我國玉米機械化收獲技術與裝備的研究

潘思辰

摘要：目前我國玉米機械化收獲水平較低，其主要原因在于我國各個地區(qū)玉米種植農藝差異性較大，最終導致玉米收獲機的可靠性與適應性不高。研究探討玉米機械化收獲技術、收獲裝備現(xiàn)狀及發(fā)展情況，以期對我國玉米機械化收獲水平的提高產生一定的推動與促進作用。

關鍵詞：農業(yè)機械化；玉米；收獲；技術；裝備

中圖分類號：S233.73 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）10-0048-03

隨著科學技術的不斷進步，玉米作為我國三大主要糧食作物之一，其綜合利用價值更是不斷升高，成為能源、化工、飼料、視頻等領域的重要原料。在這樣的形勢背景下，迫切需要玉米不斷增加其單位面積產量以及收獲效率。然而由于我國幅員遼闊，玉米種植帶分布在平原、丘陵、高原等不同地理環(huán)境，縱跨多個氣候帶，多樣的地貌與氣候造成各個地區(qū)采用了不同的種植農藝，這無疑加大了玉米機械化收獲難度，迫切需要進行技術革新，以幫助玉米機械化收獲突破技術瓶頸。因此，研究探討玉米機械化收獲技術與裝備具有尤為重要的意義和作用。

1 我國玉米機械化收獲技術研究現(xiàn)狀

由于我國玉米種植區(qū)域大，因此造成各個地區(qū)玉米種植農藝差異性較大，而且與國外相比，收獲的玉米籽粒有著較高的含水率，導致國外發(fā)達國家采用的一些先進收獲技術與裝備僅在我國部分地區(qū)適用。在20世紀60年代初，我國對玉米聯(lián)合收獲技術與裝備開始進行自主研發(fā)。隨著社會經濟的不斷發(fā)展，許多地區(qū)出現(xiàn)了用工成本不斷升高及農村大量青壯勞動力外出打工的情況，新的形勢背景促使玉米產業(yè)必須不斷提升玉米機械化收獲水平。在國家不斷通過相關政策、資金等形式加大扶持力度的情況下，目前我國已經有上百家生產單位從事玉米聯(lián)合收獲技術與裝備研發(fā)工作，生產的機型涵蓋玉米收獲與莖稈回收全過程，共有20～30種產品。

2 玉米機械化收獲裝備的主要類型

2.1 牽引式玉米聯(lián)合收獲機

牽引式玉米聯(lián)合收獲機是我國最早自主研發(fā)出來的機型，如黑龍江省趙光機械廠生產銷售的4YW-2型牽引式玉米聯(lián)合收割機。牽引式玉米聯(lián)合收獲機一般配置的是輥式摘穗裝置，且配套的拖拉機要求其動力至少在40 kW以上，能夠一次性完成玉米收獲及秸稈切碎還田等作業(yè)。其優(yōu)點是制造成本低、工作性能穩(wěn)定、可靠性高，而且還可以與拖拉機實現(xiàn)分離，顯著提高了拖拉機的綜合利用率。其最大缺點就在于整個機組太長，在作業(yè)時需要人工先進行開道，否則收獲機無法實現(xiàn)順利轉彎，導致該機型無法在小地塊使用，僅能在大農場等大地塊進行作業(yè)；此外其秸稈切碎還田效果也較差。

2.2 背負式玉米聯(lián)合收獲機

背負式玉米聯(lián)合收獲機代表機型有山東五征集團有限公司生產銷售的4YWA-2背負式玉米聯(lián)合收割機和榮成市海山機械制造有限公司生產銷售的海山4YQW-2B玉米聯(lián)合收獲機。按收獲行數(shù)的不同，這種機型又分為多行、兩行、單行等類型，搭配不同的動力。除部分機型的割臺為板式摘穗臺以外，其他多為輥式摘穗機構，能夠一次性完成果穗摘取、收集和秸稈粉碎還田等作業(yè)。其優(yōu)點是售價不高，而且能夠一機多用，因此具有較高的綜合利用價值，比較受農戶、機手歡迎。其不足之處在于駕駛室較為簡陋，進行玉米收獲作業(yè)時舒適性比較差；與拖拉機進行組裝時也比較費時費力。

2.3 自走式玉米聯(lián)合收獲機

自走式玉米聯(lián)合收獲機是今后我國玉米收獲機發(fā)展的主力機型，代表機型有河北中農博遠農業(yè)裝備有限公司生產銷售的4YZ-3-自走式玉米聯(lián)合收獲機和山東寧聯(lián)機械制造有限公司生產銷售的寧聯(lián)4YZ-3C型自走式玉米聯(lián)合收獲機。其主要性能及特點如下：摘穗裝置采用先進的拉莖輥結構，摘穗可靠，果穗及籽粒損失極??；選用雙向輸出的發(fā)動機為動力機構，主動力與行走動力分開操作；實現(xiàn)了對收獲區(qū)內玉米的不對行收獲，極大降低了收獲不適行距時造成的漏收損失，適應我國各地玉米不同種植模式；果穗箱采用液壓翻轉卸糧，直接卸至三輪、拖拉機車斗，方便快捷；駕駛臺工作梯采用可旋轉結構，操作員上下時工作梯位于整機左側，人員上下可將工作梯旋轉至輪胎后側空間，增強機具通過性。

2.4 互換割臺式玉米收獲機

互換割臺式玉米收獲機能夠通過互換割臺實現(xiàn)玉米與小麥的機械化收獲作業(yè)，如山東科樂收金億農業(yè)機械有限公司根據(jù)市場和用戶需求研制開發(fā)的自有創(chuàng)新品牌——春雨4YZ-3自走式玉米聯(lián)合收獲機。其優(yōu)點是操作輕便靈活、結構緊湊輕巧、收獲效率高、作業(yè)性能佳。這種機型充分利用處于閑置狀態(tài)的小麥收獲機，只需更換割臺和糧箱等部件，既可以機械化收獲小麥，又可以機械化收獲玉米，一年兩季收獲，實現(xiàn)一機兩用，大大提高了收獲機的利用效率，有助于農民、機手縮短投資回收期，是發(fā)家致富保豐收的好幫手，具有較廣的應用市場。

3 收獲機主要部件優(yōu)化改進設計研究

3.1 喂入結構

為了滿足玉米植株因高度不同而產生的不同收獲要求，應將割臺優(yōu)化改進為能夠手動調整高度。玉米收獲機的分禾裝置安裝在割臺的前端，起到分禾、收攏玉米植株的作用，為了提高玉米收獲機對玉米種植行距變化的適應能力，應對分禾裝置進行優(yōu)化改進，通過加大分禾開度，在縮短縱向長度的同時實現(xiàn)收獲機行距適應能力的提高。為了提高玉米收獲機對玉米植株莖稈粗細不同的適應性，應將摘穗輥間隙優(yōu)化改進為可調，而且調整摘穗輥工作間隙還能夠有效降低玉米果穗與籽粒的損傷率。

3.2 摘穗裝置

摘穗裝置不僅是割臺的關鍵部件，同時也是玉米收獲機的核心部件，其性能直接決定了玉米收獲機的收獲效率與效果（如會對果穗含雜率、籽粒損失率、果穗破損率造成重要影響）。按結構型式的不同，摘穗裝置分為摘穗板與拉莖輥組合式、臥式摘穗輥、立式摘穗輥。摘穗板與拉莖輥組合式的優(yōu)點是果穗損傷率低、籽粒破碎率小、可靠性高、穩(wěn)定性強，缺點是果穗含雜率相對較高，因此在后期還需要進行額外的除雜工作。臥式摘穗輥的優(yōu)點是功率耗用低，對玉米植株莖稈粗細不同有很強的適應性，玉米莖稈受擠壓變形程度小、果穗含雜率較低，缺點是果穗損傷率高、籽粒損失率高。立式摘穗輥的優(yōu)點是果穗損傷率低、籽粒損失率小，缺點是當玉米秸稈較大及莖稈粗細不同的時候，很容易將玉米莖稈拉斷，堵塞摘穗裝置，且果穗含雜率較高?？梢姡徽撌悄姆N結構型式的摘穗裝置，其優(yōu)化改進應當從莖稈粗細適應性強、果穗損傷率低、籽粒損失率小、果穗含雜率低等幾個方面入手。

3.3 粉碎還田裝置

玉米收獲機的秸稈粉碎還田裝置主要由定刀、粉碎動刀、殼體、刀輥等部件構成，其中粉碎動刀是最為核心的部件。粉碎動刀常用的類型有直式、錘爪式、彎式3種。錘爪式動刀的優(yōu)點是強度高、慣性大，有很強的玉米秸稈抓取能力，而且切碎的秸稈長度均勻。彎式動刀的優(yōu)點是結構簡單、刃口鋒利，有利于秸稈切碎作業(yè)。直式動刀同時具備了直式、錘爪式動刀兩者的優(yōu)點，因此玉米收獲機的秸稈粉碎還田裝置應優(yōu)先選擇直式動刀。秸稈粉碎還田裝置掛接在玉米收獲機割臺的后下部，質量較大，而且與摘穗臺一起升降，因此在對粉碎還田裝置進行優(yōu)化改進時，可以考慮采用兩側掛接與割臺固定，利用杠桿原理讓秸稈粉碎還田裝置將自身質量作用于玉米收獲機的割臺上，這樣既不會對收獲機各機構間的運動造成影響，也不會對收獲機各個部件的強度造成影響。

4 結語

綜上所述，我國玉米種植農藝的多樣性決定了玉米機械化收獲技術與裝備的復雜性與多樣性。因此，我國的玉米機械化收獲技術與裝備應當積極借鑒國外發(fā)達國家的先進發(fā)展經驗，多采用電子信息、智能控制及液壓等技術，不斷提高玉米聯(lián)合收獲機的適應性與可靠性，促使我國玉米機械化收獲裝備逐漸向作業(yè)環(huán)境舒適化、實踐操作便捷化、裝備控制智能化方向發(fā)展。與此同時，還應結合我國各地玉米種植農藝多樣化、農藝與農機融合度不高的現(xiàn)實，針對各個地區(qū)不同的情況，因地制宜地研究開發(fā)適合當?shù)氐挠衩茁?lián)合收獲裝備。例如：內蒙西部、山西、陜西、新疆等地區(qū)應對柔性脫粒技術予以重點突破，實現(xiàn)玉米籽粒的直接收獲；黃淮海地區(qū)由于玉米種植模式復雜多樣，應重點研究開發(fā)不分行收獲技術與裝備。

參考文獻

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