全喂入式再生稻收割機(jī)的設(shè)計(jì)

楊禹錕　劉竣　黃登攀　曾山　賴全禧

摘要：針對(duì)再生稻頭季人工收獲勞動(dòng)強(qiáng)度大，履帶式收割機(jī)收獲碾壓率高影響再生季萌發(fā)和產(chǎn)量的問(wèn)題，研制了一種全喂入式再生稻收割機(jī)，可一次完成再生稻頭季收割、輸送、脫粒清選、秸稈粉碎和自卸糧等作業(yè)環(huán)節(jié)，根據(jù)再生稻收割機(jī)設(shè)計(jì)要求，對(duì)整機(jī)割幅、喂入量、前進(jìn)速度、功率和傳動(dòng)路線等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。采用高地隙四輪驅(qū)動(dòng)底盤(pán)，離地間隙≥600 mm，選用水田實(shí)心窄輪，輪寬125 mm，保證車輪行走在水稻行間，減少收獲時(shí)對(duì)稻茬的碾壓。田間試驗(yàn)結(jié)果表明，再生稻收割機(jī)碾壓率比履帶式水稻收割機(jī)降低了27.5%，再生稻產(chǎn)量增加了14.6%。

關(guān)鍵詞：全喂入式;再生稻收割機(jī);低碾壓;設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S223.2 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）18-0129-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.18.031 ? ? ? ? ? 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Design of full-feeding ratoon rice combine harvester

YANG Yu-kun，LIU Jun，HUANG Deng-pan，ZENG Shan，LAI Quan-xi

（Key Laboratory of Key Technology on Agricultural Machine and Equipment，Ministry of Education，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China）

Abstract： Considering the problem with manual labor-intensive harvesting rice in the first crop of ratoon rice and the high harvest efficiency of the crawler harvester， which affects the germination and yield of the ratoon rice， this paper aims to demonstrate a whole-feed ratoon rice combine， which can complete the operation links in sequence one at a time such as harvesting， conveying， threshing and separating， straw crushing and auto-unloading of ratoon rice. In accordance with the design requirements of ratoon rice combine we design and calculate the technical parameters such as swath， feeding of crop， forward velocity， power and transmission route of the whole machine. Employing high-clearance four-wheel drive chassis， ground clearance of machine ≥600 mm， paddy-field solid wheel width 125 mm to ensure that the wheel can run between the two adjacent rice reducing the rolling to rice stubble when wheel running between the rice for harvesting. The field experiment showed that the rolling rate of ratoon rice combine is 27.5% lower than that of crawler rice combine， and the yield of ratoon rice is increased by 14.6%.

Key words： ratoon rice; combine harvester; high ground clearance; four-wheel drive

再生稻是利用收獲后稻樁上存活的休眠芽進(jìn)行培育，使其抽穗再次生長(zhǎng)萌發(fā)成熟的一類水稻品種[1]。對(duì)于中國(guó)種植一季稻的部分地區(qū)，由于熱量有余但種植兩季稻又熱量不足，種植再生稻可提高復(fù)種指數(shù)，充分利用光溫資源，一種兩收，在增加產(chǎn)量與農(nóng)戶收入等方面有較大的潛力，以此達(dá)到提高糧食總產(chǎn)量的目的[2-4]。中國(guó)適宜種植再生稻的面積有350萬(wàn)hm2以上，主要分布在湖北、湖南、福建、四川和重慶等地。近年來(lái)，由于農(nóng)村大量勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，致使農(nóng)村勞動(dòng)力短缺矛盾日益突出，再生稻種植面積發(fā)展較快。

與常規(guī)的水稻品種相比，再生稻在第一次收割時(shí)的農(nóng)藝要求不同。為提高二次抽穗和保證再生季的產(chǎn)量，第一次收割時(shí)留茬高度為30～50 cm[5]，盡量減少對(duì)再生季稻茬的損壞。目前再生稻頭季收獲時(shí)采用人工收割方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。部分地區(qū)采用履帶式收割機(jī)收獲頭季稻，為減少接地壓強(qiáng)，防止陷車和提高田間通過(guò)性，多采用寬度400～600 mm的履帶來(lái)作為行走部分，南方地區(qū)水稻種植行距一般為250～300 mm，因此，在行駛和轉(zhuǎn)向時(shí)收割機(jī)履帶對(duì)稻茬的碾壓面積大，碾壓率高達(dá)30%～40%[6]。履帶壓掉的稻樁較多，對(duì)稻樁上的腋芽產(chǎn)生了機(jī)械損傷，高節(jié)位的部分腋芽失去優(yōu)勢(shì)，從而造成同一田塊不同區(qū)域再生稻成熟期差異大的問(wèn)題[7]。由于缺乏適合再生稻機(jī)械化收獲的技術(shù)和機(jī)具，目前全國(guó)再生稻機(jī)收面積僅40萬(wàn)hm2，隨著再生稻種植面積的不斷擴(kuò)大，勞動(dòng)力緊缺的矛盾日益顯著，種植戶對(duì)再生稻收割機(jī)械的需求十分迫切[6]。

2 ?田間試驗(yàn)

為測(cè)試全喂入式再生稻收割機(jī)的收獲效果，對(duì)其進(jìn)行了田間試驗(yàn)，測(cè)試碾壓寬度、輪陷深度、割茬高度和收獲效率等指標(biāo)。

2.1 ?試驗(yàn)條件

2018年8月16日在湖南省益陽(yáng)市大通湖區(qū)千山紅農(nóng)場(chǎng)水稻種植基地進(jìn)行了再生稻頭季收獲試驗(yàn)，品種為甬優(yōu)4149，土壤為壤土，含水率為30.9%，堅(jiān)實(shí)度為2.17 kPa，試驗(yàn)機(jī)器為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的全喂入式再生稻收割機(jī)，與履帶式全喂入水稻收割機(jī)進(jìn)行對(duì)比。機(jī)器田間試驗(yàn)見(jiàn)圖6。

2.2 ?試驗(yàn)方法及測(cè)試指標(biāo)

1）碾壓寬度和輪陷深度。碾壓寬度和輪陷深度是指全喂入再生稻聯(lián)合收割機(jī)在田間行走后輪轍的橫向?qū)挾群涂v向深度測(cè)量值，其測(cè)量方法為沿再生稻收割機(jī)行進(jìn)方向50 m長(zhǎng)度內(nèi)，隨機(jī)選取20個(gè)樣點(diǎn)，測(cè)定輪轍的橫向?qū)挾群涂v向深度，取其平均值。

2）碾壓率R。由于全喂入再生稻聯(lián)合收割機(jī)前后行走輪同寬度，因此，碾壓率采用下式計(jì)算[6]：

R=2s/B ?（5）

式中，s—碾壓寬度（m）;B—再生稻收割機(jī)割幅（m）。

3）留茬高度。留茬高度是指全喂入再生稻收割機(jī)收獲頭季稻后稻茬的垂直高度值。本研究選取30 cm留茬高度。將再生稻收割機(jī)開(kāi)到田里，調(diào)整割臺(tái)高度到離地30 cm處，沿直線收獲50 m，隨機(jī)選取10個(gè)點(diǎn)，測(cè)定留茬高度，取其平均值。

2.3 ?試驗(yàn)結(jié)果

田間收獲效果如圖7、圖8所示。結(jié)果（表2）表明，兩種收割機(jī)在收獲8行水稻的條件下，履帶式水稻聯(lián)合收割機(jī)碾壓3～4行稻茬，全喂入再生稻聯(lián)合收割機(jī)碾壓1～2行，再生稻收割機(jī)碾壓率比履帶式水稻收割機(jī)降低了27.5%。2018年11月29日，在湖南省大通湖區(qū)千山紅鎮(zhèn)水稻種植基地進(jìn)行了再生季田間測(cè)產(chǎn)試驗(yàn)，全喂入再生稻收割機(jī)收獲的再生稻產(chǎn)量比履帶收割機(jī)收獲的再生稻產(chǎn)量增加了14.6%，增產(chǎn)效果顯著。

3 ?小結(jié)

1）研制了一種全喂入式再生稻收割機(jī)，可一次完成再生稻頭季收割、輸送、脫粒清選、秸稈粉碎和自卸糧等作業(yè)環(huán)節(jié)，根據(jù)再生稻收割機(jī)設(shè)計(jì)要求，對(duì)整機(jī)割幅、喂入量、前進(jìn)速度、功率和傳動(dòng)路線等參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

2）研制了一種高地隙四驅(qū)底盤(pán)，離地間隙≥600 mm，采用125 mm寬水田實(shí)心窄輪，田間作業(yè)時(shí)保證車輪行走在水稻行間，減少了對(duì)再生稻的碾壓。

3）田間試驗(yàn)結(jié)果表明，再生稻收割機(jī)碾壓率比履帶式水稻收割機(jī)降低了27.5%，再生稻產(chǎn)量增加了14.6%。全喂入再生稻收割機(jī)增產(chǎn)效果顯著，可滿足再生稻頭季收獲要求。

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