全喂入聯合收割機應用技術研究

唐萬勝

（廣西防城港市港口區企沙鎮農業農村服務中心，廣西 防城港 538002）

0 引言

在農業日常生產過程中，收獲環節作為最終環節，收獲效率和糧食產量有直接聯系，一旦該環節出現問題，會嚴重影響到糧食產量。但由于我國地理位置較為特殊，農作物收獲季節大多分為兩季，很多農作物收獲時間間隔較短，在無形中增加了農業收獲任務，而且，因為農作物可收獲時間較短，在收獲中很容易受到各種自然災害影響，如大風、大雨、霜凍等，所以對農作物收獲效率提出了更高要求。近年來，隨著農業生產不斷發展，聯合收割機逐漸在農業收獲環節普及，其主要作用是將谷物保存、切割、脫粒工作相互結合，能有效減少農作物收獲時間，提高農業勞動生產效率[1]。

根據專業人員的調查，我國在收獲中使用機械的比例為40%，和發達國家相比，一直處于較低水平，例如美國的機械收獲比例為95%。另外，我國所使用的聯合收割機動力來源是內燃機，動力來源過于單一，需要使用各種機械傳動方法，給整個農作物收割效率帶來了嚴重影響，對駕駛員專業素養也提出了更高要求，駕駛員必須結合稻田實際情況來設置聯合收割機的收獲參數，這些都需要駕駛員憑借自身經驗來進行，不利于聯合收割機的大規模推廣。基于此，本文將工控機作為聯合收割機控制系統的主控制器，結合模塊化設計思維，將CAN 總線和RS485 總線相結合來建立健全的通信網絡，對聯合收割機的每個運動環節采用電機進行直接驅動。通過檢測聯合收割機的行走速度和喂入量來合理控制運動部件的轉速，從而降低收割中的谷物損失率，有效提升谷物收割效率。

1 全喂入式聯合收割機結構和功能分析

全喂入式聯合收割機主要包括駕駛室、谷倉、割臺、脫粒裝置、行走機構等部件。駕駛員利用手柄來控制聯合收割機的履帶式行走機構；割臺模塊主要將農作物莖稈切斷后，將其運輸到脫粒模塊進行脫粒；脫粒后谷物顆粒會被輸送到谷倉進行儲存，再將谷殼、碎稿等拋到聯合收割機外；當谷倉裝滿后，可采用卸糧管和提升裝置，將谷倉中的農作物運輸到卸糧車，從而完成整個農作物收獲過程。

1.1 割臺

割臺由絞龍、割刀、傳送鏈、撥禾輪等機構組成，撥禾輪將農作物莖稈扶正，有利于割刀切斷農作物；割刀通過往復運動將農作物切斷；絞龍將切斷的農作物集中起來，運輸到傳送鏈位置，再經過傳送鏈運送到脫粒模塊。目前，割刀通常呈現出條狀，在條狀邊緣位置有很多大小相同的齒，當齒觸碰到擋板時，會切斷農作物的莖稈，將其送到割臺底板，在割刀動力輸入軸的傳動鏈中有機械裝置，會自動將割刀的旋轉運動轉變為往復運動，控制割刀切斷農作物莖稈；撥禾輪為籠型，在籠型周圍長桿上有很多齒桿，當撥禾輪運行，齒桿在觸碰到谷穗時會扶正農作物，有利于割刀進行切割，再利用齒桿將農作物傳輸到割臺底部進行存儲。撥禾輪針對倒伏作物具有顯著作用，當作物處于倒伏狀態，農作物莖稈和割刀之間無法保證平面垂直，割刀無法將農作物莖稈全部切斷，而撥禾輪齒桿會將倒伏的農作物扶正，保證莖稈和割臺平面為垂直狀態，便于割刀將農作物莖稈切斷。絞龍為圓筒狀，四周設置有兩個旋轉方向完全不同的螺旋擋板，當絞龍啟動時，兩個螺旋擋板會將切斷的農作物從割臺運輸到傳送鏈；傳送鏈結構和普通傳送帶基本相同，區別在于不利用摩擦力來傳輸農作物，是通過旋轉機構上的各種橫向擋板將農作物傳輸到脫粒環節。

1.2 脫粒模塊

谷物在主滾筒和凹板處進行農作物莖稈分離，在脫粒工作完成后，很多谷物顆粒、谷殼經過格柵孔隙掉落在振動篩上，只有少量未脫離莖稈的谷粒被傳輸到逐稿器中，經過逐稿器的拋灑和振動工序，這些谷粒會落在振動板上。經過上述兩個環節的處理工作，能將谷物和莖稈、谷粒和谷殼進行完全分離，所有農作物莖稈將被逐稿器運輸到破碎器中，莖稈在破碎處理后會被灑在農田中，而其他部件被運輸到振動板。在振動板環節，由于谷物碎稿、顆粒、谷殼重量存在嚴重差異，在次級風扇和主風扇氣流作用下，能將碎稿、谷殼全部排出；在聯合收割機外，剩下的谷物顆粒落下振動板，被送到谷倉中進行儲存，少量未脫離谷殼的谷物顆粒被放在脫粒裝置中進行二次脫粒[2]。

1.3 谷倉模塊

谷倉模塊主要包括卸糧裝置、進糧裝置、存儲室等，其中，進糧裝置主要利用垂直交流將脫粒后的谷粒通過螺旋運輸器運輸到儲存室中進行儲存，駕駛員在儲存室頂部設置觀察窗，能根據觀察窗觀察實際情況來計算存儲室中谷物的具體高度；卸糧裝置需要使用輸送絞龍、橫絞龍、垂直絞龍，一旦存儲室被填滿，橫絞龍會將存儲室中的谷物運輸到垂直絞龍位置，谷物經過垂直絞龍到達卸糧絞龍位置，最后利用卸糧絞龍將谷物運輸到卸糧車上，從而實現基礎卸糧操作。

1.4 行走執行機構

聯合收割機的行走執行機構主要分為履帶式和輪式兩種，其中，輪式行走機構憑借自身速度快的特征，被廣泛應用在大型聯合收割機中；履帶式行走機構具有轉彎半徑小、靈活性高等優勢，通常適用于中小型聯合收割機。同時，行走模塊中有方向盤和推桿兩個部件，首先控制駕駛室的推桿和方向盤，以此控制收割機的旋轉速度和直線速度；再通過控制推桿和方向盤，來調整液壓閥開關，從而保證兩驅動輪轉速能適應聯合收割機旋轉速度和直線速度變化情況[3]。

2 全喂入聯合收割機收割作業時的安全操作規程

1）在啟動全喂入聯合收割機前，要全面檢查收割機各項參數，確保參數符合行業標準，如油水是否出現泄露問題、冷卻水數量是否足量、油箱中柴油是否充足等，且在插入鑰匙前要確定操作手桿處于安全擋位或空擋。

2）當收割機在工作過程中遇到嚴重異常問題時，工作人員要及時關閉發動機，再將各種操作手桿回歸到安全擋位或空檔。

3）在清理割刀上的雜物時，要佩戴厚手套，避免被割刀割傷。

4）在觀察艙和清掃口中有高速旋轉的設備，在工作中禁止將其打開，避免帶來嚴重的人員傷亡。

5）當鏈條罩殼中各種皮帶處于高速旋轉時，注意不能將手伸入其中。

6）糧箱中有各種旋轉設備，在工作中禁止將任何身體部位放在糧箱中，如果必須進入糧箱，要提前關閉發動機，保證所有工作環節都停止運轉才能進行后期操作。

7）在收割作業過程中，割臺很容易出現堵塞問題，但值得注意的是，在清理割臺堵塞時要提前關閉發動機。

8）在作業中，收割機排雜物出口和排草口禁止站任何工作人員，避免雜物飛濺，給工作人員的身體帶來不同程度的損傷。

9）工作時除了輔助卸糧人員外，其他無關人員禁止靠近運行的收割機。

10）收割機在田間移動時，為避免機身出現嚴重傾斜問題，給工作人員帶來危險，在經過高度超過10 cm 的田埂時，要使用跳板；當經過高度低于10 cm 田埂時，要使用低速在田埂中行駛。

11）收割機夜間移動時，要提前打開前照明燈；夜間工作時，要打開作業燈和前后照明燈。

3 全喂入聯合收割機作業中常見故障及排除方法

3.1 割臺頭部損耗較多

割臺頭部損耗的主要原因是撥禾器高度不足，或者撥禾器扶禾爪角度過大等，工作人員只要將撥禾器高度控制在合理位置，就能降低撥禾器的角度。應合理調整撥禾器高度，避免出現安全事故。

3.2 割刀不收割農作物

在收割作業過程中，作業速度過高、收割驅動皮帶打滑、割刀不鋒利等因素，都會導致收割機在作業中出現不收割農作物的問題。針對該種情況，工作人員要結合田間和農作物實際情況，合理控制作業速度，定期檢查收割驅動皮帶，更換全新的割刀，將傳送環節的異物清理干凈，就能完全排除故障問題[4]。

3.3 割臺絞龍堵塞

當工作人員檢查并確定絞龍傳動皮帶松緊程度適中、絞龍間隙正常的情況下，割臺絞龍仍然存在堵塞問題時，可能主要是喂入量過高、作物太矮、輸送槽入口堆積谷物過多等因素誘發的。針對該情況，工作人員要及時清理輸送槽，合理控制收割幅度和速度，就能解決故障問題[5]。

3.4 脫粒室有異響，脫粒工況不良

當發動機出現各種問題時，如作業速度過快、收割農作物水分過多、轉速過慢等，都會導致脫粒情況出現異常，給整個脫粒工作效率帶來不同程度的影響。因此，工作人員要提升發動機轉速，根據農田實際情況和農作物種類來選擇對應的作業速度，等到農作物完全干燥后才能進行收割工作[6]。

3.5 二次絞龍輸送堵塞

目前，產生二次絞龍輸送堵塞問題的原因趨于多樣化，主要分為機械原因和農作物原因。如農作物由于復雜氣候影響，出現過于潮濕的情況；莊稼中有大量雜草，導致莊稼倒伏問題嚴重等都是產生農作物故障的重要因素。針對該種情況，解決方法非常簡單，即暫時不收割雜草過多、倒伏嚴重的莊稼，必要時可控制車輛行駛速度，低速均勻收割，將喂入深度控制在合理范圍。而誘發上述故障的機械原因主要包括收割完成后未清倉、發動機油門過小導致轉速過低、絞龍連接位置刮板磨損嚴重等。工作人員在排除該故障時，可將風門調整到合適的數值，來提高清選風力；更換絞龍連接位置的刮板；在每次收割工作完成后，及時打開清掃口，將絞龍清理干凈[7]。

3.6 液壓系統故障

近年來，造成收割機液壓系統故障的主要原因包括液壓系統過熱、穩定性不足、液壓油滲漏等。其中，系統液壓油泄露可能是液壓系統中管口連接錯誤、使用的液壓油和機器實際要求存在差異性、液壓密封件磨損嚴重等因素造成的，所以工作人員在日常維護聯合收割機時，要做好連接環節的緊固工作，保證液壓油的密封性；液壓系統過熱的原因一般是液壓系統長時間工作，導致系統溫度過高，處于長期無法散熱的狀態，給液壓系統使用壽命帶來嚴重影響，因此，工作人員要定期檢查液壓系統使用時間，實時關注儀表盤上溫度表顯示的溫度值，一旦發現其數值超過標準值，要及時采取合理的解決措施，將基本數值控制在合理范圍內；液壓系統穩定性故障是液壓油中混入了空氣所產生的，會導致液壓動力系統失去作用，油路堵塞造成油路不暢，工作人員在日常維護聯合收割機時，要全面檢查液壓系統的密封性，確保液壓系統能穩定運行[8-10]。

4 小結

綜上所述，全喂入聯合收割機是現代化農業生產中重要的工具，大規模使用聯合收割機不僅能減輕農民的作業負擔，還能提高農業生產效率。但值得注意的是，在每次農業收割前，要全方位檢查收割機設備的實際情況，發現其中存在的問題，針對問題提出解決方法，來提升收割機的日常作業效率。在收割機工作完成后，要對各環節的設備進行定期保養，進一步延長收割機使用年限，為其下次作業打下堅實的基礎。