全喂入水稻收獲機改制成大豆收獲機的機理和方法

(黑龍江省農業機械工程科學研究院 牡丹江農業機械化研究所，黑龍江 牡丹江 157011)

0 引言

黑龍江省是我國糧食作物的主產區，三大作物水稻、玉米、大豆受糧食價格影響，其種植面積也不斷變化。水稻主產區因國家對農機的大力投入和勞動力流失，水田機械水平得以大力提升，其中水稻收獲機的更新換代更為明顯，導致早期購買的割幅在2.5 m以內的履帶式全喂入水稻收獲機不斷被淘汰。在丘陵山地因大豆價格上漲和國家糧食種植結構調整，大豆種植面積不斷增加。大型大豆收獲機不適應丘陵山地的收獲，如遇雨水季也不能下田作業，種植戶迫切需要能適應丘陵山地的履帶收獲機來完成大豆收獲。將水田種植戶淘汰的水稻收獲機改制成大豆收獲機，恰好滿足這一需求。

1 改制機理

模仿人工脫粒動作，農作物不同脫粒裝置配置也不同，但其脫粒的工藝過程大致相同。以軸流式脫粒裝置為例，脫粒裝置主要由脫粒滾筒、凹板和上蓋組成。凹板和上蓋組合成一個完整的圓筒，把滾筒包圍起來形成密閉的脫粒腔。脫粒時，作物通過喂入裝置由脫粒裝置的一端喂入，隨著滾筒的旋轉，在上蓋螺旋導禾板的作用下，作物在脫粒裝置內作螺旋運動 。秸稈上的谷粒在脫粒部件和凹板的打擊和搓擦作用下，被脫粒并通過凹板孔分離出來，秸稈從滾筒的排雜口排出。影響脫粒效果主要有四元素：一是脫粒部件；二是凹板形式；三是滾筒轉數和脫粒間隙；四是導禾板的螺旋升角。

1.1 脫粒部件

水稻脫粒以“梳刷” 為主，脫粒部件采用弓齒、柵格凹板組合(圖1)；大豆脫粒以“擊打”為主，脫粒部件采用弧形桿齒、柵格凹板組合(圖2)。

1.柵格凹板；2.滾筒；3.弓齒圖1 水稻脫粒部件

1.柵格凹板；2.滾筒；3.弧形桿齒圖2 大豆脫粒部件

1.2 凹板型式

凹板的型式有編織篩式、沖孔式和柵格式三種。沖孔式凹板主要用于玉米和大豆脫粒，柵格式凹板因脫粒和分離能力最強，廣泛應用于水稻、大豆和小麥脫粒，由此可見，水稻和大豆的凹板型式是可以通用的。

1.3 滾筒轉數和脫粒間隙

軸流式脫粒裝置脫粒水稻和大豆，滾筒轉數和脫粒間隙不同。滾筒轉數水稻高于大豆，脫粒間隙水稻小于大豆。根據多年實踐測試，以滾筒直徑為30 cm為例，水稻滾筒轉數650 r·min-1左右，大豆滾筒轉數520 r·min-1左右。水稻脫粒間隙為2 cm左右，大豆脫粒間隙為4 cm左右。

1.4 導禾板的螺旋升角

軸流式脫粒裝置的上蓋均裝有導禾板，使作物沿滾筒做軸向移動。導禾板的數目隨滾筒長度而異，導禾板螺旋升角因作物不同而變化，一般為20°～45°。因水稻比大豆難脫粒，故脫水稻導禾板在同等滾筒長度內比脫大豆要多，螺旋升角要小，使水稻作物比大豆作物在滾筒內滯留的時間稍長。

2 改制方法

2.1 滾筒轉速的改制

原水稻收獲機的滾筒轉速為614 r·min-1，將原滾筒軸端鏈輪由35個齒更換為41個齒。其結構和安裝位置不變，滾筒轉速降為524 r·min-1。

2.2 滾筒結構的改制

原水稻收獲機滾筒上的脫粒部件全部去掉，只保留滾筒幅板并在幅板上焊合大豆脫粒齒桿部件。使其沿滾筒幅板圓周均布并與滾筒軸投影成5°夾角(圖3)，實現弧形棒齒漸次打擊大豆秸稈并推送其向出雜口運動。3個脫粒齒桿部件結構及弧形棒齒布置如圖4所示。

1.齒桿；2.弧形棒齒圖3 脫粒齒桿

1.齒棒；2.滾筒；3.弧形棒齒圖4 弧形棒齒布置圖

2.3 滾筒上蓋板的改制

原水稻收獲機滾筒上蓋板的所有導禾板去掉，只保留上蓋板并在其上均布安裝四道導禾板。導禾板一側沿圓弧焊有連接耳，通過連接耳上的孔和上蓋板固接，固接后導禾板的螺旋升角為35°(圖5)。

2.4 改制后的大豆脫粒裝置各部件位置關系

一要保證柵格凹板內端和弧形棒齒頂端二者之間間隙25～30 cm并且可調；二要保證導禾板內端和弧形棒齒頂端二者之間間隙35 cm；三要在脫粒滾筒喂入端沿圓周焊3個切草刀，以防纏草(圖6)。

3 效益分析

以親身購機農戶為例：購機費6 000元，改制費1 000元。改制后大豆收獲機凈作業15天，平均效率1.5 hm2·天-1，收費1 000元·hm-2，累計收入2.25萬元；油耗200 元·天-1，人工200 元·天-1，累計支出6 000元；當年收回購機費、改制費并盈利近萬元。改制后的大豆收獲機作業質量符合國家標準，達到了“舊機新用”的目的。

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