如何改進玉米收獲機

湖北文理學院機械與汽車工程學院 李梅

玉米是世界上分布最廣的作物之一，從北緯58度到南緯35-40度的地區均有大量栽培。中國玉米種植面積有3億畝左右，約分布在24個省、市、自治區。從栽培面積和總產量看，我國玉米僅次于小麥和水稻，居第三位，近年來玉米生產發展很快。為了盡快提高農業生產效率，自從改革開放以來，我國農業機械化在飛速發展，取得了顯著的成效。玉米收獲一直是我國機械化收獲的難題。隨著農業種植結構模式調整和2005年中央“一號文件”的出臺，農民農業生產積極性提高，我國農機事業也出現了前所未有的生機，在“十一五”發展規劃中已經將玉米收獲機械化作為了我國農業機械化發展的主攻方向和重點發展對象。在小麥生產基本實現機械化、水稻生產機械化已走上快車道的今天，玉米收獲機械化尚處在發展的起步階段。其相對滯后的主要原因是，玉米聯合收獲機械的研制和玉米種植的農藝技術尚未達到機藝有機結合的成熟階段。近10年來，隨著我國農機化事業的發展，玉米收獲機經歷了從小型到大中型，從單行到多行的不同研制過程。由于采取邊實驗邊研究邊改進的辦法，使玉米收獲機的研制推廣工作得到了長足發展。

我國目前開發研制的玉米聯合收獲機大體可分為四種類型：背負式機型、自走式機型、玉米割臺、牽引式機型，這四種機型各有優缺點。其中只有自走式機型是自帶動力的玉米聯合收獲機，此類機型國內目前有三行和四行的，其特點是工作效率高，作業效果好，使用和保養方便，但其用途專一。而背負式和牽引式玉米聯合收獲機均是由拖拉機提供動力，其生產效率相對較低。玉米割臺使用與麥稻聯合收獲機配套作業，這類機型一般沒有果穗收集功能，將果穗鋪放在地面。綜合這幾種機型的特點，本文針對在效率相對較高的自走式機型的基礎上提幾點改進意見。

自走式玉米聯合收獲機一般機型結構大致分為以下幾部分：摘穗臺、前升運器、駕駛臺、操縱系統、駕駛室、行走底盤、發動機、剝皮機構、后升運器、果穗箱、秸稈還田（回收）裝置、液壓系統、電器系統、外圍等，國內目前比較先進的是3行、4行機型。近年來，由于我國畜牧業的迅速發展，對玉米的需求量也大幅度提高，僅靠人工收種玉米已經遠遠落后于生產力發展的需求。玉米收獲機最初是從國外引進，很快我國就研制出自己的玉米收獲機，并且通過反復試驗不斷改進，目前已經在國內擁有多種機型的玉米收獲機，這些機型主要是根據不同地區不同的玉米種植板塊結構而設計的。就目前擁有的機型來講，自走式機型應是較為先進的，但其仍然存在很大的需要改進的空間。

玉米收獲包括摘穗和秸稈處理兩項工作。秸稈處理主要是通過機械化方式直接將秸稈割斷切碎拋灑田表，再通過翻耕將其埋入土中，使之腐爛分解，做到秸稈還田。而通過幾年的試驗，還田的秸稈不僅沒起到增收的作用反而還起了副作用，使得麥田出現出苗率低、苗黃、苗弱，甚至死苗現象。經過反復試驗和分析，出現這種現象的主要原因有以下兩點：一是有的秸稈切得過長，不利于翻耕，較難腐爛分解。二是秸稈還田后可能導致土壤空隙過大，進而跑風，使土壤與種子不能緊密接觸，小麥扎根不牢，影響種子發芽生長。因此有些農民采取焚燒秸稈的辦法讓秸稈還田，但這種方法卻又造成了較大的空氣污染，嚴重的還給高速公路帶來交通事故。鑒于此應重點開發穗莖兼收型玉米聯合收獲機，穗莖兼收型玉米聯合收獲機能一次完成玉米果穗、莖稈的收獲。隨著我國農業結構的調整，畜牧業得到了較大的發展。秸稈作為飼料喂養牲畜是秸稈過腹還田的自然途徑，也是秸稈飼料價值和肥料價值的重要體現。

若要求玉米收獲機在收獲的過程中做到穗莖兼收，很顯然對于具有粉碎秸稈功能的自走式玉米收獲機要作如下改進：增加秸稈收集裝置。我國生產的玉米聯合收獲機按收獲工藝可分為兩種：摘穗→升運器輸送果穗→剝皮→果穗收集→莖稈粉碎還田；摘穗→升運器輸送果穗→果穗收集→莖稈粉碎還田。針對這種機型，直接在莖稈粉碎裝置后面下置一個收集裝置，莖稈通過拉莖輥拉送，經滾刀切碎并由拋送器拋送到莖稈收集箱。收集箱旁可安裝一個裝載深度控制儀，以免裝載過量堵塞莖稈切碎刀具的運動。在收獲作業時，玉米果穗通過摘穗裝置摘下，然后經過攪龍橫向輸送到升運器，由升運器輸送到剝皮裝置，剝皮后的果穗直接進入果穗收集箱。在收獲果穗過程中需要進行改進的設備主要是摘穗機構和剝皮機構。摘穗機構的抓手間距要設置成可調性的，根據玉米行距不同可隨時調整。抓手使用的力度設置范圍要適度，以免在摘穗過程中使果穗受到擠壓而損壞。玉米在收獲的過程中，由于含有大量的水分，需要及時剝掉苞葉晾曬，如果苞葉去除不及時，就會使玉米果穗腐爛霉變，直接影響到玉米的產量和質量，而且手工對玉米剝皮費工、費力、效率低，因此機械剝皮是提高玉米收獲效率的必經之路。我國傳統使用的玉米收獲機的剝皮裝置基本結構是采用一支螺旋齒輥和一個橡膠螺旋剝皮輥配對使用，兩對輥形成一個槽形，在剝皮輥的上方配有二組壓制器，多年的實踐證明，這種輥型剝皮裝置的剝凈率最高不超過85%，且籽粒破碎率也偏高。為了提高剝凈率降低籽粒破碎率，可以在剝皮輥的凹陷部分設置剛性抓釘，由剝皮抓釘首先將果穗的苞葉撕開，相對旋轉的兩對輥將苞葉撕開輾住，靠兩輥的旋轉力拉開苞葉，使之與果穗分離達到剝皮的目的，這樣既提高了果穗剝凈率又降低了籽粒破碎率。

總之，作為農業機械重點發展對象的玉米聯合收獲機越來越受到人們的重視和青睞，通過我們眾多科研工作者的反復試驗和不懈努力，玉米收獲機正逐步得到改進，其工作效率及收獲質量日益提高，相信不久將來，我國玉米收獲機制造技術將走在世界前列。

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