淺議玉米收獲機(jī)的果穗箱結(jié)構(gòu)

周浩

河北中農(nóng)博遠(yuǎn)農(nóng)業(yè)裝備有限公司 052160

玉米是我國三大糧食作物之一，種植面積占全國糧食總面積的25%（約2450萬公頃）。在小麥種植、收獲基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的今天，玉米收獲已成為農(nóng)村勞動(dòng)環(huán)境最惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度最大，占用時(shí)間最長的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之一，玉米機(jī)收水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平。近幾年，隨著國家對(duì)玉米收獲機(jī)的大力扶持與推廣，我國玉米收獲機(jī)械化水平有了顯著提高，各種型號(hào)、結(jié)構(gòu)的玉米收獲機(jī)層出不窮，玉米收獲機(jī)的發(fā)展迎來了一個(gè)快速進(jìn)步的時(shí)代。

簡單來說，一般玉米收獲機(jī)主要由割臺(tái)、底盤、升運(yùn)器、動(dòng)力系統(tǒng)、操控系統(tǒng)和儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)等幾大部分組成。而所謂的儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，即平常所說的升運(yùn)器和果穗箱。在這里，主要討論目前各種結(jié)構(gòu)的果穗箱的特點(diǎn)，以及其對(duì)底盤車架部分的影響。

結(jié)合目前市場(chǎng)上的主流機(jī)型來說，果穗箱主要由后翻轉(zhuǎn)型和側(cè)翻轉(zhuǎn)型兩種結(jié)構(gòu)。根據(jù)機(jī)型本身結(jié)構(gòu)和農(nóng)民用戶的實(shí)際需求，兩種結(jié)構(gòu)的果穗箱可以說是各有優(yōu)缺點(diǎn)。

首先說后翻結(jié)構(gòu)的果穗箱。其實(shí)，國內(nèi)最早的三行玉米收獲機(jī)，其果穗箱就是后翻型結(jié)構(gòu)（如圖1）。后翻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，第一左右對(duì)稱，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)具短小通過性好，適應(yīng)小地塊作業(yè)。第二箱體容量大，利用率高。第三箱體翻轉(zhuǎn)時(shí)車架的受力性比較好，應(yīng)力變形幾乎沒有。另外，由于油缸上支點(diǎn)與箱體的重心靠近，箱體翻轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)油缸力量的要求很小，這樣油缸就可以做的比較小，成本上具有一定的優(yōu)勢(shì)。

圖1

圖2

但是其最大的一個(gè)問題，就在于卸糧方面。同樣由于支點(diǎn)的原因，箱體翻轉(zhuǎn)到卸糧角度后，其最低點(diǎn)的位置就比較低，只有1.2米左右，而大部分的運(yùn)糧車車斗高度都在1米以上，這就給卸糧造成了很大麻煩，果穗無法一次性的倒入車斗，需要人工輔助，既增加了危險(xiǎn)性又降低了效率。

針對(duì)這些問題，后翻倉進(jìn)行了第一次改進(jìn)。主要變化是將箱體的翻轉(zhuǎn)支點(diǎn)以及油缸全部放到了箱體的后部（如圖2）。這種結(jié)構(gòu)有效的提高了果穗箱的卸糧高度，使之達(dá)到了1.8米，可以滿足絕大部分運(yùn)糧車的卸糧高度要求。不足之處在于，由于回轉(zhuǎn)半徑的增大，果穗箱必須縮小、后移，這就使車架必須加長，直接結(jié)果就是玉米機(jī)整機(jī)長度增加了，降低了行走靈活性，果穗箱的利用率也不高。另外，支點(diǎn)位于后部，翻轉(zhuǎn)時(shí)箱體連帶果穗的重量，會(huì)全部作用于后壁部分，所以設(shè)計(jì)上，后壁部分就需要很高的強(qiáng)度支撐，材料用量相應(yīng)的也增加了。再者，由于重力臂的變長，需要更大的力量來翻轉(zhuǎn)箱體，油缸就必須加粗，這都造成了成本的增加。

在一段時(shí)間之后，為了降低成本，減小制作難度，再次進(jìn)行了改進(jìn)。這次改變充分借鑒了側(cè)翻倉的一些結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，箱體支臂放置到了箱體兩側(cè)偏后的位置，通過一個(gè)橫貫箱體后壁的通軸作為支點(diǎn)，既保證了卸糧高度，又簡化了后壁部分的制作工藝（如圖3）。箱體整體采用框架式結(jié)構(gòu)，框架焊好之后，直接鋪焊面板。消除了原來大塊面板直接焊接時(shí)搬動(dòng)翻轉(zhuǎn)不便的問題，直接提高了箱體的加工制作的效率。容積大小上，也恢復(fù)了最初時(shí)的大小，另外，卸糧高度也保持在了1.7米，收獲效率間接得到了提高。至此，后翻倉的結(jié)構(gòu)算是最終定型，此種結(jié)構(gòu)一直沿用至現(xiàn)在，中間不再有過任何變動(dòng)，可以說是滿足了制作工藝和用戶需求兩方面的要求。

圖3

下面討論的是側(cè)翻倉的一些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。側(cè)翻結(jié)構(gòu)的果穗箱其實(shí)在玉米機(jī)上的應(yīng)用更為廣泛。現(xiàn)今國內(nèi)大部分玉米機(jī)的果穗箱結(jié)構(gòu)都是側(cè)翻式的，側(cè)翻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在，第一，箱體大小不受限，回轉(zhuǎn)半徑不受限，在允許范圍內(nèi)，箱體可以盡可能的往大處做。第二，卸糧高度很高，將近2米，往運(yùn)糧車上卸糧非常方便，效率更高。第三，箱體翻轉(zhuǎn)角度小，最多90度，油缸不會(huì)產(chǎn)生死點(diǎn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上較為簡單。

就近來說，改做側(cè)翻倉的最初目的，是為了滿足隴作地區(qū)玉米收獲的需求。隴作玉米種植地區(qū)，由于壟溝的存在，運(yùn)糧車難以順利的停到玉米機(jī)后面，不能滿足快速卸糧的要求，所以強(qiáng)烈要求設(shè)計(jì)側(cè)翻結(jié)構(gòu)機(jī)型。為此，側(cè)翻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開始快速實(shí)施。最初的設(shè)計(jì)中，由于車架兩縱梁間距較小，為保證車架整體強(qiáng)度，避免單側(cè)機(jī)架縱梁過度受力扭傷，將箱體支架與加強(qiáng)梁分別布置于兩根縱梁上，油缸置于支架與箱體之間。這樣，果穗箱整體結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，但所占用的空間也很大，車很相應(yīng)的加長了很多，犧牲了整車的機(jī)動(dòng)靈活性。

圖4

圖5

之后，隨著車架部分的改進(jìn)加強(qiáng)，側(cè)翻倉具備了再次改進(jìn)優(yōu)化的條件。這次主要減少了空間的占用，通過把油缸與支架置于統(tǒng)一平面，在保證可靠支撐翻轉(zhuǎn)的前提下，在小范圍內(nèi)合理布置支撐零部件。如此，節(jié)省出了原來油缸位置的空間，可以轉(zhuǎn)化為車架整體長度的縮短，進(jìn)而就是整機(jī)長度的縮減。這對(duì)于國內(nèi)目前大部地區(qū)的小地塊作業(yè)有很大的幫助。

總的來說，側(cè)翻結(jié)構(gòu)的果穗箱在提升整機(jī)作業(yè)效率方面有很大的優(yōu)勢(shì)，而這又是廣大用戶選擇機(jī)型時(shí)較為看重的一個(gè)方面。而后翻結(jié)構(gòu)箱體受限于空間大小以及卸糧的便利性，難以長期應(yīng)用，因此，后翻倉可以算是一個(gè)過渡，在土地集中種植作業(yè)后，后翻倉最終將被側(cè)翻倉所取代。

[1]宋芳，王曾輝.玉米收獲機(jī)秸稈切碎刀的試驗(yàn)研究[J].河北農(nóng)機(jī)，2010（6）.

[2]王進(jìn)朝,陳思剛,袁求真,李旭華.4LH-2型花生聯(lián)合收獲機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].河北農(nóng)機(jī)，2011（6）.