全喂入聯(lián)合收割機應(yīng)用技術(shù)研究

唐萬勝

（廣西防城港市港口區(qū)企沙鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村服務(wù)中心，廣西 防城港 538002）

0 引言

在農(nóng)業(yè)日常生產(chǎn)過程中，收獲環(huán)節(jié)作為最終環(huán)節(jié)，收獲效率和糧食產(chǎn)量有直接聯(lián)系，一旦該環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，會嚴重影響到糧食產(chǎn)量。但由于我國地理位置較為特殊，農(nóng)作物收獲季節(jié)大多分為兩季，很多農(nóng)作物收獲時間間隔較短，在無形中增加了農(nóng)業(yè)收獲任務(wù)，而且，因為農(nóng)作物可收獲時間較短，在收獲中很容易受到各種自然災(zāi)害影響，如大風、大雨、霜凍等，所以對農(nóng)作物收獲效率提出了更高要求。近年來，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展，聯(lián)合收割機逐漸在農(nóng)業(yè)收獲環(huán)節(jié)普及，其主要作用是將谷物保存、切割、脫粒工作相互結(jié)合，能有效減少農(nóng)作物收獲時間，提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)效率[1]。

根據(jù)專業(yè)人員的調(diào)查，我國在收獲中使用機械的比例為40%，和發(fā)達國家相比，一直處于較低水平，例如美國的機械收獲比例為95%。另外，我國所使用的聯(lián)合收割機動力來源是內(nèi)燃機，動力來源過于單一，需要使用各種機械傳動方法，給整個農(nóng)作物收割效率帶來了嚴重影響，對駕駛員專業(yè)素養(yǎng)也提出了更高要求，駕駛員必須結(jié)合稻田實際情況來設(shè)置聯(lián)合收割機的收獲參數(shù)，這些都需要駕駛員憑借自身經(jīng)驗來進行，不利于聯(lián)合收割機的大規(guī)模推廣?；诖?，本文將工控機作為聯(lián)合收割機控制系統(tǒng)的主控制器，結(jié)合模塊化設(shè)計思維，將CAN 總線和RS485 總線相結(jié)合來建立健全的通信網(wǎng)絡(luò)，對聯(lián)合收割機的每個運動環(huán)節(jié)采用電機進行直接驅(qū)動。通過檢測聯(lián)合收割機的行走速度和喂入量來合理控制運動部件的轉(zhuǎn)速，從而降低收割中的谷物損失率，有效提升谷物收割效率。

1 全喂入式聯(lián)合收割機結(jié)構(gòu)和功能分析

全喂入式聯(lián)合收割機主要包括駕駛室、谷倉、割臺、脫粒裝置、行走機構(gòu)等部件。駕駛員利用手柄來控制聯(lián)合收割機的履帶式行走機構(gòu)；割臺模塊主要將農(nóng)作物莖稈切斷后，將其運輸?shù)矫摿ＤK進行脫粒；脫粒后谷物顆粒會被輸送到谷倉進行儲存，再將谷殼、碎稿等拋到聯(lián)合收割機外；當谷倉裝滿后，可采用卸糧管和提升裝置，將谷倉中的農(nóng)作物運輸?shù)叫都Z車，從而完成整個農(nóng)作物收獲過程。

1.1 割臺

割臺由絞龍、割刀、傳送鏈、撥禾輪等機構(gòu)組成，撥禾輪將農(nóng)作物莖稈扶正，有利于割刀切斷農(nóng)作物；割刀通過往復(fù)運動將農(nóng)作物切斷；絞龍將切斷的農(nóng)作物集中起來，運輸?shù)絺魉玩溛恢茫俳?jīng)過傳送鏈運送到脫粒模塊。目前，割刀通常呈現(xiàn)出條狀，在條狀邊緣位置有很多大小相同的齒，當齒觸碰到擋板時，會切斷農(nóng)作物的莖稈，將其送到割臺底板，在割刀動力輸入軸的傳動鏈中有機械裝置，會自動將割刀的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)運動，控制割刀切斷農(nóng)作物莖稈；撥禾輪為籠型，在籠型周圍長桿上有很多齒桿，當撥禾輪運行，齒桿在觸碰到谷穗時會扶正農(nóng)作物，有利于割刀進行切割，再利用齒桿將農(nóng)作物傳輸?shù)礁钆_底部進行存儲。撥禾輪針對倒伏作物具有顯著作用，當作物處于倒伏狀態(tài)，農(nóng)作物莖稈和割刀之間無法保證平面垂直，割刀無法將農(nóng)作物莖稈全部切斷，而撥禾輪齒桿會將倒伏的農(nóng)作物扶正，保證莖稈和割臺平面為垂直狀態(tài)，便于割刀將農(nóng)作物莖稈切斷。絞龍為圓筒狀，四周設(shè)置有兩個旋轉(zhuǎn)方向完全不同的螺旋擋板，當絞龍啟動時，兩個螺旋擋板會將切斷的農(nóng)作物從割臺運輸?shù)絺魉玩?；傳送鏈結(jié)構(gòu)和普通傳送帶基本相同，區(qū)別在于不利用摩擦力來傳輸農(nóng)作物，是通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的各種橫向擋板將農(nóng)作物傳輸?shù)矫摿－h(huán)節(jié)。

1.2 脫粒模塊

谷物在主滾筒和凹板處進行農(nóng)作物莖稈分離，在脫粒工作完成后，很多谷物顆粒、谷殼經(jīng)過格柵孔隙掉落在振動篩上，只有少量未脫離莖稈的谷粒被傳輸?shù)街鸶迤髦?，?jīng)過逐稿器的拋灑和振動工序，這些谷粒會落在振動板上。經(jīng)過上述兩個環(huán)節(jié)的處理工作，能將谷物和莖稈、谷粒和谷殼進行完全分離，所有農(nóng)作物莖稈將被逐稿器運輸?shù)狡扑槠髦校o稈在破碎處理后會被灑在農(nóng)田中，而其他部件被運輸?shù)秸駝影?。在振動板環(huán)節(jié)，由于谷物碎稿、顆粒、谷殼重量存在嚴重差異，在次級風扇和主風扇氣流作用下，能將碎稿、谷殼全部排出；在聯(lián)合收割機外，剩下的谷物顆粒落下振動板，被送到谷倉中進行儲存，少量未脫離谷殼的谷物顆粒被放在脫粒裝置中進行二次脫粒[2]。

1.3 谷倉模塊

谷倉模塊主要包括卸糧裝置、進糧裝置、存儲室等，其中，進糧裝置主要利用垂直交流將脫粒后的谷粒通過螺旋運輸器運輸?shù)絻Υ媸抑羞M行儲存，駕駛員在儲存室頂部設(shè)置觀察窗，能根據(jù)觀察窗觀察實際情況來計算存儲室中谷物的具體高度；卸糧裝置需要使用輸送絞龍、橫絞龍、垂直絞龍，一旦存儲室被填滿，橫絞龍會將存儲室中的谷物運輸?shù)酱怪苯g龍位置，谷物經(jīng)過垂直絞龍到達卸糧絞龍位置，最后利用卸糧絞龍將谷物運輸?shù)叫都Z車上，從而實現(xiàn)基礎(chǔ)卸糧操作。

1.4 行走執(zhí)行機構(gòu)

聯(lián)合收割機的行走執(zhí)行機構(gòu)主要分為履帶式和輪式兩種，其中，輪式行走機構(gòu)憑借自身速度快的特征，被廣泛應(yīng)用在大型聯(lián)合收割機中；履帶式行走機構(gòu)具有轉(zhuǎn)彎半徑小、靈活性高等優(yōu)勢，通常適用于中小型聯(lián)合收割機。同時，行走模塊中有方向盤和推桿兩個部件，首先控制駕駛室的推桿和方向盤，以此控制收割機的旋轉(zhuǎn)速度和直線速度；再通過控制推桿和方向盤，來調(diào)整液壓閥開關(guān)，從而保證兩驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速能適應(yīng)聯(lián)合收割機旋轉(zhuǎn)速度和直線速度變化情況[3]。

2 全喂入聯(lián)合收割機收割作業(yè)時的安全操作規(guī)程

1）在啟動全喂入聯(lián)合收割機前，要全面檢查收割機各項參數(shù)，確保參數(shù)符合行業(yè)標準，如油水是否出現(xiàn)泄露問題、冷卻水數(shù)量是否足量、油箱中柴油是否充足等，且在插入鑰匙前要確定操作手桿處于安全擋位或空擋。

2）當收割機在工作過程中遇到嚴重異常問題時，工作人員要及時關(guān)閉發(fā)動機，再將各種操作手桿回歸到安全擋位或空檔。

3）在清理割刀上的雜物時，要佩戴厚手套，避免被割刀割傷。

4）在觀察艙和清掃口中有高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，在工作中禁止將其打開，避免帶來嚴重的人員傷亡。

5）當鏈條罩殼中各種皮帶處于高速旋轉(zhuǎn)時，注意不能將手伸入其中。

6）糧箱中有各種旋轉(zhuǎn)設(shè)備，在工作中禁止將任何身體部位放在糧箱中，如果必須進入糧箱，要提前關(guān)閉發(fā)動機，保證所有工作環(huán)節(jié)都停止運轉(zhuǎn)才能進行后期操作。

7）在收割作業(yè)過程中，割臺很容易出現(xiàn)堵塞問題，但值得注意的是，在清理割臺堵塞時要提前關(guān)閉發(fā)動機。

8）在作業(yè)中，收割機排雜物出口和排草口禁止站任何工作人員，避免雜物飛濺，給工作人員的身體帶來不同程度的損傷。

9）工作時除了輔助卸糧人員外，其他無關(guān)人員禁止靠近運行的收割機。

10）收割機在田間移動時，為避免機身出現(xiàn)嚴重傾斜問題，給工作人員帶來危險，在經(jīng)過高度超過10 cm 的田埂時，要使用跳板；當經(jīng)過高度低于10 cm 田埂時，要使用低速在田埂中行駛。

11）收割機夜間移動時，要提前打開前照明燈；夜間工作時，要打開作業(yè)燈和前后照明燈。

3 全喂入聯(lián)合收割機作業(yè)中常見故障及排除方法

3.1 割臺頭部損耗較多

割臺頭部損耗的主要原因是撥禾器高度不足，或者撥禾器扶禾爪角度過大等，工作人員只要將撥禾器高度控制在合理位置，就能降低撥禾器的角度。應(yīng)合理調(diào)整撥禾器高度，避免出現(xiàn)安全事故。

3.2 割刀不收割農(nóng)作物

在收割作業(yè)過程中，作業(yè)速度過高、收割驅(qū)動皮帶打滑、割刀不鋒利等因素，都會導(dǎo)致收割機在作業(yè)中出現(xiàn)不收割農(nóng)作物的問題。針對該種情況，工作人員要結(jié)合田間和農(nóng)作物實際情況，合理控制作業(yè)速度，定期檢查收割驅(qū)動皮帶，更換全新的割刀，將傳送環(huán)節(jié)的異物清理干凈，就能完全排除故障問題[4]。

3.3 割臺絞龍堵塞

當工作人員檢查并確定絞龍傳動皮帶松緊程度適中、絞龍間隙正常的情況下，割臺絞龍仍然存在堵塞問題時，可能主要是喂入量過高、作物太矮、輸送槽入口堆積谷物過多等因素誘發(fā)的。針對該情況，工作人員要及時清理輸送槽，合理控制收割幅度和速度，就能解決故障問題[5]。

3.4 脫粒室有異響，脫粒工況不良

當發(fā)動機出現(xiàn)各種問題時，如作業(yè)速度過快、收割農(nóng)作物水分過多、轉(zhuǎn)速過慢等，都會導(dǎo)致脫粒情況出現(xiàn)異常，給整個脫粒工作效率帶來不同程度的影響。因此，工作人員要提升發(fā)動機轉(zhuǎn)速，根據(jù)農(nóng)田實際情況和農(nóng)作物種類來選擇對應(yīng)的作業(yè)速度，等到農(nóng)作物完全干燥后才能進行收割工作[6]。

3.5 二次絞龍輸送堵塞

目前，產(chǎn)生二次絞龍輸送堵塞問題的原因趨于多樣化，主要分為機械原因和農(nóng)作物原因。如農(nóng)作物由于復(fù)雜氣候影響，出現(xiàn)過于潮濕的情況；莊稼中有大量雜草，導(dǎo)致莊稼倒伏問題嚴重等都是產(chǎn)生農(nóng)作物故障的重要因素。針對該種情況，解決方法非常簡單，即暫時不收割雜草過多、倒伏嚴重的莊稼，必要時可控制車輛行駛速度，低速均勻收割，將喂入深度控制在合理范圍。而誘發(fā)上述故障的機械原因主要包括收割完成后未清倉、發(fā)動機油門過小導(dǎo)致轉(zhuǎn)速過低、絞龍連接位置刮板磨損嚴重等。工作人員在排除該故障時，可將風門調(diào)整到合適的數(shù)值，來提高清選風力；更換絞龍連接位置的刮板；在每次收割工作完成后，及時打開清掃口，將絞龍清理干凈[7]。

3.6 液壓系統(tǒng)故障

近年來，造成收割機液壓系統(tǒng)故障的主要原因包括液壓系統(tǒng)過熱、穩(wěn)定性不足、液壓油滲漏等。其中，系統(tǒng)液壓油泄露可能是液壓系統(tǒng)中管口連接錯誤、使用的液壓油和機器實際要求存在差異性、液壓密封件磨損嚴重等因素造成的，所以工作人員在日常維護聯(lián)合收割機時，要做好連接環(huán)節(jié)的緊固工作，保證液壓油的密封性；液壓系統(tǒng)過熱的原因一般是液壓系統(tǒng)長時間工作，導(dǎo)致系統(tǒng)溫度過高，處于長期無法散熱的狀態(tài)，給液壓系統(tǒng)使用壽命帶來嚴重影響，因此，工作人員要定期檢查液壓系統(tǒng)使用時間，實時關(guān)注儀表盤上溫度表顯示的溫度值，一旦發(fā)現(xiàn)其數(shù)值超過標準值，要及時采取合理的解決措施，將基本數(shù)值控制在合理范圍內(nèi)；液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性故障是液壓油中混入了空氣所產(chǎn)生的，會導(dǎo)致液壓動力系統(tǒng)失去作用，油路堵塞造成油路不暢，工作人員在日常維護聯(lián)合收割機時，要全面檢查液壓系統(tǒng)的密封性，確保液壓系統(tǒng)能穩(wěn)定運行[8-10]。

4 小結(jié)

綜上所述，全喂入聯(lián)合收割機是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的工具，大規(guī)模使用聯(lián)合收割機不僅能減輕農(nóng)民的作業(yè)負擔，還能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。但值得注意的是，在每次農(nóng)業(yè)收割前，要全方位檢查收割機設(shè)備的實際情況，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，針對問題提出解決方法，來提升收割機的日常作業(yè)效率。在收割機工作完成后，要對各環(huán)節(jié)的設(shè)備進行定期保養(yǎng)，進一步延長收割機使用年限，為其下次作業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。