谷物聯(lián)合收割機適用性問題及技術(shù)難點分析

王曉英

摘?要：谷物聯(lián)合收割機是我國谷類作物收割的先進(jìn)機械，相對于傳統(tǒng)的牽引式和背負(fù)式的小型收割機，在工作效率和作業(yè)質(zhì)量上具有明顯的優(yōu)勢。通過對現(xiàn)階段我國谷物收割機的使用情況的分析，說明了谷物聯(lián)合收割機在我國農(nóng)村實際工作中出現(xiàn)的不適應(yīng)問題，并總結(jié)了谷物聯(lián)合收割機在技術(shù)上的改進(jìn)重點和難點。

關(guān)鍵詞：谷物聯(lián)合收割機;適用性;技術(shù)難點

中圖分類號：S225.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.02.005

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營模式越來越科學(xué)，谷物聯(lián)合收割機得到了廣泛的使用與普及。谷物聯(lián)合收割機能夠高效地完成谷類作物的收割、脫粒、分離、篩選等工作任務(wù)，在大面積耕地作業(yè)中具有顯著的優(yōu)勢，且能降低人工勞動的強度。與此同時，受限于我國的農(nóng)村土地經(jīng)營模式和其他實際情況，大型谷物聯(lián)合收割機在使用和普及過程中還存在一定的適用性問題，這影響了收割機的作業(yè)性能和收割質(zhì)量。同時，我國自主生產(chǎn)的谷物聯(lián)合收割機關(guān)鍵技術(shù)多來自于國外的成熟機型，這些機械在我國使用還有較多的本土性技術(shù)問題需要解決，才能有效滿足我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際需求。

1?谷物聯(lián)合收割機的使用情況

現(xiàn)階段參與我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的谷物收割機大體包括牽引式、背負(fù)式和自走式三大類。牽引式和背負(fù)式多為中小型農(nóng)機，需要將收割機與拖拉機進(jìn)行安裝，由拖拉機提供動力進(jìn)行作業(yè)，這種收割機售價相對較低，有利于農(nóng)機的推廣普及。但是其技術(shù)含量低，作業(yè)效率難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的全部需要，正逐漸被自走式聯(lián)合收割機所取代。我國農(nóng)村地區(qū)使用的聯(lián)合收割機多為中大型農(nóng)機，中型收割機的喂入量通常在6 kg /s，而大型聯(lián)合收割機的喂入量能達(dá)到8 kg /s以上。

現(xiàn)階段我國對于谷物的收獲仍以中小型的背負(fù)式和牽引式農(nóng)業(yè)機械為主，這類農(nóng)機多數(shù)技術(shù)較為落后，但生產(chǎn)工藝較為成熟，質(zhì)量相對可靠。由于中小型農(nóng)機在作業(yè)效率方面相對低下，且市場競爭較為激烈，相關(guān)農(nóng)機產(chǎn)品的經(jīng)濟效益也越來越低。面對著承包式和集中經(jīng)營模式越來越普遍，更多的農(nóng)機合作社和種田大戶選擇使用效率更高的谷物聯(lián)合收割機進(jìn)行收獲，導(dǎo)致進(jìn)口大型谷物聯(lián)合收割機的銷售量連年增長。在此形勢下，我國很多優(yōu)秀的農(nóng)機企業(yè)例如中收、福田雷沃、博遠(yuǎn)農(nóng)機等，紛紛加大了對聯(lián)合收割機的研發(fā)和生產(chǎn)力度，嘗試進(jìn)入大型聯(lián)合收割機市場，但受到進(jìn)口名牌產(chǎn)品長久以來的口碑和配置影響力的沖擊，國產(chǎn)大型谷物聯(lián)合收割機的使用量仍相對低下。不得不承認(rèn)，現(xiàn)階段我國的農(nóng)機合作社和農(nóng)機大戶采購較多的凱斯、約翰迪爾等品牌的谷物收割機，在技術(shù)先進(jìn)性、可靠性和自動化程度上都具有明顯的優(yōu)勢，盡管其售價昂貴，仍保持了較高的銷售量。

2?谷物聯(lián)合收割機適用性問題

適用性問題主要是指農(nóng)業(yè)機械在我國農(nóng)村地區(qū)實際作業(yè)時是否能夠滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。針對于谷物聯(lián)合收割機而言，其適用性問題受到農(nóng)藝要求、土壤和氣候條件以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)習(xí)慣等很多因素的影響，下面針對主要的影響因素進(jìn)行分析和說明。

2.1?谷物品種對收獲性能的影響

不同的農(nóng)作物品種具有不同的特點，以聯(lián)合收割機收獲小麥為例，由于我國北方地區(qū)冬季氣候寒冷，多以種植春小麥為主，這種小麥在秋季進(jìn)行收割，春小麥相對來說難于脫粒，收割機在作業(yè)過程中容易因為脫粒不凈而造成糧食損失。而對于南方地區(qū)，多種植冬小麥，為秋季播種第二年夏季收獲，冬小麥比較容易脫粒，不會在脫粒過程中出現(xiàn)過多的糧食損失，但是在割臺對麥稈進(jìn)行收割時，較容易造成麥穗的損失。由于作物品種對糧食損失率的影響，需要谷物聯(lián)合收割機在收割、脫粒、清選、分離等各個步驟進(jìn)行優(yōu)化，以提高對我國農(nóng)作物品種的適應(yīng)能力。

2.2?谷物含水率對工作性能的影響

谷物的含水率是聯(lián)合收割機脫粒、篩選的重要影響因素，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，谷物聯(lián)合收割機能夠進(jìn)行收割作業(yè)的谷物含水率應(yīng)在12%～20%范圍內(nèi)。但是對于我國南方的很多大面積小麥種植區(qū)，由于氣候條件的影響，收割過程小麥籽粒的實際含水率經(jīng)常高于這個范圍。過高的含水率會導(dǎo)致農(nóng)機運行過程中的阻力增加，引起各部件正常運行時的負(fù)荷超過理論值，影響聯(lián)合收割機的使用壽命。還可能會造成篩網(wǎng)堵塞和卸糧過程不暢，影響實際作業(yè)效率。

2.3?喂入量對工作性能的影響

喂入量是谷物聯(lián)合收割機作業(yè)過程中的重要參數(shù)，很多關(guān)鍵的傳動結(jié)構(gòu)都是根據(jù)理論喂入量范圍來進(jìn)行設(shè)計的。因此，喂入量的實際值對谷物聯(lián)合收割機作業(yè)效果的影響很大。在對谷物進(jìn)行收割的過程中，實際喂入量會受到作業(yè)速度、種植密度、谷物產(chǎn)量等很多因素的影響。由于我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分布范圍很廣，不同地區(qū)由于種植習(xí)慣和品種選擇的差異，都會影響谷物收割過程的實際喂入量，導(dǎo)致聯(lián)合收割機在不同地區(qū)以相同速度工作的過程中喂入量存在較大差異，部分地區(qū)在規(guī)定作業(yè)速度下的喂入量可能會嚴(yán)重超標(biāo)。同時，在農(nóng)忙時期，很多機手不顧操作規(guī)范，以更快的速度爭搶農(nóng)時，也會導(dǎo)致喂入量的增加。過高的喂入量不僅會使傳動和運輸系統(tǒng)的工作負(fù)荷增加，更會影響谷物在脫粒、篩選以及分離等工作過程的實際效果，導(dǎo)致脫粒不凈或含雜率高等問題出現(xiàn)。

2.4?倒伏問題對收獲性能的影響

倒伏問題是機械化收獲的難題之一，稻麥等谷物在生長過程中因受到大風(fēng)、暴雨等強氣候影響，可能會出現(xiàn)不同程度的倒伏問題，在我國平原大范圍種植區(qū)域，每年谷物植株倒伏的概率也很大。對于倒伏角度小于30°的情況，聯(lián)合收割機可以正常進(jìn)行作業(yè)，而當(dāng)?shù)狗嵌瘸^30°時，會因不同的倒伏程度對農(nóng)機產(chǎn)生不同的影響。當(dāng)?shù)狗粐?yán)重時（小于60°），采用逆向收割可在較低的糧食損失率情況下完成收割，而當(dāng)?shù)狗^于嚴(yán)重（大于60°），則大多數(shù)的谷物聯(lián)合收割機不能很好地完成收割任務(wù)，強行收割不僅效率低下，還可能導(dǎo)致糧食的嚴(yán)重浪費。

2.5?基礎(chǔ)設(shè)施及氣候條件的影響

現(xiàn)階段，我國的大部分農(nóng)村地區(qū)仍采用小塊田地的分塊經(jīng)營模式，中大型谷物聯(lián)合收割機對小塊田地的作業(yè)很難適應(yīng)，不能發(fā)揮其優(yōu)秀的工作效率。同時，盡管我國大多數(shù)的農(nóng)村地區(qū)實現(xiàn)了鄉(xiāng)村道路的硬化路面建設(shè)，但是對于公路和田地之間的過渡路面建設(shè)還存在不足，導(dǎo)致部分地區(qū)中大型谷物聯(lián)合收割機下地困難。此外，很多谷物聯(lián)合收割機在我國北方地區(qū)收獲時作業(yè)效果和穩(wěn)定性良好，但在南方地區(qū)收獲冬小麥等作物時，因受到夏季高溫的影響，以液壓系統(tǒng)故障為主的機械故障發(fā)生率大幅增加，這也對谷物聯(lián)合收割機的高溫適應(yīng)能力提出了新要求。

3?谷物收割機研發(fā)的技術(shù)難點

3.1?脫粒與分離

脫粒與分離是谷物聯(lián)合收割機的核心技術(shù)，其工作能力直接影響糧食品質(zhì)和糧食產(chǎn)量。現(xiàn)階段使用的脫粒分離技術(shù)主要包括以下兩類：一是縱軸流脫粒分離技術(shù)，主要包括縱軸流脫粒滾筒和脫粒室兩部分。軸流脫粒滾筒的制造難度很大，我國現(xiàn)階段自主生產(chǎn)和研制的軸流脫粒滾筒多來自于對國外技術(shù)的仿制，但實際上軸流脫粒滾筒的設(shè)計是多樣化的。由于滾筒的布置方向與聯(lián)合收割機的行駛方向一致，因此，滾筒的工作長度能做到有效保證，通過合理的設(shè)計軸流脫粒滾筒，能夠滿足大喂入量聯(lián)合收割機的工作要求，但其結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性還需我國農(nóng)機工作者進(jìn)行不斷的實踐和探索。另一種脫粒分離技術(shù)就是切流脫粒滾筒加鍵式逐稿器技術(shù)，這一技術(shù)在國外使用較多，通過前方的一組或多組組合的切流滾筒進(jìn)行谷物脫粒，后方的鍵式逐稿器進(jìn)行籽粒分離工作。這一結(jié)構(gòu)也能夠滿足大型聯(lián)合收割機在較高喂入量下的作業(yè)要求，但是由于鍵式逐稿器對曲軸制造的精度要求很高，我國現(xiàn)階段的農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)自主制造鍵式逐稿器的難度很大。

3.2?清選技術(shù)

籽粒清選是脫粒分離后的又一重要工序，現(xiàn)階段，由于大型聯(lián)合收割機的工作效率和喂入量逐漸增大，而籽粒清選機構(gòu)因受到脫粒分離機構(gòu)過長的排布影響，導(dǎo)致清選篩面的長度和工作面積不足，加之風(fēng)機的風(fēng)速會受到距離的影響，使清選的工作能力受到了一定限制。這是傳統(tǒng)清選結(jié)構(gòu)的弊端所在，要使我國自主生產(chǎn)的谷物聯(lián)合收割機在清選能力上進(jìn)一步提升，就必須要考慮通過增加有效結(jié)構(gòu)來降低清選篩的工作壓力。例如，國外的先進(jìn)機型所采用的通過增加抖動板結(jié)構(gòu)來解決清選的問題，在進(jìn)料機構(gòu)和清選篩之間增加抖動板，脫粒后的谷物經(jīng)抖動板后在落入清選篩之前，因風(fēng)機作用會將一半以上的雜質(zhì)去除，從而減少清選篩的工作壓力。

3.3?卸糧技術(shù)

卸糧技術(shù)是我國開發(fā)大型聯(lián)合收割機必須要重視的問題之一，卸糧技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)從兩方面著手：一是卸糧彎頭的制造工藝和彎頭處攪龍的推送、過渡技術(shù)。若是彎頭處過渡銜接不暢，會直接影響卸糧的推運量，影響收割機的卸糧效率。二是有效提升刮板升運器與傾斜籽粒推運器的銜接、過渡及動力傳遞技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳慶文， 韓增德， 崔俊偉，等. 自走式谷物聯(lián)合收割機發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報， 2015， 17（1）：109-114.

[2] 吳慶波. 谷物聯(lián)合收割機適用性影響因素及分析[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊）， 2013（20）：64-65.

[3] 郭永杰， 高海濤， 張林強. 我國研發(fā)大型谷物聯(lián)合收割機必須重視的關(guān)鍵技術(shù)[J]. 農(nóng)業(yè)機械， 2012（4）：69-71.