縱軸流聯合收割機的關鍵技術及特點

[摘 要] 聯合收割機對于減輕農民勞動強度、提高生產率、降低農業生產成本、爭取農時和促進農業豐產豐收都有重要的作用。世界各國都在投入大量的人力物力，持續攻克聯合收割機的關鍵技術。

[關鍵詞] 聯合收割機 技術 特點

[中圖分類號] S225 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2014）04-0217-02

聯合收割機是一種集收割、脫粒、分離清選、集糧等功能為一體的復式作業機械，它對于減輕農民勞動強度、提高生產率、降低農業生產成本、爭取農時和促進農業豐產豐收都有重要的作用。歐美從20、30年代起就開始研制和使用聯合收割機，日本和我國60年代左右才起步。目前，世界各國都在投入大量的人力物力，持續攻克聯合收割機的關鍵技術，總體來說，全喂入聯合收割機從傳統的橫切流向縱軸流以及切縱軸流方向發展。

一、國外縱軸流聯合收割機的技術特點

目前，歐美聯合收獲機廣泛采用機電液一體化、自動化、智能化等新技術，在保證良好性能的前提下，向高效、大型、大馬力、寬割幅、大喂入量方向發展（割幅已超過10m，發動機功率已超過500馬力），形成了傳統型（多脫粒滾筒+鍵式逐稿器）、單縱軸流型（多脫粒滾筒+單縱軸流分離滾筒）和雙縱軸流型（多脫粒滾筒+雙縱軸流分離滾筒）三類主流機型，并以德國CLASS公司，美國JD公司和CASE公司，意大利NEW HOLLAND為代表的谷物聯合收獲機主流技術方向。如圖1、2、3所示：

圖1 傳統型

圖2 單縱軸流型 圖3 雙縱軸流型

這類機型中的縱軸流滾筒的主要功能是取代鍵式逐稿器，承擔籽粒、莖稈的分離功能，又具有一定的脫粒能力，其分離能力強，對谷粒損傷小，尤其對難脫和易破碎的多種作物有較好的適應性。但這類機型整機體積龐大、結構復雜，大多為輪式驅動，接地壓力大，水稻收獲適應性不強，尤其在收獲我國的高產水稻時沒能表現出優良的性能，并且不能廣泛適應我國田間道路、田塊、農藝方式以及經濟承受能力，難以大量引用。

今年來，日本久保田在傳統橫軸流聯合收割機的基礎上，開發了一款簡易式單縱軸流全喂入履帶式聯合收割機，該收割機工作時，物料經輸送槽輸送至縱軸流滾筒前部，由前端的螺旋喂入頭強制喂入至脫粒室進行脫離分離，結構簡單，功耗小，脫粒行程較長，能實現小麥、水稻、油菜的多功能收獲，作業效果不錯，國內眾多企業紛紛效仿。但該機型最大的缺陷是作物潮濕或喂入量較大時交接口容易堵塞，收割效率不高，喂入量不超過2.5公斤/秒。

二、國內縱軸流聯合收割機的技術特點

多年來，國內生產的全喂入聯合收割機基本上都采用橫向布置的軸流滾筒脫粒分離裝置，這種布置方式結構緊湊，在喂入量較小時作業性能較好。但由于脫粒滾筒橫向布置，受到空間位置的限制，脫粒滾筒不能太長，因此，這類收割機普遍存在以下問題：一是由于脫粒滾筒較短，脫粒和分離能力受到限制，在喂入量稍大時夾帶損失會增大；二是對潮濕作物和一些難脫作物適應性較差；三是清選篩面上物料分布不均勻，在喂入量較大時清選效果較差。橫向軸流式聯合收獲機由于結構上的原因，其發展空間受到一定的限制，市場占有率也在逐年萎縮。

近幾年，國內全喂入收割機的技術有了較大的發展，湖州星光推出了橫向雙軸流式聯合收割機（如圖），浙江艾格萊等眾多廠家吸收消化久保田技術，推出縱向單軸流聯合收割機，這兩種機型比傳統的單橫軸流滾筒機型在收割效率和性能指標等方面均有較大的進步，但收割效率沒有顯著的提升，尤其是收獲高產水稻時提升不明顯。

江蘇鋒陵在2010年推出了一款切縱軸流式全喂入履帶聯合收割機，該機結構簡單，物料喂入順暢，收獲效率高，水稻作業可達10-12畝/小時，小麥14-16畝/小時。

三、鋒陵切縱軸流聯合收割機的技術特點

鋒陵切縱軸流聯合收割機采用了履帶式行走底盤，更適合南方深泥腳和小田塊的高產水稻的收獲。脫粒分離裝置采用一個橫向切流脫粒分離裝置與一個縱向軸流脫粒分離裝置有機結合，并呈T型對稱分布；該裝置在橫、縱交接處采用無堵塞物料交接口，使得物料喂入順暢、不易堵塞，收割效率高，脫粒分離行程長，動作柔和，籽粒清潔度高、損失低、破碎損傷小。橫向切流滾筒和縱向軸流滾筒均為桿齒式脫粒元件，轉速可調，橫向切流滾筒的脫粒間隙可調，不僅可以用來收獲水稻，也能廣泛適應小麥、油菜以及不同品種的作業要求。其清選裝置在風篩式雙層振動篩的基礎上，加裝了二次雜余清選篩，該清選篩位于上層振動篩二次雜余攪龍出口處，主要功能是對二次雜余進行均布和篩分，清選效果優良該機采用橫向切流滾筒+縱向軸流滾筒的脫粒分離方式，結構簡單，物料喂入順暢，收獲效率高，水稻作業可達10-12畝/小時，小麥14-16畝/小時，整機重量不超過2900Kg。

主要技術特點：

1.采用桿齒式T型切流與縱軸流組合式脫粒分離等技術，物料喂入順暢、收獲效率高、性能指標好

T型切流與縱軸流脫粒分離裝置結構示意圖如圖5所示，前端采用桿齒式切流滾筒，該切流滾筒在較低轉速下工作，脫粒作用柔和，可以將易脫的籽粒先脫下來，以減少籽粒破損率，并在切流滾筒凹板上得到有效分離。另外，物料經切流滾筒桿齒擊打梳理后，變短變少，后經切流滾筒和縱軸流前端螺旋喂入頭的強制喂入作用下，通過如圖6所示的無堵塞喂入交接口，很順暢地進入縱軸流脫粒分離滾筒室進行復脫與分離，從而減輕縱軸流分離滾筒的負荷，減小籽粒的夾帶和未脫凈總損失。切流滾筒和縱軸流滾筒的轉速可根據不同作物品種進行調節，橫向切流滾筒的脫粒間隙可調，縱軸流滾筒頂蓋的導向板也可根據收獲需要進行調節，以控制物料在脫粒室的脫粒行程以及脫粒時間，從而泛適應小麥、水稻、油菜以及不同品種的作業要求，降低不必要的功耗，提高了作業效率。在整個脫粒分離的作業流程中，切流脫粒滾筒和縱軸流脫粒分離滾筒是一個有機的整體，相互牽制，互配合。

切流滾筒與縱軸流滾筒的脫粒元件均為桿齒式，重量輕，成本低嗎，制造、裝配、更換簡單便捷，同時又能實現小麥、水稻、油菜的多功能收獲，并且性能指標良好。

圖5 T型切流與縱軸流脫粒分離裝置交接口示意圖

圖6 T型切流與縱軸流脫粒分離裝置交接口示意圖

2.帶有二次雜余清選篩的高效清選振動技術

清選裝置是聯合收割機的重要組成部分，它直接影響到整機的工作性能。清選性能中的清選損失率、籽粒含雜率是衡量聯合收割機產品質量的重要指標。潮濕物料的大喂入量清選是聯合收割機向高速、高效發展的瓶頸。針對T型切流與縱軸流脫粒分離裝置脫出混合物的特點及其分布規律，設計了一種帶二次雜余清選篩的風篩式清選裝置，其結構如圖7所示。最上部的是鋼絲編織網或沖孔網，用來清選二次雜余以及從縱軸流脫粒分離滾筒下來的物料，以減輕中間清選篩的負荷。中篩采用抖動輸送板、魚鱗篩以及尾篩分段組合結構，主要用來清選從切流滾筒下來的物料，同時二次輔助清選上篩下來的物料。下部網篩篩采用鋼絲編織網或沖孔網，并配置了籽粒倒流板，對物料進行第三次清選。該振動清選篩清選面積大，物料分布均勻，料層薄，負荷小，效率高；有效行程長，清選次數多，籽粒損失小、清潔度高。

圖7 帶有二次雜余清選篩的高效清選振動篩

鋒陵切縱流全喂入履帶式聯合收割機是一款該機結構新穎、操作方便、工作可靠、作業性能好、作業效率高的機型，該產品2010年通過了中國機械工業聯合會主持的科技成果鑒定，鑒定委員會一致認為，切流與縱軸流組合式T型脫粒分離技術、無堵塞交接口和二次雜余清選篩等具有獨創性，已達到國際領先水平；整機總體技術達到國際先進水平。

該機型的廣泛推廣將會為解決我國收割機高端產品不足，低端產品過剩的結構性矛盾，為迅速提升我國稻麥聯合收割機在國際市場上的地位和競爭能力作于應有的貢獻，對提高農村生產力水平，加快農村勞動力轉移，促進農民致富，解決好“三農”問題，具有非常重要的現實意義。