双滚筒联合收割机杂余处理方案探讨

胡必友 庞 靖

双滚筒联合收割机具有脱粒能力强、分离效果好、作业效率高等优点，对茎秆含水率大、籽粒难脱的水稻也能充分完成脱粒作业，因此，近两年在东北和南方稻作区已逐渐成为水稻机械化收获的主力机型，产销量稳步上升，且发展出切横流、切纵流、双横轴流等多种机型。

相较于传统的单滚筒收割机，作物在双滚筒联合收割机内的脱粒、分离时间长，虽然脱粒充分，但也产生了一些问题。主要是茎秆在脱粒滚筒内受到长时间打击而破碎，短茎秆和碎叶等轻杂余大量穿过凹板，增加了清选负荷；同时，部分短茎秆和轻杂余未能随气流排出机体，而是由杂余搅龙收集后再次进入脱粒清选室，造成脱粒清选负荷的进一步加大。由于存在这些不利因素，在部分双滚筒机型作业时，出现了损失量增大的现象，经综合分析认为主要是由于杂余处理方案不合理造成的。现就双滚筒联合收割机脱粒清选室的作业流程进行分析，对4种杂余处理方案（见图 1）进行对比，探讨各方案的优劣。

图1 杂余处理方案及流程

1 作业流程分析

第一脱粒滚筒是割台收割的物料进入收割机脱粒清选室后遇到的第一个工作部件，在这里物料受滚筒的揉搓打击而脱粒，在与凹板的碰触过程中，籽粒穿过凹板而分离。根据机型和收获物料特性的不同，第一滚筒能完成95%～98%的脱粒和94%～97%的分离任务。现有的双滚筒机型，如第一滚筒是切流滚筒，则能完成90%～96%的脱粒、分离任务；如第一滚筒是横轴流滚筒且长度较长，则脱粒与分离效果能高达95%以上。

第二滚筒的作用是对第一滚筒的排出物进行复脱、复分离，延长了脱粒、分离时间。相较于单滚筒机型，双滚筒机型的第二滚筒增强了对难脱物料的适应性，满足了高产、大喂入量的要求。相较于第一滚筒，第二滚筒由于滚筒直径小，线速度又稍高于第一滚筒，如两滚筒型式和长度相同，则物料在第二滚筒的停留时间少于在第一滚筒的停留时间，因此第二滚筒的分离面积和能力远小于第一滚筒；同时，第二滚筒可使物料进一步破碎。当收获含水率高的物料时，从茎秆破裂处渗出的水分附着在茎秆上，增强了籽粒的附着力，使其分离难度提高，因此，在收获潮湿物料时应避免增加第二滚筒的分离负荷。

清选筛主要承担将穿过凹板的脱出物中的籽粒清选出来的任务，此外，还要承担杂余搅龙收集物料的再次清选任务，因此清选筛的作业能力应该满足两种不同来源负荷之和的要求。

杂余搅龙位于清选筛的后下方，主要任务是将未透筛也未被吹出收割机外的断穗、籽粒、短茎秆、轻杂余等杂余收集起来，以供再次脱粒、分离、清选，是为提高作业质量、减少作业损失而设的辅助部件。在双滚筒机型中，由于脱粒充分，正常作业时此处收集的物料已无断穗和未脱穗头。市场现售的机型，个别还设有复脱器，但由于已无断穗和穗头，因此该部件只能起到辅助提升作用。

2 方案介绍

方案1：将杂余搅龙收集的裹挟了部分籽粒的短茎秆和轻杂余送入到复脱器中，经再次打击后直接送到清选筛面清选。

方案2：将裹挟了部分籽粒的短茎秆和轻杂余直接送到清选筛面清选。

方案3：将裹挟了部分籽粒的短茎秆和轻杂余送入到第一滚筒的出口段或第二滚筒的入口段，和由第一滚筒排出的茎秆和少部分籽粒混合后再经过第二滚筒脱粒、分离、清选。

方案4：裹挟了部分籽粒的短茎秆和轻杂余全部被输送至第一脱粒滚筒的入口段，和经由倾斜输送器的喂入物料混杂后再次经过第一滚筒和第二滚筒脱粒、分离、清选。

3 方案对比

方案1增加了复脱器。如流程分析中介绍的，复脱器对于双滚筒机型是不必要的配置，相较于方案 2又增加了一个部件，因此不是最优方案。

方案2使杂余不再经过复脱，直接通过提升搅龙喷洒到筛面进行二次清选。

上述两个方案，将杂余搅龙的排出物直接输送至清选筛面，减少了籽粒与茎秆混合的机会，能够解决脱粒滚筒夹带损失问题，是杂余处理的一种可行方案。但由于在筛面上喷洒不均匀，很容易造成筛面负荷一侧多另一侧少的现象，导致筛面损失加大。

方案3将杂余与第一滚筒排出物混合，显著提高了进入第二滚筒中的籽粒总量，且由于第一滚筒过来的脱出物经过滚筒打击揉搓后，茎秆棉软易缠绞在一起，提高了分离难度，反而造成夹带损失加大。现已采用该方案的机型夹带损失大，也印证了以上分析。此种方案不可取。

方案4中，杂余搅龙收集的杂余直接进第一脱粒滚筒的入口段，由于此时的作物蓬松，再加上第一脱粒滚筒分离能力强，能保证籽粒经充分分离从而减少夹带损失，采用该方案的机型作业效果非常好也证明了这一点。同时，该方案中籽粒经脱粒滚筒分散落入筛面时比方案 2均匀，不会增加筛面损失。此方案有三个优点：一是清洁度好；二是夹带损失很低；三是筛面损失低。因而是杂余处理的最优方案。

4 讨论

收割机的脱粒滚筒脱粒分离能力与喂入量有关，正常工作时喂入量有一定的限值，低于限值脱粒，分离效果良好；超过限值脱粒，分离效果明显变差，甚至造成滚筒堵塞。双滚筒收割机的第二滚筒限于结构和作业对象的特性，分离能力较弱，因此，喂入第二滚筒的物料中所含籽粒的比率须远小于第一滚筒，以免由于分离不充分产生夹带损失。相比于单滚筒机型，由于双滚筒机型的喂入量增大，对清选能力的要求增加，因此，双滚筒机型的清选筛应重新设计，提高其籽粒透筛率，并且合理设置风量、挡草板高度等参数以减少短茎秆和轻杂余进入杂余搅龙的机率，减少杂余总量，最终实现降低总体损失。