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　　國內(nèi)的玉米收獲機(jī)與國外竟然相差這么多！

據(jù)統(tǒng)計，至2013年底，我國玉米機(jī)收率為49%，且發(fā)展緩慢，工藝落后、生產(chǎn)效率低、收獲損失大等問題已經(jīng)成為制約我國玉米生產(chǎn)的主要因素之一。

然而，美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家早在20世紀(jì)60年代初期已經(jīng)基本實現(xiàn)了玉米收獲的全程機(jī)械化，并朝著大型化、自動化、現(xiàn)代化和精準(zhǔn)化方向發(fā)展。

國外篇

在機(jī)械化程度較高的歐洲和美洲的一些國家，玉米機(jī)械化收獲已有幾十年的歷史。根據(jù)地域、氣候條件和種植制度的不同，各地區(qū)的玉米收獲機(jī)械正在朝著不同的方向發(fā)展。

目前，發(fā)達(dá)國家根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件和種植制度的不同，主要采用玉米果穗收獲機(jī)和換裝玉米割臺的谷物聯(lián)合收獲機(jī)這兩種形式。

1玉米果穗收獲機(jī)

在俄羅斯、烏克蘭和歐洲的一些國家，受當(dāng)?shù)貧夂驐l件和種植制度的影響，收獲時玉米籽粒含水率一般在25%～35%之間，不宜采用直接脫粒的方法進(jìn)行收獲，故采用專用的玉米果穗收獲機(jī)進(jìn)行分段收獲。

約翰迪爾Y210型玉米果穗收獲機(jī)即為該機(jī)型

2在谷物聯(lián)合收割機(jī)上配置專用的玉米割臺

像美國、加拿大等國家，其種植方式為一年一季，收獲時玉米籽粒的含水率低于24%，可以直接收獲玉米籽粒。

美國迪爾公司、凱斯公司、德國Mengle公司和道依茨公司等生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)，絕大部分是在小麥聯(lián)合收獲機(jī)上換裝玉米割臺，并通過調(diào)節(jié)脫粒滾筒的轉(zhuǎn)速和脫粒間隙進(jìn)行玉米的聯(lián)合收獲。

約翰迪爾C110型谷物聯(lián)合收獲機(jī)即可通過選裝玉米割臺實現(xiàn)玉米籽粒收獲

3  國外玉米收獲機(jī)發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，國外玉米收獲機(jī)發(fā)展主要有以下幾個特點：

1）向高效、大型、大功率、寬割幅、大喂入量和高速發(fā)展。在美國和加拿大的一些大型農(nóng)場，大型的玉米收獲機(jī)正在逐漸推廣。該類機(jī)型發(fā)動機(jī)最大功率可達(dá)250kW，喂入量達(dá)到10kg/s；割臺最大割幅已經(jīng)超過9m并可以折疊，收獲機(jī)作業(yè)速度超過8km/h。

自重達(dá)22噸的Tribine鉸鏈?zhǔn)焦任锫?lián)合收割機(jī)即為國外聯(lián)合收割機(jī)大型化發(fā)展的典型標(biāo)識

2）向擴(kuò)大機(jī)器的通用性和提高適應(yīng)性發(fā)展。聯(lián)合收獲機(jī)除了可以配置不同的割臺實現(xiàn)收獲大豆、玉米、小麥和水稻外，同一臺機(jī)器還可以配置不同割幅的割臺以適應(yīng)不同地塊種植密的需要。

比如，通過改變分禾器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)植株連續(xù)導(dǎo)入技術(shù)，強(qiáng)制抓取、橫向輸送、有序喂入，從而解決了不同行距玉米的收獲問題，擴(kuò)大機(jī)器通用性；設(shè)計玉米收獲機(jī)脫粒機(jī)構(gòu)為仿生機(jī)構(gòu)，使其能夠自動適應(yīng)傾斜地面，提高機(jī)器對不同地形的適應(yīng)能力；選配大尺寸輪胎或履帶，提高收獲機(jī)對不同土壤狀況的適應(yīng)能力。

設(shè)計行走機(jī)構(gòu)，使聯(lián)合收割機(jī)可在山地丘陵地區(qū)作業(yè)

3）高清潔度主要工作部件的研究更為深入。籽粒清潔度是衡量收獲機(jī)工作性能的重要指標(biāo)之一，提高脫粒清選裝置的生產(chǎn)率和籽粒清潔度，降低谷物損失率和破碎率是現(xiàn)代玉米聯(lián)合收獲機(jī)的主要發(fā)展趨勢。

紐荷蘭CR系列聯(lián)合收割機(jī)采用了雙軸流滾筒技術(shù)，即可在提高脫粒效率的同時提高籽粒清潔度。

4）廣泛應(yīng)用新材料和先進(jìn)制造技術(shù)。伴隨著新制造技術(shù)和新材料的應(yīng)用，收獲機(jī)的性能更好、更快、可靠性更高。通過利用ADAMS、Pro/E、UG等虛擬仿真軟件對零部件的力學(xué)性能及整機(jī)的作業(yè)效果進(jìn)行仿真分析，可以降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期。

玉米收獲機(jī)的機(jī)架使用質(zhì)量輕、強(qiáng)度大鋁合金材料，降低機(jī)身質(zhì)量的同時減少動力消耗；在脫粒機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)等容易磨損的零件表面進(jìn)行硬化處理，延長零部件的使用壽命；重要零部件要進(jìn)行磨合試驗和試運轉(zhuǎn)，從而降低機(jī)組故障率，提高機(jī)組可靠性。

仿真設(shè)計進(jìn)行力學(xué)及工況分析已成為常用設(shè)計方法

5）廣泛應(yīng)用機(jī)電一體化和自動化技術(shù)。機(jī)電一體化和自動化技術(shù)的應(yīng)用，使玉米收獲機(jī)朝著高效、舒適及安全的方向發(fā)展。

駕駛室內(nèi)有空調(diào)，座椅具有按摩功能，以改善駕駛員的工作條件；關(guān)鍵工作零部件設(shè)置傳感器以檢測其工作狀態(tài)；收獲機(jī)割臺配備自動控制裝置，可自動調(diào)節(jié)對行，減少植株的推倒率，降低果穗的漏摘損失；在谷物脫粒分離裝置前設(shè)置流量傳感器，根據(jù)不同地塊的谷物生長狀況自動調(diào)節(jié)車速，防止喂入量過大而造成輸送系統(tǒng)堵塞。

約翰迪爾S660便捷的手柄操作是機(jī)電一體化的具體體現(xiàn)

6）向智能化收獲機(jī)發(fā)展。隨著科技進(jìn)步，電子技術(shù)、航天測量技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)也逐漸應(yīng)用于玉米收獲機(jī)。發(fā)達(dá)國家的玉米收獲機(jī)可以自動駕駛，智能化的玉米收獲機(jī)可以在收獲過程中直接測出該地塊的實時產(chǎn)量，部分比較先進(jìn)的機(jī)型還可以根據(jù)玉米產(chǎn)量和土壤狀況，繪制地塊的土壤肥力圖，以便于后期施肥管理。

約翰迪爾690聯(lián)合收割機(jī)配裝12行玉米割臺，配備了產(chǎn)量監(jiān)測器，可記錄玉米產(chǎn)量

國內(nèi)篇

我國玉米收獲機(jī)技術(shù)的發(fā)展始于建國初期，起步較晚，在理論研究和產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計、推廣應(yīng)用等方面與發(fā)達(dá)國家相比還存在著較大差距。

據(jù)統(tǒng)計，目前我國從事玉米收獲機(jī)開發(fā)研制的企業(yè)有60余家，推出的類型也多種多樣。目前，在我國玉米收獲機(jī)械發(fā)展過程中出現(xiàn)比較多機(jī)型是以下幾種。

1自走式

此類機(jī)型功能齊全、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、作業(yè)效率高、籽粒損失小，可以一次完成玉米作物的摘穗、輸送、剝皮、裝箱及秸稈粉碎還田的全過程作業(yè)，是真正意義上的聯(lián)合收獲機(jī)械，具有較好的市場前景，主要適用于東北、西北、華北等玉米主產(chǎn)區(qū)的一些大型農(nóng)場。

因其技術(shù)含量高、利潤較高，所以是各廠家主要開發(fā)的產(chǎn)品之一。其優(yōu)點是作業(yè)效率高、勞動強(qiáng)度低、駕駛操作簡單、對行方便。該機(jī)型面臨的主要問題：價格較貴，利用率低，傳動系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜，故障率高，維護(hù)保養(yǎng)成本高；跨地區(qū)作業(yè)能力差，收獲期一結(jié)束，整機(jī)閑置，浪費動力。

中農(nóng)博遠(yuǎn)4YZ-4C即為典型的自走式玉米收獲機(jī)

2兼用型

該機(jī)型的創(chuàng)新點在于結(jié)構(gòu)上保持原有小麥?zhǔn)崭顧C(jī)的部分工作部件及功能，更換玉米割臺、加裝玉米輸送槽和秸稈還田機(jī)，實現(xiàn)玉米收獲功能；通過互換割臺，可以兼收水稻、小麥等農(nóng)作物。

其優(yōu)點在于收割臺結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠、零部件通用性高；解決了小麥?zhǔn)斋@機(jī)使用季節(jié)性限制，實現(xiàn)了夏收小麥、秋收玉米，一機(jī)兩用，從而提高單機(jī)效率。該機(jī)型面臨的主要問題是玉米收獲與小麥、水稻收獲區(qū)別較大，安裝玉米割臺的小麥聯(lián)合收獲機(jī)都需進(jìn)行改裝。

被稱為“亞洲第一收割機(jī)”的勇猛21kg/s聯(lián)合收割機(jī)通過換裝割臺可實現(xiàn)小麥、玉米等的收獲

3背負(fù)式

背負(fù)式玉米收獲機(jī)是我國開發(fā)較早、保有量較多的產(chǎn)品，配套動力14.7～66.2kW不等。

背負(fù)式玉米收獲機(jī)，作業(yè)部件安裝在拖拉機(jī)機(jī)身上，尾部安裝果穗箱和秸稈粉碎機(jī)，拖拉機(jī)為行走和收獲作業(yè)提供動力

優(yōu)點是機(jī)組緊湊、小巧靈活、價格低，適用于農(nóng)村小面積田塊作業(yè)。該機(jī)型面臨的主要問題是工作部件被分散安裝在拖拉機(jī)的特定部位，用戶每年至少要安裝和拆卸一次，比較繁瑣；相對于中大型玉米聯(lián)合收獲機(jī)，生產(chǎn)效率較低，零部件的可靠性還有待于提高。

4牽引式

該機(jī)型以輪式或履帶式拖拉機(jī)牽引作業(yè)，為偏置拖拉式，可一次完成摘穗、剝皮、秸稈粉碎作業(yè)。該機(jī)型性能可靠，零部件通用性高，結(jié)構(gòu)簡單，但技術(shù)相對落后。

該機(jī)型的發(fā)展集中在建國初期，目前該類產(chǎn)品的開發(fā)幾乎處于停滯狀態(tài)。

其優(yōu)點是投資成本低、整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、維修保養(yǎng)方便，收獲期一旦結(jié)束，動力可以迅速轉(zhuǎn)移到其它田間作業(yè)。該機(jī)型面臨的主要問題是偏置拖拉式牽引需要單獨開割道、機(jī)組配置較長、轉(zhuǎn)彎及行走不便、玉米割臺使用技術(shù)相對落后。

目前，我國玉米收獲機(jī)械的存在形式主要有以上4種，其中以前3種最為常見。

5由“輥式收獲”向其他收獲方式轉(zhuǎn)變

這4種機(jī)型都是基于1921年澳大利亞人艾倫提出的“輥式收獲”的技術(shù)路線設(shè)計制造的。

“輥式收獲”原理是：收獲機(jī)割臺安裝1對或數(shù)對摘穗輥，玉米植株按行依次進(jìn)入兩輥之間，利用摘穗輥相互擠搓實現(xiàn)摘穗。這種“輥式收獲”的玉米收獲機(jī)普遍存在收獲損失大、作業(yè)效率低、零部件易損壞、對地區(qū)和農(nóng)藝適應(yīng)能力差等問題。

因此，玉米機(jī)械收獲難以大范圍推廣。

針對“輥式收獲”作業(yè)效率低、收獲損失大和對地域性種植制度適應(yīng)差等問題，許多企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)對玉米收獲原理做了相應(yīng)探索，提出了“并行喂入”和“逆行摘穗”原理。

“并行喂入”原理是：將1排或幾排玉米植株排成1排，通過高速旋轉(zhuǎn)的牽引輥引導(dǎo)植株進(jìn)入割臺進(jìn)行摘穗；牽引輥水平安裝，其后裝有稈、葉、穗分離機(jī)構(gòu)；牽引輥的高速旋轉(zhuǎn)可防止秸稈在割臺處發(fā)生阻塞，極大提高了秸稈的入料速度，以及玉米收獲機(jī)在田間作業(yè)的行駛速度和作業(yè)效率。

“逆行摘穗”又叫“彎曲折斷式摘穗”，是相對于順行摘穗的一種摘穗方式，即從果穗梢頭沿逆生長方向，朝向玉米根部將果柄折斷實現(xiàn)果穗與玉米植株分離。這種摘穗方式類似于人手工掰棒子，可以極大地減小摘穗力和摘穗損傷；摘穗過程采用非旋轉(zhuǎn)方式，故不會對玉米果穗產(chǎn)生搓傷。

“并行喂入”和“逆行摘穗”這兩種技術(shù)的應(yīng)用可以很好改善我國傳統(tǒng)玉米收獲機(jī)收獲過程中出現(xiàn)的作業(yè)效率低、摘穗損失大等問題，并可以提高機(jī)具作業(yè)速度、降低功率消耗。

但是，該技術(shù)也有其固有的缺點：機(jī)構(gòu)復(fù)雜，開發(fā)周期較長，維修、保養(yǎng)需要具備一定的專業(yè)知識等。目前國內(nèi)許多專家正在對關(guān)鍵零部件進(jìn)行設(shè)計研究。

如何推動我國玉米收獲機(jī)行業(yè)發(fā)展？

由于氣候、地理環(huán)境和種植制度的差異，我國的玉米收獲機(jī)械與國外發(fā)達(dá)國家相比，還是有較大差距。為提高我國玉米收獲機(jī)械化的整體水平，維護(hù)玉米收獲機(jī)械的健康、可持續(xù)發(fā)展，必須從以下幾個方面入手：

1）加強(qiáng)政府引導(dǎo)、扶持力度，充分利用國家農(nóng)機(jī)具購置補(bǔ)貼惠農(nóng)政策。

應(yīng)充分利用國家農(nóng)機(jī)具購置補(bǔ)貼惠農(nóng)政策，農(nóng)民可以通過當(dāng)?shù)剞r(nóng)機(jī)局申請，申請通過后到當(dāng)?shù)亟?jīng)銷商交機(jī)具差價款購機(jī)；也可以采用貼息方式，農(nóng)民和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營組織可以向相關(guān)金融機(jī)構(gòu)申請貸款。

2）地域功能性玉米收獲機(jī)將得到發(fā)展。在我國，不同地域種植玉米的農(nóng)藝要求不同，種植目的也有所不同，因此需要有針對性地開發(fā)適合某一地域的玉米收獲機(jī)。

3）做好玉米收獲機(jī)械的引進(jìn)、試驗、示范工作。當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)政府部門應(yīng)該選擇適合本地區(qū)地理條件且作業(yè)效果又好的玉米收獲機(jī)械進(jìn)行示范推廣。

4）加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)力度和售后服務(wù)體系的建設(shè)。企業(yè)應(yīng)加大培訓(xùn)，農(nóng)戶應(yīng)注意接受使用與維修知識。

5）加快農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合的步伐。任何玉米收獲機(jī)型都是在滿足玉米收獲農(nóng)藝要求的前提下設(shè)計的，而任何玉米種植農(nóng)藝的出現(xiàn)都必須有相應(yīng)的玉米收獲機(jī)械為之服務(wù)。

除此之外，2016年，玉米收獲機(jī)市場更是在國三升級的影響下遭遇滑鐵盧，如何順利渡過升級期，挽救后市市場成為玉米機(jī)企業(yè)必須面臨的難題。

針對這一難題，農(nóng)業(yè)機(jī)械雜志社邀請了多位業(yè)內(nèi)專家和上百家企業(yè)人士共聚一堂，商討破題之道。

在這里，你能夠了解國三機(jī)器使用情況、各企業(yè)國三升級動態(tài)、農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼政策發(fā)展動向；還能結(jié)實供應(yīng)商和主機(jī)廠人士，尋求合作；更能感受思想的碰撞與智慧的結(jié)晶……

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版權(quán)聲明：本文原載《農(nóng)機(jī)化研究》2016年4月刊，作者系山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械與電子工程系耿愛軍、楊建寧、張兆磊、張 姬、李汝莘，聯(lián)系作者郵箱為hilan@yeah.net，如涉及版權(quán)，請聯(lián)系我們。