玉米籽粒收割機(jī)的構(gòu)成原理及優(yōu)化養(yǎng)護(hù)研究*

陳元博

（河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473009）

我國(guó)屬于農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵核心，先進(jìn)適用的農(nóng)業(yè)技術(shù)可極大地推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。玉米是人們生活中重要的糧食作物，其種植和收割直接關(guān)系到我國(guó)的糧食安全。玉米收割具有季節(jié)性強(qiáng)、作業(yè)量大、勞動(dòng)強(qiáng)度高等特點(diǎn)，提高玉米收割的機(jī)械化水平有著重要意義。玉米籽粒收割機(jī)的出現(xiàn)與改進(jìn)能夠有效減輕玉米收割的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升其作業(yè)效率，節(jié)約人力與時(shí)間成本，可為農(nóng)業(yè)工作者帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益[1]。近年來(lái)，我國(guó)的玉米籽粒收割機(jī)在產(chǎn)品開發(fā)與技術(shù)等方面已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，一些機(jī)型已進(jìn)入實(shí)踐運(yùn)用階段，但是總體水平仍然相對(duì)落后，難以滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，急需加強(qiáng)研發(fā)力度。

1 傳統(tǒng)玉米收割機(jī)同玉米籽粒直收機(jī)的區(qū)別

自從收割機(jī)誕生以來(lái)，我國(guó)相關(guān)科研人員一直在努力進(jìn)行仿制、引進(jìn)與研發(fā)，玉米收割機(jī)在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中發(fā)揮了極為重要的作用。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的玉米收割機(jī)越發(fā)難以滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展需求[2]。傳統(tǒng)的玉米收割機(jī)為玉米果穗收割機(jī)，但因?yàn)槲覈?guó)地域面積廣闊，南北差異大，中部地區(qū)的玉米成長(zhǎng)期較短，在收割時(shí)果穗比較嫩，不能直接收割玉米籽粒。東北地區(qū)則大面積種植玉米，玉米每年一熟，由于較長(zhǎng)的成長(zhǎng)期，待到收割時(shí)，玉米籽粒的含水率相對(duì)較低，適宜直接收割玉米籽粒。地區(qū)不同，玉米的成熟期和籽粒含水率均有所不同，適用不同的收割機(jī)器，對(duì)玉米籽粒含水率的相關(guān)要求便是傳統(tǒng)玉米收割機(jī)同玉米籽粒直收機(jī)最大的區(qū)別[3]。用玉米籽粒直收聯(lián)合收割機(jī)收割玉米時(shí)，要求玉米籽粒的含水率不超過24%，可以在田間直接一次性進(jìn)行玉米果穗的采摘、脫粒與除雜，還可完成玉米秸稈的切割與還田工作，能夠極大地提高玉米收割的效率。在玉米收割的過程中，若是脫粒設(shè)計(jì)不夠合理，將會(huì)提升籽粒的破碎率，導(dǎo)致果穗丟失，所以相關(guān)人員要合理設(shè)計(jì)玉米收割的脫粒環(huán)節(jié)，在提升收割效率的同時(shí)保證收割質(zhì)量。在玉米生產(chǎn)機(jī)械化中，玉米收割環(huán)節(jié)成為其中最為突出與薄弱的一環(huán)，如今的玉米收割機(jī)存在適應(yīng)性差、可靠性低、可操作性不強(qiáng)、智能水平落后等一系列問題，相關(guān)人員對(duì)其主要零部件的設(shè)計(jì)與優(yōu)化可發(fā)揮重要作用。

2 玉米籽粒收割機(jī)各系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

2.1 玉米籽粒收割機(jī)的工作原理

玉米籽粒收割機(jī)同傳統(tǒng)的收割機(jī)原理相近，當(dāng)機(jī)器靠近玉米的根部時(shí)，分禾器分開玉米，拉莖錕將玉米稈夾住并一直向下拉，直到玉米的果穗可利用摘穗板間隙摘下[4-5]。之后，玉米果穗進(jìn)入輸送鏈，被運(yùn)送到割臺(tái)橫向攪龍之中，運(yùn)動(dòng)到過橋輸送器之內(nèi)，通過過橋鏈耙果穗被送到脫粒滾筒，借助滾筒螺旋排列脫粒單元與滾筒上蓋導(dǎo)向板的作用分離果穗的外皮、籽粒與雜質(zhì)[6]。在上述分離果穗外皮、籽粒和雜質(zhì)的過程中，玉米籽粒與破碎的玉米芯和玉米葉等會(huì)一同利用分離板，借助貫流風(fēng)機(jī)吹風(fēng)完成清選篩的過程，使玉米的籽粒和其他雜質(zhì)徹底分離[7]。玉米籽粒在經(jīng)過清選篩之后會(huì)進(jìn)入至滾筒的右側(cè)，最終會(huì)借助刮板進(jìn)入儲(chǔ)糧箱。除玉米籽粒外，沒有經(jīng)過清理的玉米芯、碎葉和其他雜質(zhì)則能夠利用糧食升運(yùn)器進(jìn)入至脫粒滾筒的前端被實(shí)施二次清選，若是物質(zhì)的質(zhì)量較輕，便會(huì)通過尾篩被吹到滾筒的外面，若是雜質(zhì)落到滾筒的內(nèi)部，便能利用排草輪的作用從滾筒中排出去。由此可見，在采摘的階段，玉米籽粒收割機(jī)同傳統(tǒng)的玉米收割機(jī)間沒有太大的差異，玉米籽粒收割機(jī)的重點(diǎn)在于玉米果穗輸送到脫粒滾筒的脫粒與清選階段，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)時(shí)要注重設(shè)計(jì)脫粒分離系統(tǒng)[8]。

2.2 玉米籽粒收割機(jī)的分離系統(tǒng)

玉米籽粒收割機(jī)為了確保收割、脫粒和清選的工作效果，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)的過程中通常選用梳齒凹板與全縱向單軸流滾筒，以便于達(dá)到一定的脫粒和清選作用。在研究過程中，為了保證脫粒系統(tǒng)適宜中原地區(qū)和東北地區(qū)的不同玉米籽粒含水率，相關(guān)人員把收割機(jī)的脫粒滾筒的直徑設(shè)計(jì)為0.7 m、長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為3 m，保持300 r/min～1 000 r/min的基本轉(zhuǎn)速，此轉(zhuǎn)速可以適宜中原地區(qū)和東北地區(qū)的不同玉米籽粒含水率，同時(shí)還可確保脫粒的效果，使用人員能夠結(jié)合具體情況合理調(diào)整轉(zhuǎn)速[9-10]。玉米籽粒收割機(jī)主要憑借攪龍圓錐體導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)來(lái)輸送玉米的果穗，能夠憑借果穗間的揉擦與沖擊進(jìn)行玉米脫粒。

2.3 玉米籽粒收割機(jī)的篩選系統(tǒng)

當(dāng)使用人員完成玉米果穗的脫粒之后，需清理混雜在一起的碎玉米葉、玉米芯與玉米稈等一系列雜質(zhì)。使用人員能夠借助風(fēng)扇吹風(fēng)的方法清理質(zhì)量較輕的雜質(zhì)，若是雜質(zhì)的質(zhì)量較大，則可能在揉擦過程中已經(jīng)變得細(xì)碎，需利用振動(dòng)篩實(shí)行篩選。相關(guān)人員在設(shè)計(jì)過程中為了防止較大的雜質(zhì)將振動(dòng)篩選孔堵住，可以對(duì)其實(shí)施分層設(shè)計(jì)，在上層實(shí)施初步篩選，在下層實(shí)施二次篩選，組合編織篩與沖孔篩設(shè)計(jì)成篩網(wǎng)。當(dāng)選取振動(dòng)篩的頻率時(shí)，相關(guān)人員可設(shè)計(jì)成300次/min左右[11]。在使用過程中，若是雜質(zhì)比較少，可以將振動(dòng)頻率設(shè)定得較低；若是雜質(zhì)比較多，可以利用提升振動(dòng)頻率實(shí)施強(qiáng)力篩選。相關(guān)人員可以選用貫流風(fēng)機(jī)作為風(fēng)扇，不僅風(fēng)流量比較均勻，還可確保送風(fēng)量發(fā)揮作用，更大程度地完成玉米籽粒和雜質(zhì)的分離。

3 玉米籽粒收割機(jī)的總體設(shè)計(jì)優(yōu)化

目前，我國(guó)科技水平呈上升趨勢(shì)，科學(xué)技術(shù)普遍應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活之中，極大地推動(dòng)了社會(huì)各行業(yè)的發(fā)展與變革。在此背景下，農(nóng)業(yè)也需順應(yīng)社會(huì)發(fā)展潮流，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的發(fā)展觀念，樹立改革與創(chuàng)新的發(fā)展理念。在發(fā)展農(nóng)業(yè)時(shí)應(yīng)當(dāng)重視科學(xué)技術(shù)的推廣，例如，在收割玉米時(shí)若能科學(xué)運(yùn)用先進(jìn)的收割機(jī)器提升收割效率，同時(shí)還能減少收割成本，可使農(nóng)業(yè)工作者的收益平穩(wěn)增加。相關(guān)人員想要確保一臺(tái)玉米籽粒收割機(jī)的工作質(zhì)量，除憑借單個(gè)系統(tǒng)外，還需要有效結(jié)合關(guān)鍵零部件，才可更大程度上提高工作效率。

傳統(tǒng)的玉米收割機(jī)采摘裝置作為收割機(jī)的關(guān)鍵核心零部件，直接關(guān)系到收割機(jī)的玉米籽粒破碎率和損失率。相關(guān)人員在設(shè)計(jì)玉米籽粒收割機(jī)時(shí)，需要積極優(yōu)化采摘裝置。例如，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)過程中可以選用臥式摘穗錕，既能確保良好的采摘效果，又能降低采摘果穗過程對(duì)于玉米籽粒的影響。在采摘果穗的過程中，摘穗錕前端的導(dǎo)入段能夠把玉米植株直接引入至摘穗錕，玉米的莖稈可以在兩錕之間進(jìn)行軸向移動(dòng)，玉米果穗的大端會(huì)被摘穗錕的間隙阻擋住，進(jìn)而脫落于秸稈上，順利進(jìn)行摘穗。

此外，因?yàn)橛衩咨L(zhǎng)的田間存在較多的雜草，雜草和玉米秸稈會(huì)導(dǎo)致采摘過程中存在很多雜質(zhì)，太多的雜質(zhì)會(huì)對(duì)脫粒與分離效果造成極大影響。若是玉米果穗的含水率與干燥程度不理想，在輸送時(shí)也會(huì)造成很多雜質(zhì)進(jìn)入脫粒系統(tǒng)，從而對(duì)脫粒效果產(chǎn)生影響，有時(shí)甚至?xí)氯摿７蛛x系統(tǒng)，相關(guān)人員需要積極優(yōu)化脫粒分離系統(tǒng)，可加裝排雜風(fēng)機(jī)與排雜錕進(jìn)行提前去雜，進(jìn)而獲取更為良好的脫粒與分離效果[12-13]。

4 玉米籽粒收割機(jī)的常見故障及排除方法

4.1 收割機(jī)掛檔后變速箱有異響及排除方法

在玉米籽粒收割機(jī)開啟掛檔之后，有時(shí)變速箱會(huì)產(chǎn)生異響，其原因大致可概括為以下幾點(diǎn)：在使用玉米籽粒收割機(jī)時(shí)，變速箱軸承因?yàn)樽鳂I(yè)時(shí)間太長(zhǎng)導(dǎo)致?lián)p壞，從而在掛檔之后發(fā)生異響；玉米籽粒收割機(jī)的變速箱檔位齒輪出現(xiàn)磨損過度的情況，導(dǎo)致應(yīng)用變速桿變速，發(fā)生震動(dòng)；同時(shí)，若是玉米籽粒收割機(jī)的變速桿下方同拔插凹槽結(jié)合處存在較大的空隙，也可能造成變速箱出現(xiàn)異響。針對(duì)異響情況，相關(guān)人員要及時(shí)檢查變速箱的軸承、變速桿等零部件，一旦發(fā)現(xiàn)問題需及時(shí)更換。

4.2 收割中出現(xiàn)斷莖及排除方法

在玉米籽粒收割機(jī)開展收割作業(yè)的時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生斷莖現(xiàn)象，其原因大致可概括如下：玉米籽粒收割機(jī)的摘穗錕間隙太小，玉米莖稈在收割過程中因?yàn)槌惺芴蟮膲毫εc拉力而斷裂。有時(shí)，玉米籽粒收割機(jī)的使用人員為了追求收割效率而過度提升運(yùn)轉(zhuǎn)速度，當(dāng)玉米莖稈遭受到太大的慣性作用時(shí)可能會(huì)因?yàn)槔Χ鴶嗔?。玉米籽粒收割機(jī)的摘穗臺(tái)太高，會(huì)導(dǎo)致摘穗錕的拉莖能力下降，出現(xiàn)強(qiáng)拉玉米莖稈的問題，也很容易導(dǎo)致玉米莖稈出現(xiàn)斷裂情況。針對(duì)斷莖情況，相關(guān)人員要合理調(diào)整摘穗錕的間隙，確保其間隙能夠形成玉米莖稈可承受的壓力，同時(shí)還要合理調(diào)整收割機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度與摘穗臺(tái)的高度。

4.3 收割機(jī)摘穗錕堵塞及排除方法

在玉米籽粒收割機(jī)進(jìn)行收割作業(yè)時(shí)，摘穗錕具有很高的應(yīng)用效率，在使用過程中容易產(chǎn)生堵塞問題，其原因大致如下：切草刀有著較大間隙，不能及時(shí)將雜草切斷，使得摘穗錕被大量的雜草堵塞；或是玉米籽粒收割機(jī)連續(xù)作業(yè)太長(zhǎng)時(shí)間，使得摘穗錕的靈活性逐漸降低，進(jìn)而引發(fā)堵塞問題。針對(duì)堵塞問題，相關(guān)人員需合理調(diào)整切草刀的應(yīng)用間隙，同時(shí)結(jié)合玉米的品種來(lái)調(diào)整摘穗錕的間距，并檢修摘穗錕的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)輪耗損情況。

4.4 拔禾鏈工作不良及排除方法

在使用玉米籽粒收割機(jī)時(shí)，割臺(tái)拔禾鏈可能會(huì)出現(xiàn)噪聲太大或掉鏈等不良現(xiàn)象，其原因如下：拔禾鏈缺乏張緊度，使得傳動(dòng)鏈條容易脫落，出現(xiàn)沖擊聲與跳鏈的情況；在玉米籽粒收割機(jī)使用過程中，若是拔禾鏈的拔齒偶爾同地面有所接觸，也可能誘發(fā)跳鏈、脫鏈、異響等不良情況；若是田間的雜草太多，拔禾鏈有可能會(huì)被卡住，產(chǎn)生掉鏈情況；若是拔禾鏈的鏈輪磨損太過，也容易發(fā)生跳鏈、脫鏈、打滑等不良情況；若是拔禾鏈的軸承磨損太過，將會(huì)導(dǎo)致鏈條傳動(dòng)能力降低，從而不能順利撥送玉米莖稈；若是主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪不在同一平面，也有可能會(huì)出現(xiàn)脫鏈現(xiàn)象。針對(duì)拔禾鏈工作不良情況，相關(guān)人員要合理調(diào)整拔禾鏈的張緊度與割臺(tái)的高度。若是拔禾鏈被雜草卡住，相關(guān)人員需停機(jī)熄火，清理雜草。若是主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪不在同一平面，相關(guān)人員可更換拔禾鏈輪與軸承，對(duì)輪軸上的墊片進(jìn)行調(diào)整，使得主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪處于同一平面。

5 玉米籽粒收割機(jī)的保養(yǎng)

5.1 玉米籽粒收割機(jī)的入庫(kù)準(zhǔn)備工作

在玉米籽粒收割機(jī)入庫(kù)前，相關(guān)人員需要徹底清除機(jī)器上粘附的塵土、泥草等雜物，尤其要徹底清除附著于垂直與水平攪龍、糧箱以及中間輸送裝置交接口內(nèi)所殘留的籽粒，防止殘留的籽粒發(fā)芽導(dǎo)致機(jī)器零部件損壞。相關(guān)人員還需要檢查傳送帶、彈簧、鏈與履帶張緊裝置，先將發(fā)動(dòng)機(jī)的放水開關(guān)打開，待到水放盡之后將開關(guān)關(guān)閉。彈簧與鏈中還需要加入一些潤(rùn)滑油并且將其封好，將皮帶卸下，使用肥皂水清洗干凈，之后擦干保存。細(xì)致查看變速箱機(jī)油與液壓裝置的液壓油，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行更換。與此同時(shí)，相關(guān)人員還要仔細(xì)檢查主離合器與行走離合器的摩擦片與分離軸承，同樣結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行更換，將鏈輪與切割器洗凈，涂抹上防銹油，以免出現(xiàn)銹蝕情況。相關(guān)人員需要檢查收割機(jī)的零部件損壞情況，根據(jù)具體的損壞情況進(jìn)行更換或修理，充分潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)部件。

5.2 玉米籽粒收割機(jī)的保管注意事項(xiàng)

玉米籽粒收割機(jī)有著十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中關(guān)系到很多零部件，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜且有著極大的變化性。在玉米籽粒收割機(jī)的零部件中，鈑金結(jié)構(gòu)件容易出現(xiàn)銹蝕與變形，相關(guān)人員需要注重保管庫(kù)房的選取。聯(lián)合收割機(jī)需要存放在干燥與通風(fēng)的室內(nèi)，不可隨意擺放在露天環(huán)境中。收割機(jī)的履帶不能夠同機(jī)油和汽油相接觸，在入庫(kù)存放的時(shí)候，相關(guān)人員可以將木板墊在履帶的下方。相關(guān)人員需要將割臺(tái)放至最低位置，使用墊木進(jìn)行架空。在保管玉米籽粒收割機(jī)時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)定時(shí)扳動(dòng)液壓操縱閥與分配閥，讓汽缸和活塞等物質(zhì)能夠得到潤(rùn)滑。最后，相關(guān)人員還要將玉米籽粒收割機(jī)加蓋篷布，避免進(jìn)入雜物和灰塵。相關(guān)人員需要嚴(yán)格遵循相關(guān)的入庫(kù)保養(yǎng)注意事項(xiàng)，如此才能確保玉米籽粒收割機(jī)于作業(yè)過程中能夠保持良好的狀態(tài)，有助于延長(zhǎng)機(jī)械的使用時(shí)長(zhǎng)，可更大程度地發(fā)揮出機(jī)械的效能，進(jìn)一步提升經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語(yǔ)

在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，農(nóng)業(yè)裝備與科技的深入融合能夠有效推進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)業(yè)屬于國(guó)家發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，合理應(yīng)用并優(yōu)化農(nóng)業(yè)技術(shù)能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)提供有力保障。在農(nóng)作物的收割過程中，農(nóng)作物品質(zhì)、當(dāng)?shù)氐匦蔚纫蛩鼐赡苡绊懯崭畹馁|(zhì)量與效率，在收割農(nóng)作物時(shí)，合理應(yīng)用機(jī)械技術(shù)能夠提高工作效率。科學(xué)技術(shù)可有效推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的進(jìn)步，可為農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民的發(fā)展提供助力。

當(dāng)前，我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平逐漸提高，提升玉米收割的質(zhì)量與效率十分重要。不同的地區(qū)存在不同的農(nóng)業(yè)發(fā)展情況與發(fā)展需求，相關(guān)人員需要結(jié)合農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求才能有效改進(jìn)農(nóng)業(yè)裝備，充分發(fā)揮出農(nóng)業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。因此，我國(guó)的研究人員應(yīng)結(jié)合具體的玉米種植與生長(zhǎng)情況，設(shè)計(jì)并優(yōu)化玉米籽粒收割機(jī)，以便在收割環(huán)節(jié)完成脫粒和清選。在設(shè)計(jì)與優(yōu)化玉米籽粒收割機(jī)后，相關(guān)人員還需及時(shí)借助多元化方式向農(nóng)業(yè)工作者示范使用方法，盡可能地提高其使用率。