聯合收獲機的結構原理與常見故障維修

楊 勇

(黑龍江省農業機械工程科學研究院，哈爾濱 150081)

0 引言

隨著農業機械化在我國普及，農業機械產品的銷售量和使用量持續增長，農業機械技術和產品性能持續升級，農業生產中使用的功能復合型的大型農機數量明顯增多[1]。聯合收獲機是農業生產中應用廣泛的收獲機產品，常用于收獲玉米、小麥、水稻等大宗糧食作物，部分聯合收獲機還可進行大豆、高粱等作物的高效率收獲。在我國農業耕地政策持續優化的激勵下，農業生產的經營規模持續擴大，耕地連片化、整合化趨勢明顯，承包經營、合作經營的新模式不僅統一了農藝方案和作物品種，同時有利于大型農機的高效率生產，為聯合收獲機的應用創造了有利條件[2]。截至2020年，我國稻麥聯合收割機保有量達160.66萬臺，玉米聯合收割機保有量達58.85萬臺，大豆聯合收獲機保有量增長至2.24萬臺，有效保證了農業生產對糧食高效率收獲的需求[3]。

1 聯合收獲機的應用特征

聯合收獲機是指在傳統單一功能收獲機基礎上整合更多功能的現代化農機產品，聯合收獲機根據收獲作物種類的不同可分為稻麥聯合收獲機、玉米聯合收獲機、大豆聯合收獲機等[4]。稻麥聯合收獲機多具有在田間作業同時完成切割、脫粒、分離、清選等工序；玉米聯合收獲機田間作業能一次性完成摘穗、剝皮、脫粒、秸稈處理等工序；大豆聯合收獲機田間生產能一次性完成喂入、去殼、分離、清選等工序。可見，現階段使用的聯合收獲機在傳統收割作業的基礎上同時完成了收獲后的糧食初加工部分工作，其具有以下技術優勢。1)生產效率高。與傳統單一功能收獲機相比，聯合收獲機有效減少了多種功能設備進地作業次數，一次性作業完成全部工作任務，有效縮短了工作時間。2)技術更為先進。聯合收獲機主要以中大型機型為主，功能豐富的同時，機械化程度、自動化程度更高，能夠更好應用智能控制、傳感器技術改善駕駛條件，并預防故障問題發生。3)糧食損失小。聯合收獲機收獲過程一次性完成，各個功能部件之間形成良好配合關系，糧食的破損、掉落、臟污比例明顯降低，有利于提高糧食收獲量和糧食產出品質[5-6]。

2 聯合收獲機結構原理

2.1 稻麥聯合收獲機

稻麥聯合收獲機屬于技術先進的聯合收獲機種類，在我國農業生產中應用廣泛，適用于水稻、小麥等農作物的收獲。稻麥聯合收獲機的結構如圖1所示，包括撥禾輪、割臺攪龍、切割器、駕駛室、升運器、脫粒裝置、風篩清選裝置等主要功能部件。

1.撥禾輪；2.割臺攪龍；3.切割器；4.駕駛室；5.升運器；6.脫粒裝置；7.風篩清選裝置圖1 稻麥聯合收獲機結構

稻麥聯合收獲機作業時，首先由最前方的撥禾輪將作物植株整體撥送到切割器位置，作物秸稈被切割器割斷并放倒在割臺上，在割臺攪龍螺旋結構的作用下，作物被送入升運器，將作物送入脫粒裝置。在脫粒滾筒旋轉作用下谷粒與秸稈主體分離，體積較小的谷粒和部分穎殼雜穗等雜質由柵格篩孔落下，進入輸送器被送入風篩清選裝置，風篩清選裝置利用篩網振動作用將谷粒與穎殼雜物細化分離，并在風機吹力作用下將穎殼碎稿等雜物吹出，得到含雜率很低的干凈谷粒，清選后的谷物被輸送裝置送至儲糧箱。

2.2 玉米聯合收獲機

由于玉米與水稻和小麥在植株特性上存在明顯差異性，因此，收獲玉米需使用專用設備進行，玉米聯合收獲機的主要工作部件包括分禾器、摘穗裝置、升運器、駕駛室、剝皮裝置、二級升運器、果穗箱、秸稈粉碎裝置等(圖2)。

1.分禾器；2.摘穗裝置；3.升運器；4.駕駛室；5.剝皮裝置；6.二級升運器；7.果穗箱；8.秸稈粉碎裝置圖2 玉米聯合收獲機結構

玉米聯合收獲機作業時，首先由前方的分禾器將秸稈扶正并在撥禾鏈的作用下將玉米秸稈送至摘穗輥，并在摘穗輥的夾持和擠壓作用下將玉米果穗與秸稈分離，完成摘穗工作，摘穗完成后，玉米果穗被升運器輸送進入剝皮裝置，秸稈被下方的粉碎裝置拾取并送入粉碎刀箱粉碎拋灑。進入剝皮裝置的玉米果穗在剝皮輥的摩擦力作用下，果穗苞葉逐漸松散，并被剝皮釘和剝皮輥的表面紋理拉扯掉落，由剝皮輥下方排出，去皮后的玉米果穗進入二級升運器并送入果穗箱儲存。

2.3 大豆聯合收獲機

大豆聯合收獲機與稻麥聯合收獲機結構功能類似，很多地區使用谷物通用聯合收獲機能夠同時完成小麥、水稻、大豆等多種谷物的收獲作業。近年來，隨著我國大豆產業的蓬勃發展，大豆專用聯合收獲機逐漸占據傳統谷物聯合收獲機的市場，為大豆收獲而專門研制的收獲機產品配備有大豆脫粒打擊器、電液仿形技術等，收獲大豆的適用性更好，糧食損失降低。

3 聯合收獲機典型故障維修

3.1 谷物類聯合收獲機故障維修

谷物類聯合收獲包含能夠收獲小麥、水稻、大豆等作物的收獲機械，由于這類作物植株特性近似，收獲機的主體結構、功能也十分相近。

3.1.1 撥禾輪功能異常

主要包括撥禾輪喂入能力不足及撥禾輪喂入過程糧食損失大。導致喂入能力不足的主要原因為撥禾輪轉速過低或撥禾輪的高度調整過低，造成作物秸稈進入割臺效率不足，部分秸稈被向前推倒而無法進入割臺。此時，應適當調大撥禾輪的轉速，使其與收獲機行駛速度相匹配，并根據植株高度調整撥禾輪位置，提高撥禾輪的喂入能力。撥禾輪喂入過程糧食損失大主要是由于撥禾輪轉速過高，導致喂入過程作物植株受到較大沖擊，導致糧食掉落，或撥禾輪的高度調整過高，撥桿沖擊谷穗導致谷粒飛濺，此時應適當降低撥禾輪轉速，并調整撥禾輪的高度到適當位置[3]。

3.1.2 割臺內谷物聚集，無法輸出

導致這一問題的主要原因是攪龍長時間使用產生磨損，無法形成有效的螺旋推動力，因攪龍與外壁間隙過大，糧食在間隙內大量聚集。此外，若攪龍安裝時兩側高度不相同，也會造成攪龍的輸送能力降低，受力不均衡還可能導致攪龍主軸變形，導致機械性損壞。使用過程中應密切關注攪龍葉片的磨損情況，定期調整攪龍與外壁之間的間隙，對于維修和更換的攪龍要合理安裝，確保兩側高度一致。

3.1.3 脫粒功能異常

主要包含以下三方面故障：一是脫粒不凈，主要是由于脫粒滾筒轉速不足或谷物喂入量不合理導致的，首先應保證谷物適當的喂入量，避免喂入過多超過脫粒滾筒工作能力，導致大量谷物未完成脫粒就進入清選裝置；其次要適當調整脫粒滾筒轉速，避免轉速過低達不到應有的脫粒性能。二是脫粒室內聚積大量谷粒，主要是由于糧食輸出能力降低導致的，常見的原因包括螺旋片脫落或磨損、滾筒出口處不光滑造成擁堵，此時應檢查螺旋片狀態，對于脫落的螺旋片及時更換，對磨損的螺旋片及時修復，更換并維修脫粒室出口位置。三是復脫器功能異常，主要是由于復脫器葉片磨損，葉輪或攪龍彎曲變形導致的，此時應更換磨損嚴重的復脫器葉片，并對損壞或變形的葉輪或攪龍進行修復或更換。

3.1.4 風篩裝置功能異常

主要包括兩種故障形式：一是風機運轉不均勻，主要是由于風機葉片變形、風機固定螺栓松動、支架斷裂等原因造成的，此時應修復變形的葉片，緊固松動的螺栓，并更換斷裂的支架。二是振動篩篩選能力不足，導致谷物損失增加，導致這一問題的原因包括篩網選擇不當和風機風力不足，此時應對篩網篩孔進行合理選擇，并適當增加風機風力。

3.2 玉米聯合收獲機故障維修

3.2.1 摘穗過程糧食損失大

導致摘穗過程糧食損失大的原因主要包括以下兩方面：一是分禾器與撥禾鏈的喂入能力不足，導致玉米秸稈被推倒無法進入割臺，此時應調整分禾器之間的間隔，避免間隔不當導致分禾器將秸稈推倒，并適當增加撥禾鏈轉速，提高秸稈喂入能力。二是摘穗輥間隙調整不當，導致摘穗過程玉米果穗尾部產生啃食破壞， 此時應適當降低摘穗輥轉速并根據秸稈直徑尺寸適當調整摘穗輥間隙[8]。

3.2.2 摘穗輥堵塞

導致摘穗輥堵塞的主要原因是秸稈輸出能力不足，這是由于摘穗輥長期使用導致表面磨損，摩擦力不足，無法確保秸稈輸出，應對磨損表面光滑的摘穗輥進行表面處理，提高摩擦力。同時若摘穗輥間隙調整不當，間隙過小也不利于秸稈排出，會造成秸稈堵塞、積聚，影響后喂入的玉米摘穗。此外，若田間雜草過多，也可能導致雜草纏繞在摘穗輥上，此時應安裝切草裝置或防纏繞裝置。

3.2.3 剝皮裝置功能異常

剝皮裝置功能異常主要包括剝皮不凈和籽粒損失大，剝皮不凈是由于剝皮輥轉速不足、剝皮輥磨損、壓送裝置壓力不足、喂入量過大導致的，應根據剝皮裝置的剝皮狀態，對剝皮性能進行適當調整，適當增大剝皮輥的轉速，必要時為剝皮輥增加剝皮凸釘，以增大對果穗苞葉的拉扯能力，提高剝凈率。剝皮過程籽粒損失大主要是由于剝皮能力過強導致的，此時應適當降低剝皮輥轉速，將壓送裝置壓力適當調小，降低剝皮過程造成的摩擦和沖擊，此外，要注意避免收獲時機過晚導致玉米籽粒含水量過低，籽粒松動也會造成糧食損失增加。

4 結語

綜上所述，聯合收獲機作為高效率收獲作業的重要設備，在農業生產中發揮了重要作用，尤其在農業生產逐漸向現代化和合理化發展的趨勢推動下，在農機購置補貼政策的激勵下，聯合收獲機的市場價值和應用價值進一步凸顯，我國農民應重視聯合收獲機技術原理及駕駛技能的學習，做到合理使用與維護聯合收獲機，對聯合收獲機出現的故障問題做到妥善維修，確保收獲作業得以高效率、高質量開展。