小區玉米收獲機的研發與試驗

2017-12-29 00:00:00張煥卿田治遠

鄉村科技 2017年13期

[摘要] 針對我國玉米小區育種收獲的需要，我國研發適宜于中國玉米品種育種試驗收獲模式的，通用性好、適應性強、性能可靠的小區玉米收獲機。本文論述小區玉米收獲機的整機結構、工作過程、技術特點。通過田間試驗表明，該機工作性能可靠、運行穩定，能夠滿足玉米小區育種收獲的需要。

[關鍵詞] 玉米；育種小區；收獲機；試驗

[中圖分類號] S225 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2017）13-94-3

目前，國外的玉米小區精準收獲機械化技術已經日臻成熟，在世界各國的玉米品種小區育種試驗基地中得到了廣泛的推廣和應用。國內小區育種玉米聯合收獲技術的研究基本上處于空白階段，不但降低了玉米新品種的推出效率，而且影響了我國玉米育種行業的快速、健康發展。國內市場上還沒有成型的玉米小區育種試驗的聯合收獲機械，育種科研院所、高等院校及育種公司以人工收獲為主，不僅造成科研人員人力的浪費，而且試驗數據得不到及時采集，無形中影響了育種試驗的精度，阻礙了中國良種工程的良好實施和發展。

河南豪豐機械制造有限公司研發了4YLX-2型小區玉米收獲機，其是適應玉米小區育種的聯合收獲裝備。該機是集摘穗、果穗輸送、剝皮脫粒，振動篩選、氣動輸送、測產和分區裝袋多種農藝于一體的玉米育種聯合收獲機械。

1 總體設計

1.1 玉米制種小區種植模式

4YLX-2型小區玉米收獲機器專門針對玉米制種小區進行收獲，為實現農機與農藝相結合，對玉米品種育種試驗基地育種小區的規模大小、土壤類型、水熱條件、耕作制度進行系統調研，分析比較玉米品種的品種特性，結合育種專家和育種公司的建議和指導，確立小區種植相關數據為：長度5 m，行距600 mm，株距180～250 mm，行數為4行。中間兩行為制種行，兩側為保護行，收獲時只需收獲中間兩行，兩側保護行另行收獲。小區的種植模式如圖1所示。

1.2 總體結構設計

4YLX-2型小區玉米收獲機是由河南豪豐機械制造有限公司研制，適用于玉米小區育種的聯合收獲裝備。由割臺、駕駛操作系統、果穗升運器、剝皮脫粒清選機構、氣力輸送分區收集機構發動機、行駛系統和測產裝置組成。該機是集摘穗、果穗輸送、剝皮脫粒、振動篩選、氣力輸送、測產裝置和分區收集多種農藝于一體的玉米育種聯合收獲機械，整體結構如圖2所示。

1.3 主要技術原理

機具順著玉米植株行向前行走，割臺兩側分禾器將進入收獲區的玉米與區外分開。進入收獲區的玉米，在撥禾鏈的強制撥動下進入摘穗機構的兩拉莖輥之間，拉莖輥的快速轉動將秸稈快速拉向輥的下方，果穗被摘穗板摘下，實現穗與稈分離，摘下的玉米穗再由撥木鏈送至攪龍內，由攪龍輸送到升運器內，由升運器器送至剝皮脫粒清選裝置進行剝皮脫粒清選，清選的籽粒經氣力輸送到分區收集機構，再進入測產裝置進行水分、產量的測量，進行裝袋處理。

2 部件設計

2.1 液壓驅動割臺

割臺傳動采用液壓-機械組合的傳動方式，以液壓油作為動力源，通過發動機驅動齒壓泵工作，齒壓泵推動液壓油持續不斷地輸入液壓馬達，推動液壓馬達主軸轉動，從而帶動傳動鏈輪組工作，進而帶動攪龍和左右割道。左右割道采用對稱設計和安裝，通過傳動箱實現撥禾鏈和拉莖輥的同步運轉，通過液壓馬達帶動割臺完成收獲作業，其好處在于傳動平穩、質量輕體積小，占據空間較小、噪音小，降低噪聲污染，可滿足不同的轉速需求，整體結構如圖3所示。

2.2 研發全封閉果穗輸送裝置

用來運輸果穗從割臺進入果穗剝皮脫粒清選裝置，由殼體、輸送鏈耙、鏈輪軸、蓋板等組成，整體結構如圖4所示。

2.3 研發果穗剝皮脫粒清選裝置

在小區玉米收獲中，果穗經輸送器的輸送進入果穗剝皮脫粒清選裝置，該裝置可實現苞葉、籽粒、玉米蕊軸三分離。首先，果入穗進一級剝皮脫粒裝置，使籽粒、苞葉、玉米蕊分離，籽粒、部分苞葉經抽風機口滑落至清選篩網進行苞葉、大雜質清除，籽粒與小雜質通過復篩網孔進入二次清選篩網上；為了解決一級剝皮脫粒不能把籽粒完全脫凈的問題，設置二級果穗脫粒裝置，使籽粒、苞葉、玉米蕊內完全分離，在二級果穗脫粒裝置進口上部設有抽風機，把分離后的苞葉抽走并排出，此時苞葉已經完全脫離，籽粒經篩網孔落在二次清選篩上；經二級脫粒滾筒后進入籽粒和玉米蕊軸分離裝置，可實現在籽粒和玉米蕊軸的分離；進入二次清選篩的籽粒經篩網后可清除小于玉米籽粒的雜質，含有少量雜質的玉米籽粒通過果穗剝皮脫粒裝置的籽粒出口排出，整體結構如圖5所示。

2.4 研究配置氣力輸送分區收集機構

對每個小區收獲后的籽粒分區進行收集處理，研制無死角倒錐形螺旋雜質分離籽粒收集器。為節省收獲時間在集儲箱出口上設置循環夾裝袋裝置，整體結構如圖6所示。

該機構在果穗剝皮脫粒裝置的籽粒出口處接取籽粒，在風能的作用下經管道進入帶有螺旋分離器的集儲箱內，在進入倒錐形螺旋分離集儲箱的同時籽粒中含有的微量雜質被分離出去，籽粒存儲于倒錐形螺旋分離集儲箱。一個小區收獲完成后，不用停車的情況下即可直接進入下一小區進行收獲，在轉移與收獲第二個小區的過程中，打開籽粒集儲箱下的擋板，由于研制的倒錐型螺旋分離器集儲箱是無死角，在重力的作用下所有集儲箱內的籽粒全部進入測產裝置。

2.5 測產裝置

該裝置接取籽粒后，部分籽粒進入容重與水分測試儀，其余的籽粒進入稱重箱稱重，所收集的數據經電子信收集存儲，籽粒再進入份量收箱進行收集裝袋處理。該裝置結構如圖7所示。

3 主要技術參數

4YLX-2型小區玉米收獲機的主要技術參數見表1。

4 田間試驗

4.1 收獲速度

根據小區玉米的種植模式，課題組對4YLX-2型小區玉米收獲機進行測試試驗，對5 m長的小區進行5次試驗試驗，結果如表2所示。根據表2計算出單個小區平均用時105.8 s，可推算出1 h可以收獲34個小區，符合設計要求。

4.2 籽粒損失率

對5次試驗分別對接取的籽粒、落地籽粒進行稱重計量，結果如表3所示。根據表3計算平均籽粒損失率為2.37%，符合設計要求。

4.3 籽粒含雜率

為測試籽粒含雜率對5次試驗分別取樣，計量結果如表4所示。根據表4計算平均籽粒含雜率為1.56%，符合設計要求。

4.4 籽粒破碎率