縱軸流聯(lián)合收割機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及特點(diǎn)

薛臻 周學(xué)劍

[摘 要] 聯(lián)合收割機(jī)對(duì)于減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)率、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、爭(zhēng)取農(nóng)時(shí)和促進(jìn)農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)豐收都有重要的作用。世界各國(guó)都在投入大量的人力物力，持續(xù)攻克聯(lián)合收割機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。

[關(guān)鍵詞] 聯(lián)合收割機(jī) 技術(shù) 特點(diǎn)

[中圖分類(lèi)號(hào)] S225 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650 （2014）04-0217-02

聯(lián)合收割機(jī)是一種集收割、脫粒、分離清選、集糧等功能為一體的復(fù)式作業(yè)機(jī)械，它對(duì)于減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)率、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、爭(zhēng)取農(nóng)時(shí)和促進(jìn)農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)豐收都有重要的作用。歐美從20、30年代起就開(kāi)始研制和使用聯(lián)合收割機(jī)，日本和我國(guó)60年代左右才起步。目前，世界各國(guó)都在投入大量的人力物力，持續(xù)攻克聯(lián)合收割機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，總體來(lái)說(shuō)，全喂入聯(lián)合收割機(jī)從傳統(tǒng)的橫切流向縱軸流以及切縱軸流方向發(fā)展。

一、國(guó)外縱軸流聯(lián)合收割機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

目前，歐美聯(lián)合收獲機(jī)廣泛采用機(jī)電液一體化、自動(dòng)化、智能化等新技術(shù)，在保證良好性能的前提下，向高效、大型、大馬力、寬割幅、大喂入量方向發(fā)展（割幅已超過(guò)10m，發(fā)動(dòng)機(jī)功率已超過(guò)500馬力），形成了傳統(tǒng)型（多脫粒滾筒+鍵式逐稿器）、單縱軸流型（多脫粒滾筒+單縱軸流分離滾筒）和雙縱軸流型（多脫粒滾筒+雙縱軸流分離滾筒）三類(lèi)主流機(jī)型，并以德國(guó)CLASS公司，美國(guó)JD公司和CASE公司，意大利NEW HOLLAND為代表的谷物聯(lián)合收獲機(jī)主流技術(shù)方向。如圖1、2、3所示：

圖1 傳統(tǒng)型

圖2 單縱軸流型 圖3 雙縱軸流型

這類(lèi)機(jī)型中的縱軸流滾筒的主要功能是取代鍵式逐稿器，承擔(dān)籽粒、莖稈的分離功能，又具有一定的脫粒能力，其分離能力強(qiáng)，對(duì)谷粒損傷小，尤其對(duì)難脫和易破碎的多種作物有較好的適應(yīng)性。但這類(lèi)機(jī)型整機(jī)體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大多為輪式驅(qū)動(dòng)，接地壓力大，水稻收獲適應(yīng)性不強(qiáng)，尤其在收獲我國(guó)的高產(chǎn)水稻時(shí)沒(méi)能表現(xiàn)出優(yōu)良的性能，并且不能廣泛適應(yīng)我國(guó)田間道路、田塊、農(nóng)藝方式以及經(jīng)濟(jì)承受能力，難以大量引用。

今年來(lái)，日本久保田在傳統(tǒng)橫軸流聯(lián)合收割機(jī)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了一款簡(jiǎn)易式單縱軸流全喂入履帶式聯(lián)合收割機(jī)，該收割機(jī)工作時(shí)，物料經(jīng)輸送槽輸送至縱軸流滾筒前部，由前端的螺旋喂入頭強(qiáng)制喂入至脫粒室進(jìn)行脫離分離，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗小，脫粒行程較長(zhǎng)，能實(shí)現(xiàn)小麥、水稻、油菜的多功能收獲，作業(yè)效果不錯(cuò)，國(guó)內(nèi)眾多企業(yè)紛紛效仿。但該機(jī)型最大的缺陷是作物潮濕或喂入量較大時(shí)交接口容易堵塞，收割效率不高，喂入量不超過(guò)2.5公斤/秒。

二、國(guó)內(nèi)縱軸流聯(lián)合收割機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

多年來(lái)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的全喂入聯(lián)合收割機(jī)基本上都采用橫向布置的軸流滾筒脫粒分離裝置，這種布置方式結(jié)構(gòu)緊湊，在喂入量較小時(shí)作業(yè)性能較好。但由于脫粒滾筒橫向布置，受到空間位置的限制，脫粒滾筒不能太長(zhǎng)，因此，這類(lèi)收割機(jī)普遍存在以下問(wèn)題：一是由于脫粒滾筒較短，脫粒和分離能力受到限制，在喂入量稍大時(shí)夾帶損失會(huì)增大；二是對(duì)潮濕作物和一些難脫作物適應(yīng)性較差；三是清選篩面上物料分布不均勻，在喂入量較大時(shí)清選效果較差。橫向軸流式聯(lián)合收獲機(jī)由于結(jié)構(gòu)上的原因，其發(fā)展空間受到一定的限制，市場(chǎng)占有率也在逐年萎縮。

近幾年，國(guó)內(nèi)全喂入收割機(jī)的技術(shù)有了較大的發(fā)展，湖州星光推出了橫向雙軸流式聯(lián)合收割機(jī)（如圖），浙江艾格萊等眾多廠家吸收消化久保田技術(shù)，推出縱向單軸流聯(lián)合收割機(jī)，這兩種機(jī)型比傳統(tǒng)的單橫軸流滾筒機(jī)型在收割效率和性能指標(biāo)等方面均有較大的進(jìn)步，但收割效率沒(méi)有顯著的提升，尤其是收獲高產(chǎn)水稻時(shí)提升不明顯。

江蘇鋒陵在2010年推出了一款切縱軸流式全喂入履帶聯(lián)合收割機(jī)，該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，物料喂入順暢，收獲效率高，水稻作業(yè)可達(dá)10-12畝/小時(shí)，小麥14-16畝/小時(shí)。

三、鋒陵切縱軸流聯(lián)合收割機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)

鋒陵切縱軸流聯(lián)合收割機(jī)采用了履帶式行走底盤(pán)，更適合南方深泥腳和小田塊的高產(chǎn)水稻的收獲。脫粒分離裝置采用一個(gè)橫向切流脫粒分離裝置與一個(gè)縱向軸流脫粒分離裝置有機(jī)結(jié)合，并呈T型對(duì)稱(chēng)分布；該裝置在橫、縱交接處采用無(wú)堵塞物料交接口，使得物料喂入順暢、不易堵塞，收割效率高，脫粒分離行程長(zhǎng)，動(dòng)作柔和，籽粒清潔度高、損失低、破碎損傷小。橫向切流滾筒和縱向軸流滾筒均為桿齒式脫粒元件，轉(zhuǎn)速可調(diào)，橫向切流滾筒的脫粒間隙可調(diào)，不僅可以用來(lái)收獲水稻，也能廣泛適應(yīng)小麥、油菜以及不同品種的作業(yè)要求。其清選裝置在風(fēng)篩式雙層振動(dòng)篩的基礎(chǔ)上，加裝了二次雜余清選篩，該清選篩位于上層振動(dòng)篩二次雜余攪龍出口處，主要功能是對(duì)二次雜余進(jìn)行均布和篩分，清選效果優(yōu)良該機(jī)采用橫向切流滾筒+縱向軸流滾筒的脫粒分離方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，物料喂入順暢，收獲效率高，水稻作業(yè)可達(dá)10-12畝/小時(shí)，小麥14-16畝/小時(shí)，整機(jī)重量不超過(guò)2900Kg。

主要技術(shù)特點(diǎn)：

1.采用桿齒式T型切流與縱軸流組合式脫粒分離等技術(shù)，物料喂入順暢、收獲效率高、性能指標(biāo)好

T型切流與縱軸流脫粒分離裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，前端采用桿齒式切流滾筒，該切流滾筒在較低轉(zhuǎn)速下工作，脫粒作用柔和，可以將易脫的籽粒先脫下來(lái)，以減少籽粒破損率，并在切流滾筒凹板上得到有效分離。另外，物料經(jīng)切流滾筒桿齒擊打梳理后，變短變少，后經(jīng)切流滾筒和縱軸流前端螺旋喂入頭的強(qiáng)制喂入作用下，通過(guò)如圖6所示的無(wú)堵塞喂入交接口，很順暢地進(jìn)入縱軸流脫粒分離滾筒室進(jìn)行復(fù)脫與分離，從而減輕縱軸流分離滾筒的負(fù)荷，減小籽粒的夾帶和未脫凈總損失。切流滾筒和縱軸流滾筒的轉(zhuǎn)速可根據(jù)不同作物品種進(jìn)行調(diào)節(jié)，橫向切流滾筒的脫粒間隙可調(diào)，縱軸流滾筒頂蓋的導(dǎo)向板也可根據(jù)收獲需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，以控制物料在脫粒室的脫粒行程以及脫粒時(shí)間，從而泛適應(yīng)小麥、水稻、油菜以及不同品種的作業(yè)要求，降低不必要的功耗，提高了作業(yè)效率。在整個(gè)脫粒分離的作業(yè)流程中，切流脫粒滾筒和縱軸流脫粒分離滾筒是一個(gè)有機(jī)的整體，相互牽制，互配合。

切流滾筒與縱軸流滾筒的脫粒元件均為桿齒式，重量輕，成本低嗎，制造、裝配、更換簡(jiǎn)單便捷，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)小麥、水稻、油菜的多功能收獲，并且性能指標(biāo)良好。

圖5 T型切流與縱軸流脫粒分離裝置交接口示意圖

圖6 T型切流與縱軸流脫粒分離裝置交接口示意圖

2.帶有二次雜余清選篩的高效清選振動(dòng)技術(shù)

清選裝置是聯(lián)合收割機(jī)的重要組成部分，它直接影響到整機(jī)的工作性能。清選性能中的清選損失率、籽粒含雜率是衡量聯(lián)合收割機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。潮濕物料的大喂入量清選是聯(lián)合收割機(jī)向高速、高效發(fā)展的瓶頸。針對(duì)T型切流與縱軸流脫粒分離裝置脫出混合物的特點(diǎn)及其分布規(guī)律，設(shè)計(jì)了一種帶二次雜余清選篩的風(fēng)篩式清選裝置，其結(jié)構(gòu)如圖7所示。最上部的是鋼絲編織網(wǎng)或沖孔網(wǎng)，用來(lái)清選二次雜余以及從縱軸流脫粒分離滾筒下來(lái)的物料，以減輕中間清選篩的負(fù)荷。中篩采用抖動(dòng)輸送板、魚(yú)鱗篩以及尾篩分段組合結(jié)構(gòu)，主要用來(lái)清選從切流滾筒下來(lái)的物料，同時(shí)二次輔助清選上篩下來(lái)的物料。下部網(wǎng)篩篩采用鋼絲編織網(wǎng)或沖孔網(wǎng)，并配置了籽粒倒流板，對(duì)物料進(jìn)行第三次清選。該振動(dòng)清選篩清選面積大，物料分布均勻，料層薄，負(fù)荷小，效率高；有效行程長(zhǎng)，清選次數(shù)多，籽粒損失小、清潔度高。

圖7 帶有二次雜余清選篩的高效清選振動(dòng)篩

鋒陵切縱流全喂入履帶式聯(lián)合收割機(jī)是一款該機(jī)結(jié)構(gòu)新穎、操作方便、工作可靠、作業(yè)性能好、作業(yè)效率高的機(jī)型，該產(chǎn)品2010年通過(guò)了中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)主持的科技成果鑒定，鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為，切流與縱軸流組合式T型脫粒分離技術(shù)、無(wú)堵塞交接口和二次雜余清選篩等具有獨(dú)創(chuàng)性，已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平；整機(jī)總體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

該機(jī)型的廣泛推廣將會(huì)為解決我國(guó)收割機(jī)高端產(chǎn)品不足，低端產(chǎn)品過(guò)剩的結(jié)構(gòu)性矛盾，為迅速提升我國(guó)稻麥聯(lián)合收割機(jī)在國(guó)際市場(chǎng)上的地位和競(jìng)爭(zhēng)能力作于應(yīng)有的貢獻(xiàn)，對(duì)提高農(nóng)村生產(chǎn)力水平，加快農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，促進(jìn)農(nóng)民致富，解決好“三農(nóng)”問(wèn)題，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。