自清式馬鈴薯收獲機研制及技術推廣

馬鈴薯是一種世界性的經濟作物，也是一種重要化工原料，是我國五大主食之一。馬鈴薯機械化收獲環節用工量大，勞動強度高，亟需機械化生產。傳統的馬鈴薯收獲機械收獲過程中存在粘濕土壤極易堵塞分離篩，使分離率降低；振動篩分離薯土，使破皮率高；薯秧纏繞機械，使作業效率低等三大瓶頸問題，自清式馬鈴薯收獲技術因其采用縱向柔性分離篩條沿帶式運動軌跡運行使粘附在每根篩條上的泥土自行脫落，達到自清的效果，不堵塞分離篩，使粘濕土地的馬鈴薯收獲分離效果大幅提高。

一、立題背景

克山縣位于黑龍江省西部、齊齊哈爾地區東北部，地處松嫩平原腹地，地勢平坦，土壤肥沃。幅員面積3320平方公里，耕地面積302萬畝。克山縣是國家商品糧基地縣，盛產馬鈴薯、大豆，被稱為中國馬鈴薯種薯之鄉。依托資源優勢和基礎優勢，在馬鈴薯產業上，省內唯一的國家馬鈴薯改良中心坐落克山，全縣先后建成馬鈴薯種薯企業7家、種薯基地10萬畝、標準倉儲窖20萬平方米，原原種年生產能力達到1億粒；克山引進了沃華、嵩天、佐源3個馬鈴薯深加工企業，并與北大荒薯業集團建立了馬鈴薯主糧化戰略合作關系，搶占國內馬鈴薯主糧化先機；還建成了省內最大的馬鈴薯交易大市場，年集散能力400萬噸。每年馬鈴薯種植都在50萬畝左右，隨著農業種植結構的調整，馬鈴薯種植面積穩中有增，推廣馬鈴薯機械化生產技術是提高經濟效益，增加農民收入，盡快脫貧致富的重要途徑。

二、傳統馬鈴薯收獲技術存在的問題

以前，國內處馬鈴薯機械化收獲技術采用全懸掛雙（單）升運鏈式結構，與帶液壓升降機構和后動力輸出的輪式拖拉機配套使用，一次進地可完成仿形限深、挖掘（切秧）、分離升運和放鋪集條作業，此類收獲機械特點：

（1） 采用雙（單）升運鏈結構，有些產品的升運鏈傳動采用耐磨橡膠輪驅動，具有低噪音和過載保護功能，同時增加清雜行程，能夠有效提高明薯率。（2）壟體仿形機構的運用，能壓碎壟體表層的硬殼，保證挖掘鏟的入土深度，挖薯充分。（3）采用圓盤切刀，能部分切斷薯秧及其它雜草，防止拖堆現象。（4）抖動鏈桿采用高性能合金鋼經過特殊熱處理工藝而成，具有超強拉力，超強耐磨性和較好的柔韌性。有些產品為適應土壤含水量較低的地區還采用鏈桿掛膠技術，更有效的實現馬鈴薯收獲低損傷率。

但是，以上結構形式的馬鈴薯收獲機適應土壤含水量在25%以下的粘重土壤、黑鈣土、砂壤土地區的收獲需要，由于馬鈴薯的收獲條件不確定，尤其是黑龍江北部馬鈴薯種植縣份均屬典型的黑粘土，土壤含水量比較大，秋雨大時可超過35%，相應以下缺點就顯現出來：（1）收獲過程中存在粘濕土壤極易堵塞分離篩，使分離率降低；（2）振動篩分離薯土，使破皮率高；（3）薯秧纏繞機械，使作業效率低等三大瓶頸問題。

三、研發及推廣方向

針對傳統馬鈴薯收獲技術存在的三大瓶頸問題，研制和推廣一種可自動清除粘附在分離裝置上的粘濕土壤，不需進行人工清理的馬鈴薯收獲機械迫在眉睫。從2014年開始，克山縣農機技術推廣中心和克山縣力農農機有限公司在黑龍江省農業機械化技術推廣總站的指導下共同研究生產自清式馬鈴薯收獲機，通過查閱大量相關資料和多次論證，決定研發和推廣一種80-100馬力拖拉機配套的自清式馬鈴薯收獲機。根據黑龍江省克山縣及周邊縣市馬鈴薯田土質的實際情況，設計生產4SW-1700型自清式馬鈴薯收獲機。2014年生產出樣機5臺，給克山縣仁發農機專業合作社、克山縣同賀農機專業合作社等合作社及周邊縣、市馬鈴薯種植大戶使用并提出改進意見，用戶反映：2014年馬鈴薯收獲期間，土壤含水量大，土壤絕對含水率在不大于 40%條件下，明薯率≥98%，破皮率≤1.0%，作業率達到1.0 hm2/h以上。應用范圍廣，對沙壤土、黑粘土等作業地塊收獲效果同樣好。2015年，進一步吸取了合作社和用戶的一些建議，進行了必要的改進，在黑龍江省齊齊哈爾市馬鈴薯種植縣市進行了小批量銷售及推廣，實際工作中也出現一些問題，比如縱向柔性分離篩條拉毛露出鋼絲和斷裂的問題，但整體效果用戶很滿意。

四、自清式馬鈴薯收獲技術創新點

1、柔性分離，不堵塞分離篩，薯土分離效果好。自清式馬鈴薯采用的柔性分離篩裝置是由縱向運動的橫向分離篩桿和滾動狀態的縱向柔性分離篩條組成，橫向分離篩桿是在無縫鋼管外硫化有橡膠層，在篩桿的通孔連接有縱向柔性篩條，縱向柔性篩條是在鋼絲繩外周包軟PVC層，柔性分離篩是一種滾動式分離篩，而非振動分離，大大降低了馬鈴薯破皮率。發明的技術效果：在作業過程中，縱向柔性分離篩條沿帶式運動軌跡運行使粘附在每根篩條上的泥土自行脫落，達到自清的效果，不堵塞分離篩，使粘濕土地的馬鈴薯收獲分離效果大幅提高。

2、采用三組滾動篩裝置，起到較好的碎土效果。在機體框架兩側板之間前面由前向后依次通過軸承座連接有三組滾動篩裝置，滾動篩裝置是在滾動軸的周圍通過固定盤連接有滾動筋，可實現馬鈴薯與土塊的初步分離，減輕薯土分離篩的工作壓力。

3、采用波紋圓盤刀裝置，可切斷薯秧及雜草。自行研制的浮動圓盤刀切秧蔓裝置，采用波紋圓盤刀并設有壓力彈簧為浮動工作裝置，可有效切斷薯秧及雜草，使薯秧及雜草順利通過，解決薯秧及雜草對設備的纏繞堵塞問題，不拖土，減少挖掘阻力，使工作效率大幅度提高。

五、自清式馬鈴薯收獲機特點及技術效果

1、收獲效果好：本機型采用自行研制的柔性分離篩裝置是由縱向運動的橫向分離篩桿和滾動狀態的縱向柔性分離篩條組成，在作業過程中，縱向柔性分離篩條沿帶式運動軌跡運行使粘附在每根篩條上的泥土自行脫落，達到自清的效果，不堵塞分離篩，使粘濕土地的馬鈴薯收獲分離效果大幅提高。明薯率高、破皮率低。2、生產效率高：由于本實用新型采用了縱向運動的橫向分離篩桿和滾動狀態的縱向柔性分離完美組合加上浮動波紋圓盤刀切秧蔓裝置，解決了薯土分離的堵塞和薯秧及雜草對設備的纏繞，使工作效率大幅度提高，在土壤絕對含水率不大于 30%條件下，作業率為1.0–1.4 hm2/h（國內同類產品同等條件下作業率為0.5–0.8 hm2/h），土壤絕對含水率不大于 40%條件下，明薯率≥98%，（國內同類產品同等條件下明薯率≤60%）；破皮率≤1.0%，（國內同類產品破皮率≤2.0%）。

六、推廣應用情況：2013-2015年生產銷售了4SW-1700型自清式馬鈴薯收獲機117臺，主要推廣范圍在黑龍江省齊齊哈爾市的馬鈴薯種植縣市，累計推廣應用面積63萬畝，節本增效總值達到11340萬元。實際工作中也出現一些問題，比如縱向柔性分離篩條拉毛露出鋼絲質量不過關經常斷裂的問題，但整體效果用戶很滿意，目前有一些合作社和馬鈴薯種植大戶提前訂機，訂購自清式馬鈴薯收獲機。