潘杰

摘要：我國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，伴隨著工業(yè)自動(dòng)化的飛速發(fā)展，新生代農(nóng)業(yè)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具提出了更高的要求，要求生產(chǎn)機(jī)械化、自動(dòng)化。聯(lián)合收割機(jī)就是在該背景下應(yīng)運(yùn)而生。但隨著聯(lián)合收割機(jī)應(yīng)用場合日益廣泛，整體上聯(lián)合收割機(jī)的工作效率不高，甚至在不同工況下按同一模式工作，使得收割機(jī)故障頻發(fā)、機(jī)械損耗嚴(yán)重，甚至損壞收割機(jī)。因此，需要結(jié)合收割機(jī)工作負(fù)荷、實(shí)際工況，盡可能的實(shí)現(xiàn)對其自動(dòng)化控制，保障收割機(jī)工作在較理想的工作狀態(tài)，就是結(jié)合自動(dòng)反饋控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對收割機(jī)自動(dòng)化控制，提高收割機(jī)工作效率，從何實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、高效的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：聯(lián)合收割機(jī);工作負(fù)荷;工作效率;自動(dòng)反饋控制

近年來，我國農(nóng)作物機(jī)械化收割程度普遍提高。每到麥子、水稻收割時(shí)期，如何確保聯(lián)合收割機(jī)有一個(gè)最佳的收割狀態(tài)，是農(nóng)機(jī)手最為關(guān)心的事情。收割機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作業(yè)中無論哪一個(gè)工作系統(tǒng)出現(xiàn)問題，都會(huì)誤工誤時(shí)，甚至造成糧食浪費(fèi)，因此，除及早做好收割機(jī)械的試機(jī)、檢修之外，還應(yīng)掌握實(shí)際操作中的故障排除技術(shù)，才能有效提高收割機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過多年的隨機(jī)實(shí)踐，總結(jié)出提高聯(lián)合收割機(jī)工作效率的關(guān)鍵技術(shù)措施，為廣大農(nóng)機(jī)手在實(shí)踐中提供參考。

一、聯(lián)合收割機(jī)基本組成

目前來說，收割機(jī)的組成大同小異，主要由動(dòng)力系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電器系統(tǒng)、儀表監(jiān)視系統(tǒng)和駕駛系統(tǒng)組成，部分較為智能的聯(lián)合收割機(jī)增加了居多傳感器，來檢測收割機(jī)作業(yè)過程中各環(huán)節(jié)是否正常，同時(shí)配合較先進(jìn)的微處理器，實(shí)現(xiàn)智能化控制，盡量減少的故障率，以及其對操作人員熟練程度的依賴。我們以常見的半喂入式水稻聯(lián)合收割機(jī)為例，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括內(nèi)燃機(jī)、HST、V型帶、行走履帶、主副滾筒、控制儀表臺(tái)、駕駛室等。收割機(jī)工作過程中，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)通過HST控制行走輪，V型帶分別控制割臺(tái)、滾桶、風(fēng)選筒、攪龍等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對作物收割控制。

二、影響聯(lián)合收割機(jī)工作效率的因素

（一）作物高度密度

即使在同一塊耕地，由于種植品種不同，受各種自然條件影響的差異，導(dǎo)致作物高度、密度亦有差異，這些因素也直接影響農(nóng)作物收割機(jī)的工作狀態(tài)。

（二）行走速度

在理想情況下，部分聯(lián)合收割機(jī)能自動(dòng)控制收割機(jī)的的行走速度，但由于地形地貌和作物疏密等因素差異很大，當(dāng)前我國的聯(lián)合收割機(jī)還是以操作員手動(dòng)工作模式為主，因此收割機(jī)工作效率較低，在提升聯(lián)合收割機(jī)工作效率上，還有很大提升空間。

三、收割機(jī)工作效率的研究

要提高收割機(jī)的工作效率和作業(yè)質(zhì)量，就必須保證收割機(jī)正常工作的前提下，能以最大時(shí)速運(yùn)行。而影響收割機(jī)運(yùn)行速度的關(guān)鍵是收割機(jī)的工作負(fù)荷。因此，研究收割機(jī)的工作效率即如何匹配好收割機(jī)工作負(fù)荷和最佳運(yùn)行速度。

（一）及時(shí)保養(yǎng)

對水稻聯(lián)合收割機(jī)及時(shí)保養(yǎng)，是提高水稻聯(lián)合收割機(jī)工作效率的前提。因此在作業(yè)前，要對收割機(jī)進(jìn)行檢查潤滑、調(diào)整、更換等工作。這樣收割機(jī)才能以良好的技術(shù)狀況投入作業(yè)，工作效率才能提高。每次作業(yè)前要檢查收割機(jī)重要部位的螺栓、螺母是否有松動(dòng)給各轉(zhuǎn)動(dòng)件加注黃油、機(jī)油或齒輪油以潤滑加足發(fā)動(dòng)機(jī)中的柴油、冷卻水和油底殼中的機(jī)油。在作業(yè)時(shí)，要注意收割機(jī)工作是否有異常的響聲。如有應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢查、排除。作業(yè)后要對收割機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)即清洗、檢查、潤滑、調(diào)整、更換等。

（二）正確調(diào)整

為使收割機(jī)在不同的作業(yè)環(huán)境條件下發(fā)揮最大的效率，要對收割機(jī)進(jìn)行正確調(diào)整。正確調(diào)整是提高收割機(jī)工作效率的關(guān)鍵。因?yàn)樗镜纳L有高有矮，有稀有密，稻田有干有濕產(chǎn)量有高有低，成熟程度也不同，所以要針對不同的情況，進(jìn)行正確調(diào)整。

1.撥禾輪的調(diào)整

根據(jù)水稻的長勢不同，對撥禾輪進(jìn)行調(diào)整。如水稻株高、莖稈粗，撥禾輪調(diào)高些。反之調(diào)低些。一般撥禾輪的板、桿調(diào)整到撥到被割水稻高度的三分之二為合適。

2.割臺(tái)螺旋滾筒的調(diào)整

當(dāng)收割長勢較差的水稻時(shí)，螺旋滾筒葉片應(yīng)向割臺(tái)底部靠近些，反之間距應(yīng)調(diào)大些，一般以水稻能推送到中間輸送裝置為宜。通常調(diào)整為滾筒葉片與割臺(tái)間距約10mm為合適。

（三）收割機(jī)的負(fù)荷特性收割機(jī)負(fù)荷研究通常以作物脫粒質(zhì)量作為控制的基本依據(jù)，影響作物脫粒質(zhì)量的因素很多，對于相應(yīng)環(huán)境條件下的作物，理論上對應(yīng)著一個(gè)最佳滾筒轉(zhuǎn)速，本文立足于控制相應(yīng)聯(lián)合收割機(jī)滾筒最佳轉(zhuǎn)速為控制目標(biāo)，即通過檢測滾筒轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)收割機(jī)行走速度，通過PID算法自動(dòng)控制收割機(jī)行走速度。當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)速低于理想值時(shí)，滾筒控制器發(fā)出收割機(jī)減速信號(hào)，使收割機(jī)降低行走速度，以此來減少對作物的收割速度，減小滾筒負(fù)荷，提高滾筒轉(zhuǎn)速，回到滾筒轉(zhuǎn)速最佳值上來;反之，當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)速低于最佳值時(shí)，滾筒控制器發(fā)出收割機(jī)減速信號(hào)，使收割機(jī)降低行走速度，以此來減少對作物的收割速度，減小滾筒負(fù)荷，提高滾筒轉(zhuǎn)速，回到滾筒轉(zhuǎn)速理想值上來。

（四）HST原理

收割機(jī)的行走系統(tǒng)是采用HST配合齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，行走部分即我們所看到的履帶。收割機(jī)的HST是由變量泵和馬達(dá)組成閉式回路，HST主要由郵箱、補(bǔ)油泵.變量泵、補(bǔ)油單向閥、高壓溢流閥、背壓閥、梭型閥、定量馬達(dá)、低壓溢流閥組成。滾筒轉(zhuǎn)速控制器將檢測到的滾筒轉(zhuǎn)速傳遞給行走控制器，行走控制器通過靜液壓傳功裝置（HST）的斜盤偏轉(zhuǎn)角度實(shí)現(xiàn)油泵排量的控制，排油方向由斜盤偏轉(zhuǎn)方向決定，即可實(shí)現(xiàn)對馬達(dá)轉(zhuǎn)速和方向的控制，從而實(shí)現(xiàn)對聯(lián)合收割機(jī)速度和方向的控制。為了便于理解，我們可以較為直觀的理解為：行走控制器接收到滾筒轉(zhuǎn)速信號(hào)，發(fā)出指令來控制HST，實(shí)現(xiàn)對油泵排量和斜盤偏轉(zhuǎn)方向的控制，從而實(shí)現(xiàn)行走速度的自動(dòng)化控制。

四、結(jié)束語

總之，受地形地貌、氣候環(huán)境、人為操縱等因素影響，收割機(jī)利用效率較低，為了提高聯(lián)合收割機(jī)工作效率和作業(yè)質(zhì)量，較詳細(xì)地介紹了聯(lián)合收割機(jī)行走系統(tǒng)對行走速度的自動(dòng)化控制，將收割機(jī)控制在一個(gè)理想的行走速度范圍內(nèi)，根據(jù)實(shí)際工況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加減速。在實(shí)際收割生產(chǎn)過程中，在一定程度上節(jié)約了燃油、工時(shí)，提高了生產(chǎn)效率，減輕了收割機(jī)對操作人員熟練程度的依賴，大大降低了因人為手動(dòng)操縱而導(dǎo)致設(shè)備異常的故障率，延長了生命周期，具有較強(qiáng)的實(shí)用意義。

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（作者單位：約翰迪爾（天津）有限公司）