如何改进玉米收获机

湖北文理学院机械与汽车工程学院 李梅

玉米是世界上分布最广的作物之一，从北纬58度到南纬35-40度的地区均有大量栽培。中国玉米种植面积有3亿亩左右，约分布在24个省、市、自治区。从栽培面积和总产量看，我国玉米仅次于小麦和水稻，居第三位，近年来玉米生产发展很快。为了尽快提高农业生产效率，自从改革开放以来，我国农业机械化在飞速发展，取得了显著的成效。玉米收获一直是我国机械化收获的难题。随着农业种植结构模式调整和2005年中央“一号文件”的出台，农民农业生产积极性提高，我国农机事业也出现了前所未有的生机，在“十一五”发展规划中已经将玉米收获机械化作为了我国农业机械化发展的主攻方向和重点发展对象。在小麦生产基本实现机械化、水稻生产机械化已走上快车道的今天，玉米收获机械化尚处在发展的起步阶段。其相对滞后的主要原因是，玉米联合收获机械的研制和玉米种植的农艺技术尚未达到机艺有机结合的成熟阶段。近10年来，随着我国农机化事业的发展，玉米收获机经历了从小型到大中型，从单行到多行的不同研制过程。由于采取边实验边研究边改进的办法，使玉米收获机的研制推广工作得到了长足发展。

我国目前开发研制的玉米联合收获机大体可分为四种类型：背负式机型、自走式机型、玉米割台、牵引式机型，这四种机型各有优缺点。其中只有自走式机型是自带动力的玉米联合收获机，此类机型国内目前有三行和四行的，其特点是工作效率高，作业效果好，使用和保养方便，但其用途专一。而背负式和牵引式玉米联合收获机均是由拖拉机提供动力，其生产效率相对较低。玉米割台使用与麦稻联合收获机配套作业，这类机型一般没有果穗收集功能，将果穗铺放在地面。综合这几种机型的特点，本文针对在效率相对较高的自走式机型的基础上提几点改进意见。

自走式玉米联合收获机一般机型结构大致分为以下几部分：摘穗台、前升运器、驾驶台、操纵系统、驾驶室、行走底盘、发动机、剥皮机构、后升运器、果穗箱、秸秆还田（回收）装置、液压系统、电器系统、外围等，国内目前比较先进的是3行、4行机型。近年来，由于我国畜牧业的迅速发展，对玉米的需求量也大幅度提高，仅靠人工收种玉米已经远远落后于生产力发展的需求。玉米收获机最初是从国外引进，很快我国就研制出自己的玉米收获机，并且通过反复试验不断改进，目前已经在国内拥有多种机型的玉米收获机，这些机型主要是根据不同地区不同的玉米种植板块结构而设计的。就目前拥有的机型来讲，自走式机型应是较为先进的，但其仍然存在很大的需要改进的空间。

玉米收获包括摘穗和秸秆处理两项工作。秸秆处理主要是通过机械化方式直接将秸秆割断切碎抛洒田表，再通过翻耕将其埋入土中，使之腐烂分解，做到秸秆还田。而通过几年的试验，还田的秸秆不仅没起到增收的作用反而还起了副作用，使得麦田出现出苗率低、苗黄、苗弱，甚至死苗现象。经过反复试验和分析，出现这种现象的主要原因有以下两点：一是有的秸秆切得过长，不利于翻耕，较难腐烂分解。二是秸秆还田后可能导致土壤空隙过大，进而跑风，使土壤与种子不能紧密接触，小麦扎根不牢，影响种子发芽生长。因此有些农民采取焚烧秸秆的办法让秸秆还田，但这种方法却又造成了较大的空气污染，严重的还给高速公路带来交通事故。鉴于此应重点开发穗茎兼收型玉米联合收获机，穗茎兼收型玉米联合收获机能一次完成玉米果穗、茎秆的收获。随着我国农业结构的调整，畜牧业得到了较大的发展。秸秆作为饲料喂养牲畜是秸秆过腹还田的自然途径，也是秸秆饲料价值和肥料价值的重要体现。

若要求玉米收获机在收获的过程中做到穗茎兼收，很显然对于具有粉碎秸秆功能的自走式玉米收获机要作如下改进：增加秸秆收集装置。我国生产的玉米联合收获机按收获工艺可分为两种：摘穗→升运器输送果穗→剥皮→果穗收集→茎秆粉碎还田；摘穗→升运器输送果穗→果穗收集→茎秆粉碎还田。针对这种机型，直接在茎秆粉碎装置后面下置一个收集装置，茎秆通过拉茎辊拉送，经滚刀切碎并由抛送器抛送到茎秆收集箱。收集箱旁可安装一个装载深度控制仪，以免装载过量堵塞茎秆切碎刀具的运动。在收获作业时，玉米果穗通过摘穗装置摘下，然后经过搅龙横向输送到升运器，由升运器输送到剥皮装置，剥皮后的果穗直接进入果穗收集箱。在收获果穗过程中需要进行改进的设备主要是摘穗机构和剥皮机构。摘穗机构的抓手间距要设置成可调性的，根据玉米行距不同可随时调整。抓手使用的力度设置范围要适度，以免在摘穗过程中使果穗受到挤压而损坏。玉米在收获的过程中，由于含有大量的水分，需要及时剥掉苞叶晾晒，如果苞叶去除不及时，就会使玉米果穗腐烂霉变，直接影响到玉米的产量和质量，而且手工对玉米剥皮费工、费力、效率低，因此机械剥皮是提高玉米收获效率的必经之路。我国传统使用的玉米收获机的剥皮装置基本结构是采用一支螺旋齿辊和一个橡胶螺旋剥皮辊配对使用，两对辊形成一个槽形，在剥皮辊的上方配有二组压制器，多年的实践证明，这种辊型剥皮装置的剥净率最高不超过85%，且籽粒破碎率也偏高。为了提高剥净率降低籽粒破碎率，可以在剥皮辊的凹陷部分设置刚性抓钉，由剥皮抓钉首先将果穗的苞叶撕开，相对旋转的两对辊将苞叶撕开辗住，靠两辊的旋转力拉开苞叶，使之与果穗分离达到剥皮的目的，这样既提高了果穗剥净率又降低了籽粒破碎率。

总之，作为农业机械重点发展对象的玉米联合收获机越来越受到人们的重视和青睐，通过我们众多科研工作者的反复试验和不懈努力，玉米收获机正逐步得到改进，其工作效率及收获质量日益提高，相信不久将来，我国玉米收获机制造技术将走在世界前列。

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