玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究

韓江偉

九方泰禾國際重工(青島)股份有限公司

玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究

韓江偉

九方泰禾國際重工(青島)股份有限公司

當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國家對于農(nóng)業(yè)機(jī)械化的投入力度越來越大。玉米采用機(jī)械化收獲可比人工收獲提高生產(chǎn)效率近30倍，減少收獲損失3%～5%，并能極大減輕勞動強度、增加農(nóng)民收入。因此，對玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，滿足我國玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)多功能、高適應(yīng)性、智能化發(fā)展是十分重要的。基于此，文章就玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡要的分析，希望可以提供一個有效的借鑒。

玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)；關(guān)鍵技術(shù)；研究

1.研發(fā)思路

近幾年，尤其2004年以來，我國農(nóng)機(jī)化進(jìn)入快速發(fā)展的軌道，隨后的十年可謂農(nóng)機(jī)化“黃金十年”。正是由于農(nóng)機(jī)化的高速發(fā)展促進(jìn)了農(nóng)機(jī)向著智能化、多元化方向發(fā)展。隨著玉米種植面積的不斷增加，尤其是在東北地區(qū)呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長，傳統(tǒng)的玉米摘穗--晾曬--脫粒的收割模式逐漸的向玉米籽粒直收過渡。玉米籽粒直收機(jī)大大地縮短的收割周期，減少了勞動強度，增加了農(nóng)民收入。國外進(jìn)口車價格昂貴，動輒上百萬元，甚至200多萬元，除國內(nèi)大型農(nóng)場、合作社及少數(shù)手頭富裕的人外，大部分人根本負(fù)擔(dān)不起。此時，國內(nèi)機(jī)型成為老百姓的首選。國內(nèi)車價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于進(jìn)口車，而且維修保養(yǎng)方便，配件更換費用也低，大大縮短了維修保養(yǎng)周期。

2.玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 割臺結(jié)構(gòu)設(shè)計

割臺安置在工字型導(dǎo)軌上，在末端液壓缸的推力下能實現(xiàn)間距調(diào)整；在前端安置的光電傳感器的反饋數(shù)據(jù)下能夠?qū)崿F(xiàn)自動調(diào)整高度和自動對行；末端液壓馬達(dá)通過變速箱連接摘穗輥和撥禾鏈，使摘穗輥和撥禾鏈速度實時可調(diào)。為滿足現(xiàn)代化玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)對大喂入量的要求，將割臺設(shè)計為9行，并在液壓缸的推力下實現(xiàn)可折疊，便于空走時割臺的運輸。

為實現(xiàn)割臺自動對行和可折疊功能，以PLC為主控制器，開發(fā)割臺智能化控制系統(tǒng)。收獲機(jī)田間作業(yè)時，視覺采集系統(tǒng)對路況、玉米植株行間距、秸稈密度進(jìn)行視頻采集，將采集到的視覺信息傳輸給圖像處理系統(tǒng)，與割臺位置信息進(jìn)行比對并計算出割臺高度差和橫向偏差，PLC針對計算結(jié)果控制割臺升降及橫移，從而實現(xiàn)割臺自動對行功能；為保證收獲質(zhì)量和效率，PLC根據(jù)圖像處理系統(tǒng)分析的秸稈密度信息以及玉米籽粒含水率采集系統(tǒng)采集到的籽粒含水率實時信息，及時調(diào)整行車速度及割臺摘穗輥、撥禾鏈速度，避免由于收獲速度過快、籽粒含水率過高而引起的玉米穗輸送、脫粒過程中的堵塞故障發(fā)生。

2.2 脫粒清選

工作原理如圖1所示：將扭矩傳感器布置到脫粒滾筒軸上，采集脫粒滾筒軸扭矩信號；將轉(zhuǎn)速傳感器1布置到脫粒滾筒軸上，采集脫粒滾筒軸轉(zhuǎn)速信號；將轉(zhuǎn)速傳感器2布置到清選裝置振動篩曲軸上，采集振動篩曲軸轉(zhuǎn)速信號；含水率測定系統(tǒng)對玉米籽粒含水率進(jìn)行實時檢測；PLC將以上接收到的脫粒滾筒軸扭矩信號、轉(zhuǎn)速信號、清選裝置振動篩曲軸轉(zhuǎn)速信號以及玉米籽粒含水率數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并結(jié)合破損率和含雜率數(shù)據(jù)庫，通過調(diào)節(jié)控制閥組1、2、3分別調(diào)節(jié)輸送裝置、脫粒滾筒和清選裝置振動篩曲軸的液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速。當(dāng)扭矩信號過大、轉(zhuǎn)速信號過小、玉米籽粒含水率過高時降低輸送裝置液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速、提高脫粒滾筒和清選裝置振動篩曲軸的液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速，減少玉米穗喂入的同時加快脫粒和清選速度，避免脫粒清選過程中堵塞故障發(fā)生，從而有效實現(xiàn)脫粒清選過程的智能化控制。

3.使用玉米籽粒收獲機(jī)常見問題及解決方法

3.1 玉米籽粒破碎過大的原因

圖1 脫粒清選控制系統(tǒng)

凹板與滾筒間隙過小。此時需要加大滾筒與凹板之間的間隙。以1000系列為例，收獲小麥時的入口間隙為18mm～25mm，出口間隙為20mm左右，而收獲玉米時的入口間隙則為35～45mm左右，出口間隙為30mm～35mm，因此收獲玉米時一定要調(diào)好滾筒間隙。此外還需要注意的是如果脫粒滾筒兩側(cè)間隙不一致也會造成籽粒破碎，因此需要保證凹板與滾筒平行。

3.2 返回滾筒的雜余過多

如果雜余過多進(jìn)行重復(fù)脫粒，會導(dǎo)致破碎率的增加。因此發(fā)生此現(xiàn)象時要及時清理篩面，看篩面是否有堆積現(xiàn)象；增加風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，調(diào)整風(fēng)向，將篩面前端的混合物吹散，提高篩選效率；在坡地或不平整地面上作業(yè)時，要安裝專用裝置。

3.3 脫粒不徹底的原因

玉米成熟度不夠會造成脫不凈現(xiàn)象增加，最好等到成熟以后再進(jìn)行收獲，效果最佳。

滾筒轉(zhuǎn)速太低。此時需要提高滾筒轉(zhuǎn)速并檢查傳動皮帶的張緊度。必須注意發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速是否達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，只有達(dá)到其理論設(shè)計的速度時，才能正常工作(如脫粒滾筒轉(zhuǎn)速、篩子的抖動頻率、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速)。

3.4 玉米莖稈推出的原因

摘穗板安裝太靠近會導(dǎo)致果穗不能夠順利地通過拉莖輥而進(jìn)入機(jī)器，此時應(yīng)該逐漸調(diào)整加大摘穗板間距。注意太大的工作間隙會使果穗損傷和籽粒損失增大。因此摘穗板間隙的確定是根據(jù)所收獲玉米的品種而確定，而摘穗板前部間隙應(yīng)比后部間隙小3毫米至5毫米。

結(jié)束語

當(dāng)前，在大力推廣農(nóng)機(jī)技術(shù)的過程中，玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)的研究是一個重要的內(nèi)容。因此，需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，采用先進(jìn)的技術(shù)，并對故障問題加以重視，從而保證機(jī)械的工作效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展。

[1]月浩.自走式玉米籽粒收獲機(jī)[J].農(nóng)業(yè)知識，2016，25：36.

[2]張傳根.玉米籽粒收獲機(jī)清選篩體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.