水稻收獲清選裝置的結構特點及優化方向

彭君峰 韓喜君

摘 要：聯合收割機是水稻收獲的主力機型，而清選裝置是保證水稻籽粒收獲品質的關鍵結構，能夠有效控制水稻收獲過程的含雜程度。通過介紹清選裝置的結構和工作原理，說明了清選裝置功能的優化方向，希望能夠為我國水稻收獲質量的提升提供幫助。

關鍵詞：水稻；收獲機；清選裝置；結構；優化

中圖分類號：S225 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.04.005

清選裝置是水稻聯合收割機的重要組成部分，清選裝置的工作能力是聯合收割機作業性能的重要指標。對于水稻的清選是通過氣流、振動篩以及水稻自重共同完成的，通常情況下對于水稻收獲的清選標準含雜率不高于1.2%，含雜率越低收獲質量越高。但由于現階段的清選技術限制，過于嚴格的清選也會造成糧食損失率的增加，因此，通過科學的方式提高清選裝置的性能，并按照規范要求進行使用和調整，以解決現階段的清選作業損失率和含雜率偏高的問題，在水稻機械化收割研究過程中應當給予足夠的重視。

1 清選原理及結構特點

現階段的清選工作都是通過風篩式清選裝置進行的，普通的無風式篩選，水稻谷粒由于含雜較多的影響，難以直接通過篩孔被篩選出來。且過多的雜余還容易堵塞篩孔，若配合風機的作用，可將質量較輕的秸稈、雜草、葉片等細碎吹離篩面，以便于清選工作的進行。

清選裝置主要由清選風機和振動篩兩部分組成。當風機工作時，空氣由進風口被高速旋轉的葉輪吸入，并在葉片的推力作用下做圓周運動。由于離心力的作用，當空氣到達出風口時，會以一定的速度被排出，排出空氣后，葉輪中心處會再次形成一定的真空度，將空氣吸入，保證風機的連續不間斷工作。現階段對于清選風機的技術研究主要在于外殼形式以及葉輪形式的設計，希望提供更適合的風選效果。

振動篩是清選工作的重要部件，振動篩的工作特性直接影響了清選的效率，振動篩主要以簡諧運動為主，待清選物料包括水稻料籽粒、莖稈、碎葉等，通過使物料在篩面上做往返運動、拋擲運動使物料與篩子之間實現透篩和分層。振動篩所使用的篩網主要有三種形式，分別為編制篩、魚鱗篩、沖孔篩。編制篩是由不銹鋼的金屬絲編織而成，由于其與空氣氣流的阻力很小且結構簡單，能夠承擔大面積的清選工作，具有很高的效率。但由于編織篩的自由度從兩側向中間逐漸加大、變形度大，容易對水稻籽粒造成一定的磨損，且使用壽命不長。魚鱗篩主要由魚鱗篩片和篩孔部分組成。篩孔的大小可以根據實際作業的需求進行調節，在工作過程中不容易出現堵塞問題，其工作效率很高，適應能力強。但魚鱗篩的結構比較復雜，生產制造成本較高。沖孔篩是采用沖壓的方式制造的篩板，可根據不同的作業要求選擇沖孔的形式，具有易于制造、不易變形的優點。但由于沖孔面積所占比例較小，導致工作表面積較小，清選效率較低。

2 清選裝置的應用及優化方向

我國對于農業機械產品的作業效果具有相關的標準要求，現階段使用的農業機械也基本能夠滿足相關條件，而對于水稻收獲過程的清選裝置，仍有較大的優化與提升空間，主要表現在以下幾個方面。

（1） 提升離心風機送風的均勻程度和可變性。送風的均勻程度主要是降低風力沿出風口向外側逐漸減弱的問題。風力的不均勻影響了清選工作的作業效果，容易出現部分區域糧食損失率過大，同時邊緣區域清選效果不佳的問題，考慮引進更為先進的風機技術，形成更為合理的送風形式是風機未來發展的一個主要研究方向。而送風能力的可變性主要是指在工作的過程中能夠簡單快捷的實現對風速的調節，以適應不同的水稻清選作業特點，優化作業的合理性。

（2） 提升清選過程的智能化控制程度。現階段的機械式清選由于沒有傳感器等相關檢測裝置，在糧食損失和含雜率控制方面只能憑借經驗進行，缺乏科學依托，也增加了作業過程的繁瑣程度。為了提高清選過程對不同水稻狀態、含水率和脫出物的相關要求，在振動篩尾部安裝具有清選損失監測功能的傳感器，實時獲取清選損失大小的相關數據，并通過自動調節振動篩篩片開度、進風口大小、風機轉速、振動頻率、調風板位置等參數，達到更合理的清選效果以及更高的清選效率。

（3） 提升供料的科學程度，避免超負荷供料的產生。超負荷供料是引起清選裝置失效或堵塞的主要原因，當水稻的產量過高或生長過密，聯合收割機整體處于超負荷運轉時，應通過相關裝置提醒駕駛人員降低作業速度，并對已經收獲的作物進行合理處理，避免在清選時出現水稻谷粒及雜余大量進入清選裝置，造成清選困難以及糧食浪費。

經質量監督部門的抽樣檢查，現階段我國使用的清選設備總體合格率僅在60%左右，其問題不僅出現在清選效果方面，很多機械還存在著安全防護裝置不規范、整體制造和裝配質量不合格、產品振動及噪音大、可靠性較低等問題。這也是我國自主農機生產方式較為粗放所導致的，農機研究人員應以現階段我國清選設備的實際情況為基礎，努力改善機械結構并優化作業質量，實現清選設備作業質量的全面提高。