纵轴流联合收割机的关键技术及特点

薛臻 周学剑

[摘 要] 联合收割机对于减轻农民劳动强度、提高生产率、降低农业生产成本、争取农时和促进农业丰产丰收都有重要的作用。世界各国都在投入大量的人力物力，持续攻克联合收割机的关键技术。

[关键词] 联合收割机 技术 特点

[中图分类号] S225 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2014）04-0217-02

联合收割机是一种集收割、脱粒、分离清选、集粮等功能为一体的复式作业机械，它对于减轻农民劳动强度、提高生产率、降低农业生产成本、争取农时和促进农业丰产丰收都有重要的作用。欧美从20、30年代起就开始研制和使用联合收割机，日本和我国60年代左右才起步。目前，世界各国都在投入大量的人力物力，持续攻克联合收割机的关键技术，总体来说，全喂入联合收割机从传统的横切流向纵轴流以及切纵轴流方向发展。

一、国外纵轴流联合收割机的技术特点

目前，欧美联合收获机广泛采用机电液一体化、自动化、智能化等新技术，在保证良好性能的前提下，向高效、大型、大马力、宽割幅、大喂入量方向发展（割幅已超过10m，发动机功率已超过500马力），形成了传统型（多脱粒滚筒+键式逐稿器）、单纵轴流型（多脱粒滚筒+单纵轴流分离滚筒）和双纵轴流型（多脱粒滚筒+双纵轴流分离滚筒）三类主流机型，并以德国CLASS公司，美国JD公司和CASE公司，意大利NEW HOLLAND为代表的谷物联合收获机主流技术方向。如图1、2、3所示：

图1 传统型

图2 单纵轴流型 图3 双纵轴流型

这类机型中的纵轴流滚筒的主要功能是取代键式逐稿器，承担籽粒、茎秆的分离功能，又具有一定的脱粒能力，其分离能力强，对谷粒损伤小，尤其对难脱和易破碎的多种作物有较好的适应性。但这类机型整机体积庞大、结构复杂，大多为轮式驱动，接地压力大，水稻收获适应性不强，尤其在收获我国的高产水稻时没能表现出优良的性能，并且不能广泛适应我国田间道路、田块、农艺方式以及经济承受能力，难以大量引用。

今年来，日本久保田在传统横轴流联合收割机的基础上，开发了一款简易式单纵轴流全喂入履带式联合收割机，该收割机工作时，物料经输送槽输送至纵轴流滚筒前部，由前端的螺旋喂入头强制喂入至脱粒室进行脱离分离，结构简单，功耗小，脱粒行程较长，能实现小麦、水稻、油菜的多功能收获，作业效果不错，国内众多企业纷纷效仿。但该机型最大的缺陷是作物潮湿或喂入量较大时交接口容易堵塞，收割效率不高，喂入量不超过2.5公斤/秒。

二、国内纵轴流联合收割机的技术特点

多年来，国内生产的全喂入联合收割机基本上都采用横向布置的轴流滚筒脱粒分离装置，这种布置方式结构紧凑，在喂入量较小时作业性能较好。但由于脱粒滚筒横向布置，受到空间位置的限制，脱粒滚筒不能太长，因此，这类收割机普遍存在以下问题：一是由于脱粒滚筒较短，脱粒和分离能力受到限制，在喂入量稍大时夹带损失会增大；二是对潮湿作物和一些难脱作物适应性较差；三是清选筛面上物料分布不均匀，在喂入量较大时清选效果较差。横向轴流式联合收获机由于结构上的原因，其发展空间受到一定的限制，市场占有率也在逐年萎缩。

近几年，国内全喂入收割机的技术有了较大的发展，湖州星光推出了横向双轴流式联合收割机（如图），浙江艾格莱等众多厂家吸收消化久保田技术，推出纵向单轴流联合收割机，这两种机型比传统的单横轴流滚筒机型在收割效率和性能指标等方面均有较大的进步，但收割效率没有显著的提升，尤其是收获高产水稻时提升不明显。

江苏锋陵在2010年推出了一款切纵轴流式全喂入履带联合收割机，该机结构简单，物料喂入顺畅，收获效率高，水稻作业可达10-12亩/小时，小麦14-16亩/小时。

三、锋陵切纵轴流联合收割机的技术特点

锋陵切纵轴流联合收割机采用了履带式行走底盘，更适合南方深泥脚和小田块的高产水稻的收获。脱粒分离装置采用一个横向切流脱粒分离装置与一个纵向轴流脱粒分离装置有机结合，并呈T型对称分布；该装置在横、纵交接处采用无堵塞物料交接口，使得物料喂入顺畅、不易堵塞，收割效率高，脱粒分离行程长，动作柔和，籽粒清洁度高、损失低、破碎损伤小。横向切流滚筒和纵向轴流滚筒均为杆齿式脱粒元件，转速可调，横向切流滚筒的脱粒间隙可调，不仅可以用来收获水稻，也能广泛适应小麦、油菜以及不同品种的作业要求。其清选装置在风筛式双层振动筛的基础上，加装了二次杂余清选筛，该清选筛位于上层振动筛二次杂余搅龙出口处，主要功能是对二次杂余进行均布和筛分，清选效果优良该机采用横向切流滚筒+纵向轴流滚筒的脱粒分离方式，结构简单，物料喂入顺畅，收获效率高，水稻作业可达10-12亩/小时，小麦14-16亩/小时，整机重量不超过2900Kg。

主要技术特点：

1.采用杆齿式T型切流与纵轴流组合式脱粒分离等技术，物料喂入顺畅、收获效率高、性能指标好

T型切流与纵轴流脱粒分离装置结构示意图如图5所示，前端采用杆齿式切流滚筒，该切流滚筒在较低转速下工作，脱粒作用柔和，可以将易脱的籽粒先脱下来，以减少籽粒破损率，并在切流滚筒凹板上得到有效分离。另外，物料经切流滚筒杆齿击打梳理后，变短变少，后经切流滚筒和纵轴流前端螺旋喂入头的强制喂入作用下，通过如图6所示的无堵塞喂入交接口，很顺畅地进入纵轴流脱粒分离滚筒室进行复脱与分离，从而减轻纵轴流分离滚筒的负荷，减小籽粒的夹带和未脱净总损失。切流滚筒和纵轴流滚筒的转速可根据不同作物品种进行调节，横向切流滚筒的脱粒间隙可调，纵轴流滚筒顶盖的导向板也可根据收获需要进行调节，以控制物料在脱粒室的脱粒行程以及脱粒时间，从而泛适应小麦、水稻、油菜以及不同品种的作业要求，降低不必要的功耗，提高了作业效率。在整个脱粒分离的作业流程中，切流脱粒滚筒和纵轴流脱粒分离滚筒是一个有机的整体，相互牵制，互配合。

切流滚筒与纵轴流滚筒的脱粒元件均为杆齿式，重量轻，成本低吗，制造、装配、更换简单便捷，同时又能实现小麦、水稻、油菜的多功能收获，并且性能指标良好。

图5 T型切流与纵轴流脱粒分离装置交接口示意图

图6 T型切流与纵轴流脱粒分离装置交接口示意图

2.带有二次杂余清选筛的高效清选振动技术

清选装置是联合收割机的重要组成部分，它直接影响到整机的工作性能。清选性能中的清选损失率、籽粒含杂率是衡量联合收割机产品质量的重要指标。潮湿物料的大喂入量清选是联合收割机向高速、高效发展的瓶颈。针对T型切流与纵轴流脱粒分离装置脱出混合物的特点及其分布规律，设计了一种带二次杂余清选筛的风筛式清选装置，其结构如图7所示。最上部的是钢丝编织网或冲孔网，用来清选二次杂余以及从纵轴流脱粒分离滚筒下来的物料，以减轻中间清选筛的负荷。中筛采用抖动输送板、鱼鳞筛以及尾筛分段组合结构，主要用来清选从切流滚筒下来的物料，同时二次辅助清选上筛下来的物料。下部网筛筛采用钢丝编织网或冲孔网，并配置了籽粒倒流板，对物料进行第三次清选。该振动清选筛清选面积大，物料分布均匀，料层薄，负荷小，效率高；有效行程长，清选次数多，籽粒损失小、清洁度高。

图7 带有二次杂余清选筛的高效清选振动筛

锋陵切纵流全喂入履带式联合收割机是一款该机结构新颖、操作方便、工作可靠、作业性能好、作业效率高的机型，该产品2010年通过了中国机械工业联合会主持的科技成果鉴定，鉴定委员会一致认为，切流与纵轴流组合式T型脱粒分离技术、无堵塞交接口和二次杂余清选筛等具有独创性，已达到国际领先水平；整机总体技术达到国际先进水平。

该机型的广泛推广将会为解决我国收割机高端产品不足，低端产品过剩的结构性矛盾，为迅速提升我国稻麦联合收割机在国际市场上的地位和竞争能力作于应有的贡献，对提高农村生产力水平，加快农村劳动力转移，促进农民致富，解决好“三农”问题，具有非常重要的现实意义。