青貯飼料收獲機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢分析

王濤

摘 要：隨著社會的發(fā)展進(jìn)步，畜牧業(yè)的自動化裝備逐漸增多，青貯飼料收獲機(jī)的應(yīng)用顯著提高了青貯飼料的利用率，并同時提高了勞動生產(chǎn)效率。針對現(xiàn)階段青貯飼料收獲機(jī)的應(yīng)用情況和技術(shù)特點，總結(jié)了青貯飼料收獲機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)與原理，并分析了青貯飼料收獲機(jī)技術(shù)研發(fā)的未來趨勢。

關(guān)鍵詞：青貯飼料;收獲機(jī);現(xiàn)狀;技術(shù)特點;發(fā)展趨勢

中圖分類號：S817.11 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.08.013

青貯飼料收獲機(jī)械近年來得到了較快的發(fā)展，通過機(jī)械實現(xiàn)對農(nóng)作物切碎、擠壓和揉搓，并集中處理，顯著減少了青貯飼料前期收獲和加工的工作量，且青貯飼料的品質(zhì)也得到了快速提升。就現(xiàn)階段青貯飼料收獲機(jī)的應(yīng)用情況來看，很多關(guān)鍵技術(shù)都得到了較大突破，自主生產(chǎn)的整機(jī)品質(zhì)基本得到了保證，但相對于發(fā)達(dá)國家而言，無論是技術(shù)成熟度還是機(jī)具的普及程度，都還存在明顯不足，需要農(nóng)機(jī)研發(fā)和推廣人員繼續(xù)探索和努力，以利于我國青貯飼料行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 青貯飼料收獲機(jī)技術(shù)特點

現(xiàn)階段，我國使用的青貯飼料收獲機(jī)主要以懸掛式和自走式機(jī)型為主，為保證收獲效率以中大型機(jī)械居多，青貯飼料收獲機(jī)在作業(yè)中可實現(xiàn)收獲、粉碎、拋送、集糧等功能，如圖1所示。例如，可以對玉米果實和秸稈等部分實現(xiàn)一次性收獲處理，具有較高的作業(yè)效率，且先進(jìn)的青貯飼料收獲機(jī)作業(yè)質(zhì)量高、適應(yīng)性好、糧食損失少，很適合我國青貯飼料收獲的需要。現(xiàn)階段的青貯飼料收獲多采用對行收獲的形式進(jìn)行，收獲的糧食作物以玉米、高粱為主，由于不同地區(qū)的農(nóng)藝技術(shù)不同，農(nóng)作物種植密度和行距存在較大差異，因此各地區(qū)使用的青貯飼料收獲機(jī)種類和技術(shù)性能也存在一定差別。

青貯飼料收獲機(jī)作業(yè)對于農(nóng)時的要求較高，及時收獲有利于獲得最佳的農(nóng)作物養(yǎng)分和含水率，有利于后期的發(fā)酵處理，因此，青貯飼料收獲機(jī)的作業(yè)時期與農(nóng)作物狀態(tài)直接相關(guān)，需要使用者密切注意農(nóng)田的生長情況，合理選擇恰當(dāng)時機(jī)進(jìn)行作業(yè)。

2 青貯飼料收獲機(jī)研究現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的青貯飼料收獲主要依靠人力作業(yè)與機(jī)械配合進(jìn)行，即通過機(jī)械或人力將玉米或高粱割倒后，集中收集進(jìn)行粉碎，再進(jìn)行發(fā)酵貯存。而隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的普及，我國的大型農(nóng)場、牧區(qū)逐漸引進(jìn)了青貯飼料收獲機(jī)械，最初的青貯飼料收獲機(jī)多以進(jìn)口機(jī)型為主，例如德國的C1200、C2200、C3000等機(jī)型，我國自主研發(fā)的機(jī)具多參照國外成熟機(jī)具的結(jié)構(gòu)和原理。

早期使用的青貯飼料收獲機(jī)多以小型機(jī)具為主，采用與拖拉機(jī)懸掛作業(yè)的形式進(jìn)行，在生產(chǎn)效率和作業(yè)質(zhì)量上與國外技術(shù)存在較大差距，對農(nóng)作物的切碎質(zhì)量通常達(dá)不到實際需求，造成青貯飼料收獲機(jī)的購置多以國外機(jī)型為主。很長一段時間內(nèi)，我國的青貯飼料收獲機(jī)多以小批量生產(chǎn)的形式銷售，且存在較多弊端，例如無法自行開道、小田塊作業(yè)效率低、浪費嚴(yán)重等。隨著市場對青貯飼料的需求量增加，很多農(nóng)機(jī)廠商意識到了青貯飼料收獲機(jī)未來的市場價值，開始著手研究自走式青貯飼料收獲機(jī)，現(xiàn)階段應(yīng)生產(chǎn)較多相對成熟的自走式青貯飼料收獲機(jī)，例如4PQ-100型、4QB-60型等。

現(xiàn)階段市場上應(yīng)用較多的青貯飼料收獲機(jī)按結(jié)構(gòu)形式可分為兩大類：即割臺臥式收獲機(jī)和割臺立式收獲機(jī)，割臺臥式收獲機(jī)是傳統(tǒng)的收獲形式，具有適用范圍廣、技術(shù)成熟的特點，但其在作業(yè)中易產(chǎn)生較大浪費;割臺立式收獲機(jī)屬于新型機(jī)具，與臥式割臺的區(qū)別是采用了滾筒式的立式割臺，其結(jié)構(gòu)與農(nóng)作物生長狀態(tài)相適應(yīng)，能有效減少作業(yè)過程中的糧食浪費問題。

3 青貯飼料收獲機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)與原理

青貯飼料收獲機(jī)的主要工作部件包括喂入裝置、切碎裝置、拋送裝置和籽粒破碎裝置，能實現(xiàn)對多種不同農(nóng)作物的青貯飼料收獲工作。

3.1 喂入裝置

喂入裝置的作用是可靠的引導(dǎo)并將秸稈喂入收獲機(jī)中，現(xiàn)階段對于玉米和高粱的喂入裝置多采用四輥壓縮式喂入結(jié)構(gòu)，通過喂入輥的相對旋轉(zhuǎn)根據(jù)不同的作物特點，現(xiàn)階段市場上常用的喂入輥包括了刀齒輥、溝齒輥、星齒輥和光輥四大類，實際生產(chǎn)中的喂入裝置會選擇其中2～3類組合進(jìn)行喂入工作，如圖2所示。其中刀齒輥的喂入能力最強(qiáng)，其次是溝齒輥和星齒輥，光輥喂入能力較弱，通常只作為下喂入輥，而刀齒輥、溝齒輥、星齒輥多作為上喂入輥使用，由于部分機(jī)型需強(qiáng)化喂入能力，也可將溝齒輥、星齒輥設(shè)計為下喂入輥。四輥喂入結(jié)構(gòu)設(shè)計有兩個主要的喂入齒輥，即為上喂入輥，為保證良好的喂入質(zhì)量，必須使喂入齒輥的間隙可調(diào)，以適應(yīng)不同品種作物的特點。

3.2 切碎裝置

切碎裝置是決定青貯飼料品質(zhì)的重要裝置，切碎裝置通常采用圓盤刀盤切割或滾刀式切割。由于滾刀式切割器存在能耗高、沖擊力大的缺點，現(xiàn)階段使用量逐漸減少。而圓盤刀盤切割的形式則應(yīng)用逐漸增多。圓盤刀切割器上安裝有切刀及刀架，切刀刀片采用螺栓安裝，當(dāng)破損時能夠及時便捷的更換，切刀刀片的形狀多為梯形，要求刀片具有較高的耐磨性，且刀刃的磨角合理，通常磨角在18°～25°之間為宜。切碎裝置在設(shè)計時結(jié)構(gòu)比較緊湊，工作中的轉(zhuǎn)速通常在800～1200 r·min-1，由于采用了固定式結(jié)構(gòu)，切割過程中的振動較少，有利于收獲農(nóng)作物的良好切碎品質(zhì)，且粉碎的程度更為均勻。

3.3 拋送裝置

拋送裝置主要是將切碎裝置切割后的飼料進(jìn)行輸送的裝置，能夠?qū)⑶兴榈那o稈等輸送至籽粒破碎裝置中。其關(guān)鍵部件是拋送葉片，拋送葉片是飼料拋送的動力源，拋送葉片位于切碎器刀架的一側(cè)。每個切碎刀架上均安裝有一個拋送葉片，其作用類似于葉輪，通常情況下，應(yīng)將拋送葉片設(shè)計的直徑盡量大些，以保證切碎的秸稈和果穗能順利被拋出。在將碎段拋離葉板時，碎段速度應(yīng)大于氣流的速度，同時切碎裝置的切割能力與拋送裝置的拋送能力應(yīng)匹配，以保證資源的最佳化利用并避免因作物過長時間停留在切碎裝置中導(dǎo)致粉碎過渡問題出現(xiàn)。

3.4 籽粒破碎裝置

籽粒破碎是新型青貯飼料收獲的重要工序，籽粒破碎裝置主要包括殼體、刀盤、破碎輥軸、搖桿、帶輪、夾持結(jié)構(gòu)等部件。工作中，通過發(fā)動機(jī)提供的動力，皮帶輪帶動破碎輥軸上的多組刀盤實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，對物料進(jìn)行揉搓、剪切和破碎，同時在高速旋轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生向上的拋送力，將物料破碎后送至拋料筒，并沿拋料筒內(nèi)壁拋出，由集料車收集并運輸。

4 青貯飼料收獲機(jī)的技術(shù)發(fā)展趨勢

（1）強(qiáng)化機(jī)具的適應(yīng)能力。針對于現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植的農(nóng)藝技術(shù)存在較大差異，很多技術(shù)先進(jìn)的青貯飼料收獲機(jī)盡管性能優(yōu)越，但受限于農(nóng)藝技術(shù)的影響，在很多地區(qū)作業(yè)時難以發(fā)揮自身優(yōu)勢，反而因適應(yīng)性不強(qiáng)導(dǎo)致出現(xiàn)糧食浪費、效率低下等問題。因此，應(yīng)重點針對割臺的適應(yīng)能力強(qiáng)化設(shè)計，使割臺在行距適應(yīng)方面得到增強(qiáng)，同時設(shè)計更合理的仿形機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)不同農(nóng)田的地形需求。

（2）提高機(jī)具的自動化程度。從青貯飼料收獲機(jī)的結(jié)構(gòu)上來說，現(xiàn)階段的機(jī)具仍然存在體型龐大、結(jié)構(gòu)臃腫的問題，應(yīng)積極加強(qiáng)機(jī)電液一體化技術(shù)的應(yīng)用，利用電子技術(shù)實現(xiàn)更多的自動控制功能，例如行距自動調(diào)節(jié)、自動對行、切碎量與拋送量的自動匹配等。

（3）向綠色農(nóng)業(yè)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方向發(fā)展。節(jié)能減排是所有農(nóng)機(jī)裝備優(yōu)化的重要方向，首先，機(jī)具整體向大型化和高速化發(fā)展，有利于提高工作效率，同時減少資源消耗;其次，向?qū)挿l(fā)展有利于提高單個機(jī)具的作業(yè)能力，進(jìn)而減少單位面積的作業(yè)量;最后，將定位技術(shù)、地理信息技術(shù)和遙感技術(shù)與收獲機(jī)進(jìn)行融合，有利于提高作業(yè)的精確度和科學(xué)性，減少糧食和資源的浪費。

（4）加強(qiáng)機(jī)具故障預(yù)警技術(shù)的研究。針對于大型青貯飼料收獲機(jī)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，駕駛員很難及時發(fā)現(xiàn)細(xì)節(jié)處的故障或零部件損壞，因此，針對易損件和重要部位應(yīng)重視故障檢測技術(shù)的應(yīng)用，例如對零件溫度、振動、噪音的檢測，對可能存在的故障做到技術(shù)預(yù)警。

5 結(jié)語

針對現(xiàn)階段青貯飼料收獲機(jī)的應(yīng)用特點，相關(guān)技術(shù)的研究應(yīng)以我國實際國情為依據(jù)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重視對青貯飼料收獲機(jī)相關(guān)機(jī)型的研發(fā)，并強(qiáng)化喂入、切碎、籽粒處理等技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)，使我國的青貯飼料收獲機(jī)技術(shù)早日趕上先進(jìn)水平，并使相關(guān)機(jī)型得到更廣泛的普及。

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