玉米收獲機械的結(jié)構(gòu)特點與改良方向

文靜

摘 要：玉米作為我國重要的糧食作物，在人民生活和農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域都占據(jù)了重要的作用。近年來，隨著農(nóng)機技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的玉米收獲基本上實現(xiàn)了全程機械化作業(yè)，這在很大程度上提升了勞動生產(chǎn)效率，但我們也應(yīng)認識到，我國的玉米收獲技術(shù)在結(jié)構(gòu)和技術(shù)使用方面還有很大的優(yōu)化空間，通過介紹和分析玉米收獲機械的結(jié)構(gòu)特點，說明了玉米收獲機械的改良方向。

關(guān)鍵詞：玉米；機械收獲；結(jié)構(gòu)；改良

中圖分類號：S23373 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.09.010

玉米的機械化收獲主要是在玉米果穗完全成熟后，利用先進的農(nóng)業(yè)機械技術(shù)，根據(jù)不同的種植特點和農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，完成對玉米果穗收獲，并同時完成剝皮、秸稈放鋪或粉碎等功能的作業(yè)過程。現(xiàn)階段我國的玉米收獲已經(jīng)基本實現(xiàn)了機械化作業(yè)。但由于我國的耕地資源分布廣泛，不同地區(qū)的地形地貌、氣候特點以及種植習慣都有較大差別，因此生產(chǎn)中使用的收獲機械種類繁多、特點各異。相對于農(nóng)業(yè)機械技術(shù)發(fā)達的美國、烏克蘭、俄羅斯等國家而言，我國的玉米收獲機械在技術(shù)層面上還存在著明顯差距，國外的先進機型在我國農(nóng)業(yè)上使用和推廣還存在著明顯的水土不服問題，分析和了解玉米收獲過程中使用的農(nóng)業(yè)機械的結(jié)構(gòu)特點，有利于找準玉米收獲機械的優(yōu)化方向。

1 玉米收獲機械的結(jié)構(gòu)特點

現(xiàn)階段，我國應(yīng)用于玉米機械化收獲的農(nóng)業(yè)機械類型包括了背負式玉米收割機、牽引式玉米收割機、自走式玉米收割機等很多種類，他們分別具有各自的優(yōu)勢以適應(yīng)不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，現(xiàn)將其各自特點介紹如下。

1.1 背負式玉米收割機

背負式玉米收割機多與拖拉機配套使用，玉米收割機的主要結(jié)構(gòu)包括扶禾器、割臺、摘穗輥、升運器、剝皮機以及糧倉，這些結(jié)構(gòu)通過合理的設(shè)計安裝于拖拉機的各個部位，以實現(xiàn)玉米收割的全部功能要求，如圖1所示。背負式玉米收割機主要是利用拖拉機的動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及底盤結(jié)構(gòu)實現(xiàn)玉米收割機各部件的功能。通常情況下背負式玉米收割機所配套的動力在24～48 kW之間，所能完成的收獲行數(shù)為2～3行，一些設(shè)計精細的背負式玉米收割機幾乎能夠完成秸稈切割、摘穗、剝皮、收集等全部工作，且由于收獲的行數(shù)較少，通過一定的調(diào)整，可以適應(yīng)更多的壟距種植要求。因此，背負式玉米收割機不僅適應(yīng)性強，同時生產(chǎn)成本低，且能夠在玉米收割完成后拆卸下來，不耽誤拖拉機的正常使用，有利于生產(chǎn)資源的高效利用，但是背負式玉米收割機也存在著收獲行數(shù)少、生產(chǎn)效率低、農(nóng)機拆裝過程復雜等問題，不適用大規(guī)模生產(chǎn)，僅適用于農(nóng)民自家小規(guī)模收獲使用。

1.2 牽引式玉米收割機

牽引式玉米收割機同樣需要與拖拉機配套使用，能夠在作業(yè)過程中一次性完成玉米摘穗、果穗收集、秸稈粉碎等作業(yè)要求，這種收割機適用于大面積的地塊使用。現(xiàn)階段仍具備較大的社會保有量，牽引式玉米收割機的配套拖拉機動力通常在48～55 kW之間，每行程可收獲2行，工作狀態(tài)穩(wěn)定可靠，工作工程適應(yīng)性強，但是由于牽引機型的結(jié)構(gòu)特點，機械結(jié)構(gòu)復雜，收割機整體長度過長導致轉(zhuǎn)彎半徑過大，且在每次收割前都必須進行預(yù)先的人工開割道作業(yè)，機械技術(shù)相對落后，達不到規(guī)模化生產(chǎn)的高效率要求。

1.3 自走式玉米收割機

自走式玉米聯(lián)合收割機是自帶動力、控制及行駛系統(tǒng)的先進玉米收割機，其玉米收割機的主要功能部件包括了扶禾機構(gòu)、割臺、摘穗機構(gòu)、果穗運輸機構(gòu)、剝皮機構(gòu)、集糧機構(gòu)以及秸稈粉碎機構(gòu)。能夠在作業(yè)中一次性完成玉米的秸稈切斷、摘穗、剝皮、秸稈粉碎還田等農(nóng)藝要求。由于自走式玉米收割機屬于一個高度集成化的整體農(nóng)機（如圖2所示），在其設(shè)計和優(yōu)化的過程中就能夠更加便捷的與液壓技術(shù)、電子控制技術(shù)和故障檢測技術(shù)相結(jié)合，有利于實現(xiàn)玉米收割機械的先進化與自動化。現(xiàn)代化的自走式玉米收割機在完成指定的收割任務(wù)的基礎(chǔ)上，還能很大程度的緩解收割機駕駛員的勞動強度，并降低駕駛難度。自走式玉米收割機的作業(yè)行數(shù)通常在3行以上，以4行機型居多，現(xiàn)階段市場上可見的最多行數(shù)機型為6行，配套動力在588～88 kW之間。現(xiàn)階段的自走式玉米收割機正向著穩(wěn)定性高、效率高、作業(yè)效果好、秸稈優(yōu)質(zhì)處理方向進步，同時先進的液壓技術(shù)和控制技術(shù)的使用也使自走式收割機與智慧農(nóng)業(yè)的要求越來越接近。

1.4 半自動化玉米收割機

半自動化玉米收割機多采用手扶拖拉機或小四輪拖拉機為動力，其功能也能夠完成摘穗、果穗收集以及秸稈處理等流程，主要應(yīng)用于地形復雜的農(nóng)田，例如坡地、山區(qū)或丘陵地帶，采用人力行走配合農(nóng)機前進和作業(yè)的方式，這類機型通常一次作業(yè)只能收獲1行玉米，作業(yè)效率較低。但是對于地形較為惡劣的農(nóng)田，自走式和背負式等效率較高的農(nóng)業(yè)機械因行走困難而無法作業(yè)，為減輕玉米收割過程中的勞動強度，使用以手扶拖拉機為動力的半自動化收割機是最好的選擇。1行的玉米收割機通過人工控制，能夠很好地適應(yīng)地表的坡度與傾斜，不容易出現(xiàn)傾倒和陷車現(xiàn)象，是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)的有力補充。

1.5 穗莖兼收玉米收割機

穗莖兼收玉米收割機就是能夠?qū)⒂衩坠肱c玉米秸稈同時收割的玉米收割機。我國現(xiàn)階段使用的穗莖兼收玉米收割機主要包括了青貯型穗莖兼收玉米收割機、秸稈放鋪型穗莖兼收玉米收割機以及多功能一體化穗莖兼收收割機3大類。青貯型玉米收割機主要是為畜牧業(yè)提供青貯肥料使用的機型；秸稈放鋪型玉米收割機是在收獲玉米的同時能夠?qū)⒂衩捉斩捛袛嗖⒕鶆蜾伔旁诘兀杀阌诨厥战斩挼男聶C型；多功能一體化的穗莖兼收玉米收割機可根據(jù)農(nóng)民需求完成秸稈青貯或是秸稈放鋪的作業(yè)要求，能夠?qū)崿F(xiàn)一機多用的要求。

2 玉米收割機的改良方向

2.1 玉米收割機的一機多用

玉米收獲技術(shù)經(jīng)過長期的發(fā)展，其摘穗、剝皮、秸稈粉碎等功能已經(jīng)較為完善。由于自走式玉米收割機與谷物聯(lián)合收割機的結(jié)構(gòu)和功能較為近似，從節(jié)約生產(chǎn)資源的角度出發(fā)，通過研究割臺的快速更換技術(shù)，達到僅通過更換割臺就能實現(xiàn)玉米收割與谷物收割一機兩用的功能要求，使得自走式的玉米收割機在小麥收割期還能夠完成小麥的收割。能夠降低農(nóng)機的購置成本，優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械資源的利用率。

2.2 研究更科學的摘穗和喂入方式

現(xiàn)階段的摘穗方式采用的多為摘穗輥旋轉(zhuǎn)摘穗，這種方式盡管效率較高，但卻不可避免對果穗的根部產(chǎn)生一定的損傷，同時也消耗了更多的能源。近年來對于非旋轉(zhuǎn)的摘穗方式的研究越來越多，通過由果穗尖部向端部施加力，而達到果穗根部與秸稈的分離，在一定程度避免了摘穗過程的果穗損傷，提高了摘穗的整體質(zhì)量。而對于現(xiàn)階段玉米秸稈的喂入，多采用扶禾器配合喂入鏈的工作形式，盡管這種結(jié)構(gòu)能夠扶起一部分傾倒的秸稈，但是在喂入速度和效率上也受到了一定的制約。若能在扶禾結(jié)構(gòu)前增加引導結(jié)構(gòu)以提升秸稈的喂入效率，不僅能優(yōu)化整機的匹配程度，更因秸稈的良好形態(tài)達到更好的摘穗效果。

2.3 增強不對行收獲的實用性

玉米收獲機因受到各地壟距的差異影響易出現(xiàn)實用性不足的問題，現(xiàn)階段的玉米收獲更是局限于對行收獲之中，若能突破傳統(tǒng)的設(shè)計思維，在真正意義上實現(xiàn)玉米的不對行收獲，將會在很大程度上提升玉米收獲機械的適應(yīng)能力，減少玉米收獲過程中的工作步驟，提升整體的收獲效率。

3 結(jié)語

玉米的機械化收獲能夠有效地提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，有利于優(yōu)化農(nóng)村的勞動力分配。玉米收獲機械的生產(chǎn)企業(yè)和研究部門應(yīng)當對現(xiàn)有的機型做細致的分析與研究，以探索更適合我國農(nóng)業(yè)使用的新型玉米收獲機械。

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