聯(lián)合收割機結構原理點滴談1：開篇

在農機智能化技術全面研究推進的今天，其裝備先進性評價有較高權重是技術性中新結構新原理，即裝備智能化必定是建立在先進結構原理基礎之上的，否則就是空中樓閣。

20世紀80年代末，新疆-2及佳聯(lián)3060型谷物聯(lián)合收割機在我國的研制成功，以及90年代中期開始的大規(guī)模小麥聯(lián)合收割機跨區(qū)作業(yè)，加快了我國聯(lián)合收割機生產和使用發(fā)展速度。到目前為止，經過農機戰(zhàn)線上人們艱辛努力，小麥機收率達到98%以上。國內自走式谷物聯(lián)合收割機在這四十多年快速發(fā)展中，逐步形成了社會化生產的多品牌系列產品。市場橫軸流機經過工藝及外觀改進，可靠性逐步提高。究其主要結構仍是新疆-2或佳聯(lián)3060的變型，其布置和核心技術基本沒有大的改變。

多年來，由于市場收割機保有量逐漸增多和農村道路通行性不便，市場對聯(lián)合收割機收獲小麥提出了“喂入量即作業(yè)速度和機手收益加快”的新課題。于是，各主機廠突破國內外教科書描述過的結構原理，不斷做“發(fā)動機功率和關鍵部位工作速度提高”的改進措施，同時加寬輸送過橋和清選篩面，使整機收割速度、作業(yè)性能、產品質量等方面得到了較大提升。

經過多年生產實踐考驗, 以“新疆-2”為基礎版本的自走式橫軸流谷物聯(lián)合收割機已經成為我國中型谷物聯(lián)合收割機代表機型。其使用和技術經濟性基本滿足廣大機手的需求：“割的快、脫的凈、損失少、故障小、價格低、服務好”，成為機手選購聯(lián)合收割機重要標準。到2022年，由于國內材料工業(yè)技術提升和社會零部件制造質量好轉，橫軸流谷物聯(lián)合收獲機在結構、性能、質量上已經達到一個新的高度，在某些方面接近世界水平。喂入量已從2kg/s普遍上升到8kg/s，并繼續(xù)向9-10kg/s做努力。 

自走式小麥聯(lián)合收割機有三種發(fā)展趨勢值得探討： 

一是配套動力繼續(xù)向更大功率發(fā)展。 

以新疆-2機最初設計為依據(jù)，現(xiàn)有機型在其他部位變化不大的情況下，增加最多的是發(fā)動機功率，能使作業(yè)速度加快，喂入量增大。如此也足以證明新疆-2最初設計的謹慎和為脫粒清選裝置提高喂入量留有足夠的余量。當然作業(yè)速度加快和喂入量增大還與提高主要工作部件運轉速度也有極大關系。 

二是提高主要工作部件運轉速度。 

目前各類橫軸流機主要工作軸轉速相對新疆-2最初設計都有提高：發(fā)動機1/10，切割器搖臂軸1/5，撥禾輪軸1/3，割臺攪龍筒軸1/2，過橋鏈耙軸1/7，脫粒滾筒軸1/8，清選篩驅動軸1/8，卸糧攪龍軸將近一倍。由于作業(yè)速度提升，即由過去常規(guī)作業(yè)速度1m/s提高到目前普遍2m/s，使喂入量增大更多。實踐證明：只有提高相應工作部件轉速，才能適應大喂入量作業(yè)。當然為了提高作業(yè)，在可靠性方面還做了主要工作部件增大幾何尺寸、板材厚度和筒軸直徑的改動。

上述在喂入量提升改造中，主要解決物料流動速度和脫粒滾筒超負荷能力。當然相應傳動件強度和整機剛性也做了適應性改造。 在做了這些改進后，用戶對加快作業(yè)速度和提高收割機利用率又不斷提出新需求。

三是采用縱軸流脫粒結構。

縱軸流聯(lián)合收割機由于作物品種適應性強，脫粒性能好，跨區(qū)作業(yè)時間長等優(yōu)勢，在東北、新疆維吾爾自治區(qū)和多種作物種植區(qū)都有較大市場。但在中原華北田間作業(yè)，實踐證明中小型同功率縱軸流機與橫軸流機作業(yè)效率差別不大，這也說明我國各類型聯(lián)合收割機還有向個性化、區(qū)域化方向發(fā)展的需求。 

橫軸流小麥機喂入量達到8kg/s應當說是國家補貼政策推動的，因為補貼是按照喂入量確定。也可以說是機手推動的，因為都想多作業(yè)多賺錢。還可以說是企業(yè)推動的，因為還想在市場中占有較大的份額，而提高作業(yè)效率是重要的途徑。 

為此，在不大改變新疆-2原結構的基礎上還能提高多少喂入量的問題已經提出來。 

目前橫軸流機提升作業(yè)效率的主要問題： 

1、作業(yè)速度：按國際普遍認識，機手操縱視覺在1-1.5m/s比較合適，而1m/s是理想速度，所以國外機型割臺配置都較寬。雖然機器喂入量可以用縮窄割臺寬度提高作業(yè)速度實現(xiàn)，但從土地規(guī)模效益、車輪碾壓田塊次數(shù)、發(fā)動機功率配置等綜合性指標講，寬割臺低速度比窄割臺高速度更要經濟。而國內因農村道路窄，土地規(guī)模和田塊面積小，要求田間作業(yè)機動性好，只能配置窄割臺。為此，在與國外同等脫粒滾筒直徑與長度、清選篩面寬度與長度的情況下，只有加快作業(yè)速度，才能保證與國外機有相同作業(yè)效率。 

2、脫粒與清選裝置能力：脫粒裝置形成的混合物目前大都是下落到抖動板上，再由抖動板向后輸送到上篩前端。抖動板在輸送過程中雖有分層作用，但在喂入量較大、混合物較多的情況下鋪層過厚分層效果不好。加之在下落到上篩面過程中，氣流經過抖動板與上篩面之間時因通道過窄，也無法完全將混合物中的雜余托起并一次送出機外，由此產生堆積給上篩籽粒分離造成較大難度。而如果將抖動板下落到上篩前的雜余一次送出機外，則需要增大氣流速度。但氣流速度增大籽粒則會吹出機外。 

 3、作物適應性：橫軸流機主要收割小麥。收獲其他作物，如玉米穗從過橋進入前切流滾筒易產生斷穗破籽，果穗形成小塊后較難再脫粒。對于大豆，則需要較低的滾筒脫粒速度，而目前橫軸流滾筒轉速通過更換帶輪很難調整到位，使大豆粒破碎較多。對于含水率較高作物脫粒，由于滾筒長度有限，降速會產生未脫凈或夾帶損失，不降速則產生籽粒和秸稈破碎等現(xiàn)象，與縱軸流較長滾筒脫粒相比無法實現(xiàn)柔性脫粒的效果。當然橫軸流機身短，價格低，同喂入量機型小麥收割作業(yè)速度不低于縱軸流，對不進行跨區(qū)作業(yè)，只收割小麥的區(qū)域，橫軸流仍然有較好的市場用戶群體。 

綜上所述，聯(lián)合收割機仍有許多結構原理問題需要研究和討論。例如：

割臺與過橋（輸送槽）的輸送：如可變幅割臺、撥禾輪輔助喂入器、超喂入量控制裝置、喂入量自動調節(jié)裝置結構原理的研究和使用。

切流與軸流脫粒裝置的能力：小麥長秸稈保留方案、小麥脫粒過程穗頭位置對脫粒效果的影響、縱軸流脫粒滾筒喂入口防堵結構及滾筒喂入攪龍葉片形狀對喂入均勻性的分析、兼收多種作物脫粒滾筒構造、脫粒滾筒防堵塞方案、切流滾筒脫粒玉米防碎結構結構原理的研究和使用。清選系統(tǒng)氣流分布、風量、風向、風壓及混合物在篩面上各處混合物層厚及運動情況：風機進出風口的形狀、清選室內雜余全懸浮送出機外、清選損失提前告知、籽粒提前分離、籽粒提前透篩、篩面混合物防堆積、籽粒雜余防滯留滑板、糧箱全排凈、濕糧防破損卸出、卸糧方式簡化等裝置結構原理的研究和使用。

玉米割臺和剝皮機防果穗啃粒破碎裝置結構原理的研究和使用。