谷物联合收获机

第十一章谷物联合收获机第一节联合收获机的特点及分类联合收获机是将收割机和脱粒机用中间输送装置连接成为一体的机构。它能在田间一次完成切割、脱粒、分离和清选等项作业，以直接获得清洁的谷粒，因而生产率很高。在国外许多工业发达的国家，其谷物收获都是用联合收获机完成的。在我国，尽管近年来收获机械发展很快，但由于经济、人口等诸多因素的影响，联合收获机拥有量还比较低。一、联合收获机的特点1．生产率很高以我国成批生产的东风－5自走式谷物联合收获机为例，若配以运粮车，2－4人工作，一天可收获亩产400~600斤的小麦200多亩，相当于四五百个劳动力的手工作业量。而东风－120、E516、JD1075等机的生产率更高。2．谷物损失小一般联合收获机正常工作时的总损失，收小麦时小于2％，收水稻时小于3％。而分段收获因每项作业都有损失，故其损失相对高得多。3．机械化程度高因而大大减轻农民的劳动强度，改善劳动条件，并能做到大面积及时收获，为抢种下茬作物创造条件。但是，联合收获机也存在一定的问题：①机器构造复杂，价格昂贵，作业成本高。目前尚难以综合利用，每年使用时间很短，造成动力积压和保管难以完善等问题。近年来的跨区作业，大大提高了联合收获机的利用率，使这一矛盾得以缓解。②联合收获机只有当谷物达到完熟期时，才能充分发挥其高效作用。而谷物的完熟期一般不到一周时间，而且我国不少地区收获时节正值雨季，这些地区单纯依靠联合收获机来收获要承担一些风险。③从我国目前生产的联合收获机来看，尽管技术水平有了相当的提高，但产品质量上还存在较大问题。加之售后服务，零配件供应等方面也存在比较大的问题，从而使联合收获机的平均时间利用率不高。尤其是在小块地上分散使用，往往难以发挥其功效。二、联合收获机的分类目前世界各国生产的联合收获机型号很多，可以按动力供给的方式和按谷物喂入的方式不同来加以分类。（一）按动力供给方式分类1．牵引式牵引式联合收获机的优点是造价较低，且拖拉机可以全年充分利用。但它工作时由拖拉机牵引，机组较长，机动性较差，不能自行开道。因此，其应用逐渐减少。目前，牵引式联合收获机已很少应用。2．自走式收割、脱谷、集粮、动力、行走等多功能为一体。具有结构紧凑，机动性好，收获时能自行开道和进行选择收割，生产率很高，因而得到广泛的推广普及。目前，世界自走式联合收获机发展很快，以约翰·迪尔公司为例，七八十年代的主打产品为1000系列联合收获机。到现在主打产品已发展到9000系列，其中的9510联合收获机功率为179KW，增加功率可达203KW，并开发了以收获水稻为主的9750－STS水稻联合收获机。但自走式联合收获机的造价高，动力和底盘不能全年利用。3．悬挂式将联合收割机悬挂在拖拉机上，割台位于拖拉机的前方，脱粒机位于拖拉机的后方，中间输送装置在一侧。它具有自走式的优点，且造价较低；但其总体配置受到拖拉机的限制，如驾驶员视野差，中间输送装置长，变速档位不能充分满足收获要求等，而且联合收获机是分部件悬挂在拖拉机上，装卸较费工，整体性较差。这种形式的联合收获机多为中小型，机动性相对较好，适于小地块作业，故有很大的应用市场，尤其在广大的南方地区。4．通用底盘式将联合收获机悬挂在通用底盘上，收获季节过后，拆下联合收获机再装上其它农具，可以充分发挥动力机和底盘的作用。这种形式虽然有一定优点，但由于各种农具要求不同，相互牵制较多，故而设计和拆装要求也比较多。（二）按谷物喂入方式分类1．全喂入式谷物茎秆和穗头全部喂入脱粒装置进行脱粒。按谷物通过滚筒的方向不同，又可分为切流滚筒型和轴流滚筒型两种。联合收获机的传统型式是切流滚筒型，即谷物沿旋转滚筒的前部切线方向喂入，经几分之一秒时间脱粒后，沿滚筒后部切线方向排出。现在大部分联合收获机均采用这种型式。近年来，国内外轴流滚筒式联合收获机也有了较大的发展，即谷物从滚筒轴的一端喂入，沿滚筒的轴向作螺旋状运动，一边脱粒，一边分离。它通过滚筒的时间较长，最后从滚筒轴的另一端排出。这种型式可以省去联合收获机中庞大的逐稿器，缩小了联合收获机的体积并减轻机重，且对大豆、玉米、小麦、水稻等多种作物均有较好的适应性。此外，切、轴流结合型及多滚筒联合收获机在国内外也已成为产品。2．半喂入式用夹持输送装置夹住谷物茎秆，只将穗部喂入滚筒，并沿滚筒轴线方向运动进行脱粒。由于茎秆不进入脱粒器，因而简化了结构，降低了功率消耗，并保持了茎秆的完整性；但对进入脱粒装置前的茎秆整齐度要求较高。这种型式的联合收获机生产率较低，主要用于小型水稻联合收获机。但进入九十年代来，半喂入联合收获机发展很快，尤其是日本久保田等公司的半喂入联合收获机在收获水稻方面呈现出很大的优点，克服了速度慢、效率低、故障多的缺点，而且自动化程度有了很大的提高，近年来在我国南方地区已有了一定的市场。但它的价格比较高。3．割前脱粒是利用谷物在田间站立状态（未割），直接将谷粒从穗头或茎秆上摘脱下来，然后对摘脱下来的混合物（包括籽粒、茎叶、颖壳及部分穗头等）进行复脱、分离和清选，从而获得清洁的谷粒，脱掉谷粒后的茎秆仍直立于田间或割倒铺放在田间。割前脱粒具有半喂入的特点，但比它具有十分显著的优点，只是飞溅损失比较难控制。近年来国内外进行了大量的研究，已取得了突破性进展，目前已有部分产品，但仍需进一步完善。除以上分类外，还可以按下列分类：1．按作物名称分类，如小麦联合收获机、水稻联合收获机、玉米联合收获机等。2．按谷物在机器中流动的方向和割台相对于脱粒机的位置分类，如T型、Г型、］型和直流型联合收获机等。3．按生产功率大小分类，如大型（喂入量5kg/s以上）、中型（3－5kg/s）、小型（3kg/s以下）。4．按行走部件分类，如轮式、半履带式和履带式。世界各国的谷物联合收获机主要用于收获小麦和水稻。我国南方、日本及东南亚各国是世界水稻的集中产地，由于水稻田块较小，而且潮湿带水，针对这些特点设计的水稻联合收获机全是小型的，其行走装置有较好的防陷能力，脱粒装置要适应水稻脱粒的特点等。我国北方和欧美种植小麦较多，地块较大，收获时地面条件较好，所以小麦联合收获机绝大多数是大中型的。由于欧洲和美洲的条件稍有差异，一般说，欧洲的地块较小，湿度较大，作物植株较高，单位面积的产量也较高，且易倒伏，因而欧洲和美洲生产的联合收获机在结构上稍有差别，国外常有欧洲型和美洲型联合收获机之称。第二节联合收获机的一般构造和工作过程一、全喂入式小麦联合收获机用于收获小麦为主的联合收获都是全喂入的，其总体结构差别不大，由割台、倾斜输送器、脱粒机、发动机、底盘、传动系统、液压系统、电器系统、驾驶室、粮箱和草箱等部分组成（图11－1）。其工作过程如下：拨禾轮将作物拨向切割器。切割器将作物割下后，由拨禾轮拨倒在割台上。割台螺旋推运器将割下的作物推集到割台中部，并由螺旋推运器上的伸缩扒指将作物转向送入倾斜输送器，然后由倾斜输送器的输送链耙把作物喂入滚筒进行脱粒。脱粒后的大部分谷粒连同颖壳杂穗和碎稿经凹板的栅格筛孔落到阶状输送器上，而长茎秆和少量夹带的谷粒等被逐稿轮的叶片抛送到逐稿器上。在逐稿器的抖动抛送作用下使谷粒得以分离。谷粒和杂穗短茎稿经逐稿器键面孔落到键底，然后滑到阶状输送器上，连同从凹板落下的谷粒杂穗颖壳等一起，在向后抖动输送的过程中，谷粒与颖壳杂物逐渐分离，由于比重不同，谷粒处于颖壳碎稿的下面。当经过阶状输送器尾部的筛条时，谷粒和颖壳等先从筛条缝中落下，图11-1自走式联合收获机的工作过程1.拨禾轮2.切割器3.割台螺旋推运器和伸缩扒指4.输送链耙5.倾斜输送器(过桥)6.割台升降油缸7.驱动轮8.凹板9.滚筒10.逐稿轮11.阶状输送器(抖动板)12.风扇13.谷粒螺旋和谷粒升运器14.上筛15.杂余螺旋和复脱器16.下筛17.逐稿器18.转向轮19.挡帘20.卸粮管21.发动机22.发动机进入上筛，而短碎茎稿则被筛条托着，进一步被分离。由阶状输送器落到上筛和下筛的过程中，受到风扇的气流吹散作用，轻的颖壳和碎稿被吹出机外，干净的谷粒落入谷粒螺旋，并由谷粒升运器送入卸粮管（大型机器则进入粮箱）。未脱净的杂余、断穗通过下筛后部的筛孔落入杂余螺旋，并经复脱器二次脱粒后再抛送回到阶状输送器上再次清选（有些机器上没有复脱器，则由杂余升运器将杂余送回脱粒器二次脱粒），长茎稿则由逐稿器抛送到草箱（或直接抛撒在地面上）。当草箱内的茎稿集聚到一定重量后，草箱自动打开，茎稿即成堆放在地上。与上述结构不同，图11－2所示的为全喂入轴流滚筒型联合收获机。其脱粒滚筒纵向配置，谷物由轴流滚筒的一端喂入随滚筒的旋转而作螺旋状推进运动，脱下的谷粒经凹板筛并由螺旋输送到清粮装置，茎杆则由滚筒的另一端排出，并由分撒器布在田间。这种型式的联合收获机上取消了庞大的分离装置——逐稿器，因而相应地减小了整机的尺寸。与传统型联合收获机相比较，轴流式有以下优点：1．在不增加机器体积的情况下能较大幅度地增加生产率。根据原万国公司的资料统计，轴流式联合收获机的效率比同样尺寸的传统式联合收获机约高20％。2．脱净率高。用轴流式脱粒装置脱小麦比传统型脱粒装置增加4－7%。3．破碎率低。因此，轴流式联合收获机对收获大豆和种籽作物则更有意义。二、全喂入式稻麦联合收获机为了提高联合收获机的利用率，在设计时就考虑到稻麦通用的问题。但是，水稻和小麦的收获要求不同，主要是脱粒特性上的差别。小麦粒比较坚硬，而包裹的颖壳较松，用揉搓和打击的方法容易脱出。稻粒的外壳包裹较紧，但外壳比较脆弱，容易破碎而成米粒，影响贮存；且籽粒通过小的穗轴与茎秆相连，其连接力较强，因此用梳刷和打击的方法脱粒为宜。故现在用于收获小麦的脱粒装置绝大多数采用纹杆滚筒，而用于收获水稻的脱粒图11-2轴流滚筒式联合收获机1.拨禾轮2.割台螺旋推运器3.输送链耙4.轴流滚筒5.凹板筛6.逐稿轮7.分撒器8.杂余螺旋9.下筛10.上筛11.谷粒螺旋12.风扇13.输送螺旋装置多采用弓齿滚筒或钉齿滚筒。其次，稻谷表面粗糙带茸毛、潮湿，经滚筒脱粒后混有许多稻草毛（细碎茎叶），其分离和清选要比小麦困难得多。此外，水稻田比麦田潮湿，行走装置要求的接地压力要小得多。现有的稻麦联合收获机有三种情况：1．装有纹杆滚筒的麦类联合收获机，改装后用于收获水稻。国内外生产的许多麦类联合收获机在出厂时就带有水稻收获部件，即钉齿滚筒和履带行走装置等。需要收获水稻时，将纹杆滚筒卸下，换上钉齿滚筒，并对各部件作适当调整即可。如果稻田太潮湿，可将驱动轮胎换用半履带或全履带装置。2．装有钉齿滚筒的麦类联合收获机用于收获水稻。该类型的收获机只要加以适当调整即可用于收获水稻。如国内生产的具有双滚筒脱粒装置的联合收获机，其第一滚筒是钉齿式，第二滚筒是纹杆式。收获小麦时以纹杆滚筒为主，把钉齿滚筒间隙放大，使其只起喂入和辅助脱粒作用；收水稻时，以钉齿滚筒为主，把纹杆滚筒间隙放大，使其只起辅助脱粒作用。3．装有钉齿式轴流滚筒的全喂入联合收获机可以兼收小麦和水稻。它的工作过程与切轴型联合收获机稍有不同，图11－3所示全喂入稻麦联合收获机的工作过程。首先作物被拨禾轮拨向切割器进行切割，割下的作物被拨禾轮拨倒在割台上，割台螺旋将割下的作物向左侧推送到输送槽入口处，由伸缩扒指将它转向送入输送槽，再由槽内的输送链耙将它作较长距离的输送而喂入轴流滚筒的左端。然后作物沿滚筒外壳内面的导向板作轴向螺旋运动。在此过程中，作物受到滚筒钉齿的多次打击和梳刷作用而脱粒。脱下的谷粒在离心力和重力的作用下从凹板筛孔分离出来，并经筛子和风扇气流的作用，将轻杂物吹出机外，而干净的谷粒则落入谷粒螺旋。该螺旋把谷粒送到扬谷器，然后装入麻袋；长茎秆则沿滚筒轴向运动至右端，在离心力和排稿轮的作用下被抛出机外。三、半喂入式水稻联合收获机图11-3全喂入稻麦联合收获机1.拨禾轮2.切割器3.割台螺旋4.操纵台5.输送槽6.拖拉机7.卸粮口8.风扇9.滚筒10.筛子11.谷粒螺旋和扬谷器半喂入联合收获机的特点是有较长的夹持输送链和夹持脱粒链。脱粒时，只将作物穗部送入滚筒，因而保持了茎秆的完整性。因为茎秆不进入滚筒，机器上的分离装置可