水稻收獲清選裝置的結(jié)構(gòu)特點及優(yōu)化方向

彭君峰 韓喜君

摘 要：聯(lián)合收割機是水稻收獲的主力機型，而清選裝置是保證水稻籽粒收獲品質(zhì)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，能夠有效控制水稻收獲過程的含雜程度。通過介紹清選裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理，說明了清選裝置功能的優(yōu)化方向，希望能夠為我國水稻收獲質(zhì)量的提升提供幫助。

關(guān)鍵詞：水稻；收獲機；清選裝置；結(jié)構(gòu)；優(yōu)化

中圖分類號：S225 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.04.005

清選裝置是水稻聯(lián)合收割機的重要組成部分，清選裝置的工作能力是聯(lián)合收割機作業(yè)性能的重要指標。對于水稻的清選是通過氣流、振動篩以及水稻自重共同完成的，通常情況下對于水稻收獲的清選標準含雜率不高于1.2%，含雜率越低收獲質(zhì)量越高。但由于現(xiàn)階段的清選技術(shù)限制，過于嚴格的清選也會造成糧食損失率的增加，因此，通過科學的方式提高清選裝置的性能，并按照規(guī)范要求進行使用和調(diào)整，以解決現(xiàn)階段的清選作業(yè)損失率和含雜率偏高的問題，在水稻機械化收割研究過程中應當給予足夠的重視。

1 清選原理及結(jié)構(gòu)特點

現(xiàn)階段的清選工作都是通過風篩式清選裝置進行的，普通的無風式篩選，水稻谷粒由于含雜較多的影響，難以直接通過篩孔被篩選出來。且過多的雜余還容易堵塞篩孔，若配合風機的作用，可將質(zhì)量較輕的秸稈、雜草、葉片等細碎吹離篩面，以便于清選工作的進行。

清選裝置主要由清選風機和振動篩兩部分組成。當風機工作時，空氣由進風口被高速旋轉(zhuǎn)的葉輪吸入，并在葉片的推力作用下做圓周運動。由于離心力的作用，當空氣到達出風口時，會以一定的速度被排出，排出空氣后，葉輪中心處會再次形成一定的真空度，將空氣吸入，保證風機的連續(xù)不間斷工作?，F(xiàn)階段對于清選風機的技術(shù)研究主要在于外殼形式以及葉輪形式的設(shè)計，希望提供更適合的風選效果。

振動篩是清選工作的重要部件，振動篩的工作特性直接影響了清選的效率，振動篩主要以簡諧運動為主，待清選物料包括水稻料籽粒、莖稈、碎葉等，通過使物料在篩面上做往返運動、拋擲運動使物料與篩子之間實現(xiàn)透篩和分層。振動篩所使用的篩網(wǎng)主要有三種形式，分別為編制篩、魚鱗篩、沖孔篩。編制篩是由不銹鋼的金屬絲編織而成，由于其與空氣氣流的阻力很小且結(jié)構(gòu)簡單，能夠承擔大面積的清選工作，具有很高的效率。但由于編織篩的自由度從兩側(cè)向中間逐漸加大、變形度大，容易對水稻籽粒造成一定的磨損，且使用壽命不長。魚鱗篩主要由魚鱗篩片和篩孔部分組成。篩孔的大小可以根據(jù)實際作業(yè)的需求進行調(diào)節(jié)，在工作過程中不容易出現(xiàn)堵塞問題，其工作效率很高，適應能力強。但魚鱗篩的結(jié)構(gòu)比較復雜，生產(chǎn)制造成本較高。沖孔篩是采用沖壓的方式制造的篩板，可根據(jù)不同的作業(yè)要求選擇沖孔的形式，具有易于制造、不易變形的優(yōu)點。但由于沖孔面積所占比例較小，導致工作表面積較小，清選效率較低。

2 清選裝置的應用及優(yōu)化方向

我國對于農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的作業(yè)效果具有相關(guān)的標準要求，現(xiàn)階段使用的農(nóng)業(yè)機械也基本能夠滿足相關(guān)條件，而對于水稻收獲過程的清選裝置，仍有較大的優(yōu)化與提升空間，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1） 提升離心風機送風的均勻程度和可變性。送風的均勻程度主要是降低風力沿出風口向外側(cè)逐漸減弱的問題。風力的不均勻影響了清選工作的作業(yè)效果，容易出現(xiàn)部分區(qū)域糧食損失率過大，同時邊緣區(qū)域清選效果不佳的問題，考慮引進更為先進的風機技術(shù)，形成更為合理的送風形式是風機未來發(fā)展的一個主要研究方向。而送風能力的可變性主要是指在工作的過程中能夠簡單快捷的實現(xiàn)對風速的調(diào)節(jié)，以適應不同的水稻清選作業(yè)特點，優(yōu)化作業(yè)的合理性。

（2） 提升清選過程的智能化控制程度。現(xiàn)階段的機械式清選由于沒有傳感器等相關(guān)檢測裝置，在糧食損失和含雜率控制方面只能憑借經(jīng)驗進行，缺乏科學依托，也增加了作業(yè)過程的繁瑣程度。為了提高清選過程對不同水稻狀態(tài)、含水率和脫出物的相關(guān)要求，在振動篩尾部安裝具有清選損失監(jiān)測功能的傳感器，實時獲取清選損失大小的相關(guān)數(shù)據(jù)，并通過自動調(diào)節(jié)振動篩篩片開度、進風口大小、風機轉(zhuǎn)速、振動頻率、調(diào)風板位置等參數(shù)，達到更合理的清選效果以及更高的清選效率。

（3） 提升供料的科學程度，避免超負荷供料的產(chǎn)生。超負荷供料是引起清選裝置失效或堵塞的主要原因，當水稻的產(chǎn)量過高或生長過密，聯(lián)合收割機整體處于超負荷運轉(zhuǎn)時，應通過相關(guān)裝置提醒駕駛?cè)藛T降低作業(yè)速度，并對已經(jīng)收獲的作物進行合理處理，避免在清選時出現(xiàn)水稻谷粒及雜余大量進入清選裝置，造成清選困難以及糧食浪費。

經(jīng)質(zhì)量監(jiān)督部門的抽樣檢查，現(xiàn)階段我國使用的清選設(shè)備總體合格率僅在60%左右，其問題不僅出現(xiàn)在清選效果方面，很多機械還存在著安全防護裝置不規(guī)范、整體制造和裝配質(zhì)量不合格、產(chǎn)品振動及噪音大、可靠性較低等問題。這也是我國自主農(nóng)機生產(chǎn)方式較為粗放所導致的，農(nóng)機研究人員應以現(xiàn)階段我國清選設(shè)備的實際情況為基礎(chǔ)，努力改善機械結(jié)構(gòu)并優(yōu)化作業(yè)質(zhì)量，實現(xiàn)清選設(shè)備作業(yè)質(zhì)量的全面提高。