如何改進(jìn)玉米收獲機(jī)

湖北文理學(xué)院機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院 李梅

玉米是世界上分布最廣的作物之一，從北緯58度到南緯35-40度的地區(qū)均有大量栽培。中國(guó)玉米種植面積有3億畝左右，約分布在24個(gè)省、市、自治區(qū)。從栽培面積和總產(chǎn)量看，我國(guó)玉米僅次于小麥和水稻，居第三位，近年來(lái)玉米生產(chǎn)發(fā)展很快。為了盡快提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，自從改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化在飛速發(fā)展，取得了顯著的成效。玉米收獲一直是我國(guó)機(jī)械化收獲的難題。隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)模式調(diào)整和2005年中央“一號(hào)文件”的出臺(tái)，農(nóng)民農(nóng)業(yè)生產(chǎn)積極性提高，我國(guó)農(nóng)機(jī)事業(yè)也出現(xiàn)了前所未有的生機(jī)，在“十一五”發(fā)展規(guī)劃中已經(jīng)將玉米收獲機(jī)械化作為了我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的主攻方向和重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象。在小麥生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、水稻生產(chǎn)機(jī)械化已走上快車(chē)道的今天，玉米收獲機(jī)械化尚處在發(fā)展的起步階段。其相對(duì)滯后的主要原因是，玉米聯(lián)合收獲機(jī)械的研制和玉米種植的農(nóng)藝技術(shù)尚未達(dá)到機(jī)藝有機(jī)結(jié)合的成熟階段。近10年來(lái)，隨著我國(guó)農(nóng)機(jī)化事業(yè)的發(fā)展，玉米收獲機(jī)經(jīng)歷了從小型到大中型，從單行到多行的不同研制過(guò)程。由于采取邊實(shí)驗(yàn)邊研究邊改進(jìn)的辦法，使玉米收獲機(jī)的研制推廣工作得到了長(zhǎng)足發(fā)展。

我國(guó)目前開(kāi)發(fā)研制的玉米聯(lián)合收獲機(jī)大體可分為四種類(lèi)型：背負(fù)式機(jī)型、自走式機(jī)型、玉米割臺(tái)、牽引式機(jī)型，這四種機(jī)型各有優(yōu)缺點(diǎn)。其中只有自走式機(jī)型是自帶動(dòng)力的玉米聯(lián)合收獲機(jī)，此類(lèi)機(jī)型國(guó)內(nèi)目前有三行和四行的，其特點(diǎn)是工作效率高，作業(yè)效果好，使用和保養(yǎng)方便，但其用途專(zhuān)一。而背負(fù)式和牽引式玉米聯(lián)合收獲機(jī)均是由拖拉機(jī)提供動(dòng)力，其生產(chǎn)效率相對(duì)較低。玉米割臺(tái)使用與麥稻聯(lián)合收獲機(jī)配套作業(yè)，這類(lèi)機(jī)型一般沒(méi)有果穗收集功能，將果穗鋪放在地面。綜合這幾種機(jī)型的特點(diǎn)，本文針對(duì)在效率相對(duì)較高的自走式機(jī)型的基礎(chǔ)上提幾點(diǎn)改進(jìn)意見(jiàn)。

自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)一般機(jī)型結(jié)構(gòu)大致分為以下幾部分：摘穗臺(tái)、前升運(yùn)器、駕駛臺(tái)、操縱系統(tǒng)、駕駛室、行走底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)、剝皮機(jī)構(gòu)、后升運(yùn)器、果穗箱、秸稈還田（回收）裝置、液壓系統(tǒng)、電器系統(tǒng)、外圍等，國(guó)內(nèi)目前比較先進(jìn)的是3行、4行機(jī)型。近年來(lái)，由于我國(guó)畜牧業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)玉米的需求量也大幅度提高，僅靠人工收種玉米已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于生產(chǎn)力發(fā)展的需求。玉米收獲機(jī)最初是從國(guó)外引進(jìn)，很快我國(guó)就研制出自己的玉米收獲機(jī)，并且通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)不斷改進(jìn)，目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)擁有多種機(jī)型的玉米收獲機(jī)，這些機(jī)型主要是根據(jù)不同地區(qū)不同的玉米種植板塊結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的。就目前擁有的機(jī)型來(lái)講，自走式機(jī)型應(yīng)是較為先進(jìn)的，但其仍然存在很大的需要改進(jìn)的空間。

玉米收獲包括摘穗和秸稈處理兩項(xiàng)工作。秸稈處理主要是通過(guò)機(jī)械化方式直接將秸稈割斷切碎拋灑田表，再通過(guò)翻耕將其埋入土中，使之腐爛分解，做到秸稈還田。而通過(guò)幾年的試驗(yàn)，還田的秸稈不僅沒(méi)起到增收的作用反而還起了副作用，使得麥田出現(xiàn)出苗率低、苗黃、苗弱，甚至死苗現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和分析，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因有以下兩點(diǎn)：一是有的秸稈切得過(guò)長(zhǎng)，不利于翻耕，較難腐爛分解。二是秸稈還田后可能導(dǎo)致土壤空隙過(guò)大，進(jìn)而跑風(fēng)，使土壤與種子不能緊密接觸，小麥扎根不牢，影響種子發(fā)芽生長(zhǎng)。因此有些農(nóng)民采取焚燒秸稈的辦法讓秸稈還田，但這種方法卻又造成了較大的空氣污染，嚴(yán)重的還給高速公路帶來(lái)交通事故。鑒于此應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)，穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機(jī)能一次完成玉米果穗、莖稈的收獲。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，畜牧業(yè)得到了較大的發(fā)展。秸稈作為飼料喂養(yǎng)牲畜是秸稈過(guò)腹還田的自然途徑，也是秸稈飼料價(jià)值和肥料價(jià)值的重要體現(xiàn)。

若要求玉米收獲機(jī)在收獲的過(guò)程中做到穗莖兼收，很顯然對(duì)于具有粉碎秸稈功能的自走式玉米收獲機(jī)要作如下改進(jìn)：增加秸稈收集裝置。我國(guó)生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)按收獲工藝可分為兩種：摘穗→升運(yùn)器輸送果穗→剝皮→果穗收集→莖稈粉碎還田；摘穗→升運(yùn)器輸送果穗→果穗收集→莖稈粉碎還田。針對(duì)這種機(jī)型，直接在莖稈粉碎裝置后面下置一個(gè)收集裝置，莖稈通過(guò)拉莖輥拉送，經(jīng)滾刀切碎并由拋送器拋送到莖稈收集箱。收集箱旁可安裝一個(gè)裝載深度控制儀，以免裝載過(guò)量堵塞莖稈切碎刀具的運(yùn)動(dòng)。在收獲作業(yè)時(shí)，玉米果穗通過(guò)摘穗裝置摘下，然后經(jīng)過(guò)攪龍橫向輸送到升運(yùn)器，由升運(yùn)器輸送到剝皮裝置，剝皮后的果穗直接進(jìn)入果穗收集箱。在收獲果穗過(guò)程中需要進(jìn)行改進(jìn)的設(shè)備主要是摘穗機(jī)構(gòu)和剝皮機(jī)構(gòu)。摘穗機(jī)構(gòu)的抓手間距要設(shè)置成可調(diào)性的，根據(jù)玉米行距不同可隨時(shí)調(diào)整。抓手使用的力度設(shè)置范圍要適度，以免在摘穗過(guò)程中使果穗受到擠壓而損壞。玉米在收獲的過(guò)程中，由于含有大量的水分，需要及時(shí)剝掉苞葉晾曬，如果苞葉去除不及時(shí)，就會(huì)使玉米果穗腐爛霉變，直接影響到玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且手工對(duì)玉米剝皮費(fèi)工、費(fèi)力、效率低，因此機(jī)械剝皮是提高玉米收獲效率的必經(jīng)之路。我國(guó)傳統(tǒng)使用的玉米收獲機(jī)的剝皮裝置基本結(jié)構(gòu)是采用一支螺旋齒輥和一個(gè)橡膠螺旋剝皮輥配對(duì)使用，兩對(duì)輥形成一個(gè)槽形，在剝皮輥的上方配有二組壓制器，多年的實(shí)踐證明，這種輥型剝皮裝置的剝凈率最高不超過(guò)85%，且籽粒破碎率也偏高。為了提高剝凈率降低籽粒破碎率，可以在剝皮輥的凹陷部分設(shè)置剛性抓釘，由剝皮抓釘首先將果穗的苞葉撕開(kāi)，相對(duì)旋轉(zhuǎn)的兩對(duì)輥將苞葉撕開(kāi)輾住，靠?jī)奢伒男D(zhuǎn)力拉開(kāi)苞葉，使之與果穗分離達(dá)到剝皮的目的，這樣既提高了果穗剝凈率又降低了籽粒破碎率。

總之，作為農(nóng)業(yè)機(jī)械重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象的玉米聯(lián)合收獲機(jī)越來(lái)越受到人們的重視和青睞，通過(guò)我們眾多科研工作者的反復(fù)試驗(yàn)和不懈努力，玉米收獲機(jī)正逐步得到改進(jìn)，其工作效率及收獲質(zhì)量日益提高，相信不久將來(lái)，我國(guó)玉米收獲機(jī)制造技術(shù)將走在世界前列。

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