玉米收获机割台问题及割台试验台浅析

姜彩宇 肖戟 胡浩

摘 要：随着社会的持续发展，时代的不断进步，经济的稳步增长，农民的传统观念与生活水平也在逐步提高，农业机械化应用也普遍扩大，尤其是在玉米收获环节，机械的应用更为普遍，割台是玉米收获机的关键工作部件，玉米收获机稳定、可靠工作的前提取决于玉米收获割台的质量与结构问题，玉米收获机械设备割台试验台的建立及应用可以为玉米收获机械设计与研制提供准确完备的理论参考，并且根据室内割台试验台的试验数据及结果的分析计算，对玉米收获机的割台结构参数与割台质量进行优化、改进，不仅割台的工作故障率能够有效地降低，而且玉米收获机的收获效率及收获质量会显著提高。

关键词：玉米收获机；割台；农业机械；割台试验台

中图分类号：S225.5+1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180631019

引言

玉米在我国占有举足轻重的地位，更是我国的三大粮食作物之一，随着玉米产业的不断发展壮大，种植面积的节节提升，使其在确保我国粮食安全，提高我国粮食综合生产能力，满足日益增长的饲料需求等方面都发挥着十分重要的作用。玉米种植过程中最繁重的体力劳动就是玉米收获环节，大约占整个玉米种植投入劳动量的55%，无论是为了满足农民日益增长的对玉米收获机收获稳定性、可靠性、收获效率及收获质量的要求，还是为了适应农业现代化、智能化、数字化发展的要求，我国的玉米收获机械自动化水平均需要大幅度提升。

1 国内外玉米收获机对比分析

1.1 国内玉米收获机的研制状况

根据相关资料显示我国玉米收获机械研发比国外发达国家起步晚，水平低，国内玉米收获机械发展经历了2个阶段：通过引进国外技术成熟的样机进行田间试用、设备仿制、调整改进；根据我国玉米收获农艺要求进行自主消化吸收、自行设计生产，经过这两个阶段不断的发展，我国在玉米收获机械化方面取得了很好的成果。我国研制的玉米联合收获机按收获工艺大致可基本分为2种：摘玉米穗、剥果皮、玉米穗收集、秸秆粉碎收集（或还田）；摘玉米穗、玉米穗收集、秸秆粉碎收集（或还田）。按照玉米收获工艺的不同研制的机型大致可分为4种：自走式、悬挂式（背负式）、牵引式及玉米割台。虽然我国在玉米收获机械方面历经了不断磨练，取得了较大发展，但是仍然存在着重多问题需要进一步解决，表现在对玉米收获机的关键、基础工作部件研发不足，大部分企业专注在整机的设计、生产，这样就造成了许多玉米收获机型无论是在玉米收获工艺方面还是在整机机构参数上都是换汤不换药，存在着创新不足、大体相同、反复制造的现象；在智能化方面，由于我国玉米收获机械主要考虑农民可接受价位，大幅降低制造成本，以廉价、实用为主，对智能化要求不高，因此就造成了在自动化与智能化方面明显落后于国外玉米收获机械。最后是国内玉米收获机的机器故障率较高，尤其是一些关键工作部件故障频发，频繁的故障耽误农时，玉米秸秆收净率低，并且收获的玉米籽粒破碎率、果穗损失率较高，玉米收获的可靠性、稳定性差。

1.2 国外玉米收获机的研制状况

国外欧美一些国家玉米机械化收获已经有几十年的历史，随着时间的沉淀，技术的不断更新发展，国外玉米收获机无论是在研发还是在生产制造等方面都已经成熟，目前在俄罗斯、德国、美国等国家的玉米收获已基本实现了全部机械化作业。并且伴随着不断进步的高新科技，不断试验实践与创新以及不断更新显现的新理念，国外玉米联合收获机正在逐步迈进数字化、智能化、人性化、高适应性和通用性的队伍。随着社会的进步以及时代的发展，近年来不断涌现出高新技术产业主要包括遥感测控系统、地理信息分析技术、卫星定位系统等，相信经过与新技术的不断融合发展，国外的玉米联合收获机的自动化程度会越来越高。

鉴于国内外玉米收获机械的对比分析，为了缩小差距，做到从跟跑到齐跑最后领跑的转变，必须加快对我国玉米联合收获机械化的关键技术与装备的研发，实现我国在玉米收获智能化、数字化、自动化等方面的质的飞越。本文主要是对玉米收获机的关键部件收获割台进行了浅析并且阐述了国内的几个院校玉米收获机割台试验台，玉米收获机械化的前提条件就是拥有高效、稳定的玉米收获机割台，玉米收获机割台部件结构及割台质量对玉米收获机工作性能有显著影响。

割台是玉米收获机械的关键工作部件，其主要作用是将玉米穗摘下，并通过搅龙输送器将玉米穗推进升运器。割台主要组成部分包括：摘玉米穗机构、搅龙输运器、动力传动箱、固定机架。我国玉米收获机械化发展水平之所以有待进一步提升，其重要原因是我国玉米收获机械技术不过關，尤其是玉米收获机械的关键工作部件割台部分的稳定性、可靠性差，主要体现在如下2个方面：正常情况下，玉米收获机割台主要由以下几部分组成分：摘玉米穗板、拨禾器、分禾器、玉米穗螺旋输运器及拉玉米茎辊，而且2个摘玉米穗辊之间的缝隙应当是可以调整的。然而一些企业为了降低生产成本，节省制造时间，生产出的玉米收获割台，不但没有摘玉米穗板，而且2个摘玉米穗辊之间的缝隙也不可调，在悬挂式玉米收获机上这一问题较为常见。这种情况的发生导致了以下2个方面：玉米收获机械很难适应不同的玉米品种及不同的玉米生长情况，在玉米收获作业过程中玉米收获机割台堵塞的情况时有发生；割台本身的质量问题，割台在玉米收获作业过程中最常见的故障就是割台堵塞，堵塞的割台导致收获机械无法正常进行收获作业。多种原因会造成收获作业时割台堵塞，但毋庸置疑的最主要的原因就是我国玉米收获机的割台本身质量问题突出，正是因为玉米收获割台的故障频发导致了机器无法正常连续作业，耽误了农时，机器的稳定性、可靠性差。

根据上述割台问题的分析，为实现玉米收获机数字化、智能化、自动化的发展进程，解决割台质量与结构等问题，应研制符合我国玉米收获农艺的室内玉米收获机械割台试验台。通过割台试验台的建立，生成一套新式多性能的玉米收获机械研制理论体系，并且通过室内试验室模拟真实的玉米收获机械田间收获作业状况，研制人员借此试验台对玉米收获机械关键工作部件或整机进行试验研究，减少割台及其他关键工作部件的故障率，提高玉米收获机的作业效率与作业质量。通过室内台架试验进行影响参数与影响因素的分析，更好的改进、优化收获割台，利用相关的试验设备和试验测试手段能够较完整地反映被测目标在诸多因素各条件下的工作性能参数，然后再通过实验室试验数据分析软件进行分析总结，寻找割台结构参数和工作参数的最优组合，为完善及改进设计，提高工作可靠性、稳定性提供试验依据。

虽然我国玉米收获机械历经了不断发展，但是作为其配套的室内试验室还有待不断壮大发展，目前，主要有很少的几所院校建立了玉米收获机室内试验台，简介如下。

吉林大学的玉米收获机割台试验台拥有考核卧式与立式摘穗辊对玉米穗啃伤情况2种形式。立式割台试验台能够完成植株自动喂入及收获割台自主行进的2种运转模式，卧式割台试验台可以实现单组卧式摘穗辊不同结构形式的安装，但是，该校的玉米收获机割台试验台只可实现单行植株试验，由此可见适应性比较差。

河南科技大学研制的玉米收获机割台试验台，主要包括摘玉米穗辊固定机架、喂入机构、玉米收获机摘穗辊一组、动力传动机构和电气控制机构等。并且该玉米收获割台试验台还专门安装了高速摄像仪，通过高速摄像仪实时记录了收获机试验流程及试验时仪器仪表上的瞬时数据，并且清晰录制了试验过程中的相关视频录像，但此割台试验台不能进行玉米摘穗辊倾角与高度的调整。

山东理工大学研制的玉米收获机割台试验台，主要包括玉米收获机整体割台、玉米植株喂入机构、收获割台升降控制机构、割台倾角调整机构、动力传动机构与电气控制机构等，此外也配备了高速摄像仪。山东理工大学建立的玉米收获机室内试验台能够实现对玉米整体割台进行试验，并且实现了整个试验进程的记录，更加有益试验员进行试验数据理论分析，该试验台虽然能进行不同生长情况的玉米植株的试验，但是却无法实现持续喂入，不能模拟真正的田间收获作业情况。

2 总结

玉米收获室内试验台的建立，不仅能够实现解决玉米收获周期短，研制时间长等主要问题，还能够有效解决耗费研制资金高、野外玉米收获作业测试与检测费时费力等问题。拥有玉米收获室内试验台不但能对玉米收获机械自动化收获技术与装备的研制提供技术支持，而且能够根据试验数据与试验结果优化、改进关键及基础工作部件，有效地减少收获作业时的故障率及果穗损失率等，提高玉米收获机械的稳定性及可靠性。笔者认为应该根据我国玉米收获机的秸秆收集或粉碎装置、收获割台、果穗剥皮装置等关键工作部件的技术指标、机构参数充分调查研究的基础上，设计研发一种符合我国玉米收获机械化农艺的且具有高科技含量新式多性能的玉米收获关键工作部件的室内试验台，通过此新式多性能室内试验台的建立，满足亟待解决的对玉米收获割台、秸秆收集或粉碎装置及果穗剥皮装置等关键工作部件进行室内试验的技术问题。

参考文献

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作者简介：姜彩宇，吉林省农业机械研究院，助理研究员，研究方向：玉米收获机械设备的研究。