式中:E——原麻生产率，Kg/h;

wr——含水率不超过14%的麻重，kg;

t——剥麻时间，h;

2.1.4 平均首次故障前工作时间

平均首次故障前工作时间是指产品发生首次致命故障、严重故障或一般故障时的平均工作时间[10]。测定方法按DB43/T251－2004《苎麻剥麻机技术条件》6.7条的规定执行。

2.1.5 噪音测定

测定方法按GB/T 6538—1996《声学、声压法测定噪声源声功率级使用标准声源简易法》执行。

2.2 判定规则

按对苎麻剥麻机械作业质量的影响程度将判定项目分为A类和B类，A类项目有鲜茎出麻率、原麻生产率，平均首次故障前工作时间，B类项目有含杂率、噪音。被检测项目中A类项目应全部合格，B类项目允许有一项不合格，综合判定为合格。

2.3 生产试验应用

在多年实际生产中，根据上述作业质量指标检测方法和判定规则，分别对在中国农业科学院麻类研究所生产的小型苎麻剥麻机和大型苎麻剥麻机样机，进行了机械作业质量检测和判定，试验结果如表1所示;结果显示其作业质量指标数值准确可靠，检测方法易于操作，可作为苎麻剥麻机的生产试验方法，为苎麻剥麻机械的改进设计提供参考。

表1 苎麻剥麻机械作业性能指标试验Tab.1 Test on the working quality indicators of ramie machinery

3 结论与讨论

基于检测简便，易于操作的原则，和考虑生产实际中操作的可行性，对比《苎麻剥麻机技术条件》(DB43/T251－2004)中的含胶率27%，耗电量0.15kw·h/kg，平均首次故障前工作时间80h，本文没有把前2个指标纳入作业质量指标。因为含胶率需要专业部门测定，不方便生产实际操作;而对于大型的苎麻剥制机械来说，耗电量指标0.15kw·h/kg已经没有实际意义。平均首次故障前工作时间80h，这一指标在实际生产中是对苎麻剥制机械可靠性和有效度的保证，本文已将其纳入苎麻剥制机械作业质量指标。

《机剥苎麻》(DB43/T 332－2007)湖南省地方标准中对苎麻感官品质、含杂率和长度，分不同的等级分别做了要求，鉴于目前苎麻产业发展的实际状况，基于检测简便，易于操作的原则，苎麻剥麻机械的作业质量指标符合麻纺企业对苎麻纤维品质的基本要求即可，对苎麻感官品质、含杂率和长度没有做特别的分级要求。如今后随着苎麻纤维脱胶工艺改变和麻类作物多用途行业发展，短纤维也能很好地进行脱胶或作其他用途，苎麻剥麻机械作业质量指标对原麻长度的要求就没有了实际意义，考虑苎麻剥麻机械械作业质量指标的长期指导评价作用，在其作业质量指标中没有对原麻长度作要求;而感官品质评价仅是定性评价，量化困难，不便于定量操作，在此文中也没有对此作要求。

通过生产实践中对苎麻剥麻机械作业质量指标的检测及验证[1－2，5，7]，其作业质量指标量化合理，数据准确可靠，检测方法简便、易于操作，能规范、指导苎麻剥麻机械实际生产作业，提高苎麻剥麻作业质量，可为评价苎麻剥麻机械的作业性能提供技术参考。

[1]吕江南，龙超海，马兰，等.双滚筒苎麻剥麻机的研究[J].中国麻业科学，2009，31(6):352－357.

[2]龙超海，吕江南，马兰，等.4BM－260型苎麻剥麻机的研制[J].中国麻业科学，2011(02):76－80.

[3]邓剑锋，蔡超强，李加升，等.6BX－40型苎麻剥制机滚刀设计与试验[J].农业机械学报，2010，41(12):89－98.

[4]张龙云，李富民，陈文，等.“FL－235型复刮式苎麻剥麻机”的研制初报 [J].中国麻业科学，2007(02):84－85，110.

[5]吕江南，龙超海，马兰，等.全自动苎麻纤维分离机的设计[J].中国农机化学报，2014(02):159－163.

[6]苏工兵，陈海英，郭翔翔，等.全自动苎麻茎秆分离机设计与实验[J].中国农机化学报，2013(05):119－122，149.

[7]吕江南，龙超海，赵举，等.横向喂入式苎麻剥麻机的设计与试验[J].农业工程学报，2013，29(16):16－21.

[8]DB43/T251－2004，苎麻剥麻机技术条件 [S].

[9]王绍文，宋贻则.麻类作物生产机械[M].北京:中国农业出版社，1997:97.

[10]GB5667－2008，农业机械生产试验方法 [S].