姚國軍，周紹昆，朱 毅

（云南省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所，昆明 650031）

擊打脫粒式與梳刷脫粒式聯(lián)合收割機(jī)的比較

姚國軍，周紹昆，朱 毅

（云南省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所，昆明 650031）

0 引言

水稻聯(lián)合收割機(jī)發(fā)展至今有幾十年的歷史，各種相應(yīng)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，以歐美技術(shù)為代表的全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)和以日本技術(shù)為代表的半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)代表聯(lián)合收割機(jī)發(fā)展的兩大流派，各領(lǐng)風(fēng)騷。

水稻聯(lián)合收割機(jī)按稻穗進(jìn)入脫粒機(jī)的方式可分為全喂入和半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)；按脫粒方式可簡單分為擊打脫粒式與梳刷脫粒式聯(lián)合收割機(jī)。無論是歐美的全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)還是日本的半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)，其脫粒方式均采用擊打脫粒。近幾年，廣西開元機(jī)器制造有限責(zé)任公司研發(fā)推出了型號為4LBZ-100，采用梳刷脫粒式的半喂入履帶自走式水稻聯(lián)合收割機(jī)，從最初設(shè)計(jì)到技術(shù)穩(wěn)定用了7～8年時間。該機(jī)型在云南試銷4年，進(jìn)行至少3次改進(jìn)，發(fā)動機(jī)功率從9.57 kW（13馬力）改到12.5 kW（17馬力），最后確定為14.72 kW（20馬力），但其對水稻品種適應(yīng)性一直不是很好，至2013年底累計(jì)銷售量不超過50臺。

我們對擊打脫粒式聯(lián)合收割機(jī)與梳刷脫粒聯(lián)合收割機(jī)在脫粒原理和結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了分析比較，以便找出梳刷脫粒式聯(lián)合收割機(jī)推廣不暢及沒有成為聯(lián)合收割機(jī)主流機(jī)型的原因。

為方便比較，以下機(jī)型均采用割幅1 m的水稻聯(lián)合收割機(jī)。

1 脫粒原理

1.1 擊打式脫粒原理

擊打脫粒式聯(lián)合收割機(jī)是利用脫粒滾筒上高速旋轉(zhuǎn)的脫粒齒（可以是釘齒也可以是弓齒）直接擊打稻穗或者帶動稻穗擊摔打在篩網(wǎng)和蓋板上脫粒，由于旋轉(zhuǎn)的脫粒齒的線速度比較高，工作對象只是稻穗，谷粒很容易從穗柄上脫離，所需動力比較小。

1.2 梳刷式脫粒原理

梳刷脫粒式聯(lián)合收割機(jī)是利用棍子帶動梳脫帶，梳脫帶上的釘齒的運(yùn)動象梳頭一樣將谷粒從稻穗中梳扯下來。梳脫對象是水稻長度的70%左右，連同大部分谷草。由于有部分稻穗會扯斷后連同稻谷一起通過梳脫帶輸出，還需設(shè)置次級脫粒裝置—擊打是脫粒機(jī)。由于梳脫帶線速度較慢，所需動力比較大。

2 脫粒過程功率損耗比較分析

下面就兩種脫粒方式脫粒過程功率損耗進(jìn)行比較分析。

2.1 擊打脫粒式收割機(jī)

全喂入式和半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)（除廣西開元外）均有采用擊打脫粒式。

全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)只有谷穗進(jìn)入脫粒機(jī)，稻穗長度一般在300 mm以下，谷草在脫粒滾筒內(nèi)螺旋輸送，谷粒通過脫粒滾筒內(nèi)摔打和摩擦脫粒，即使算上谷草在脫粒機(jī)內(nèi)的摩擦，由于谷草被釘齒扯碎撕柔，所需的動力都比較小。以1 m割幅全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)為例，脫粒過程功率消耗中位在2.5 kW左右。

半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)由于脫粒齒只擊打谷穗部分，谷粒在脫粒滾筒內(nèi)通過擊打，很少擊打和拉扯谷草，脫粒滾筒與谷草接觸不超過滾筒周長三分之一，脫粒環(huán)節(jié)所需動力更小。以1 m割幅半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)為例，功率消耗中位在1.3 kW左右。

2.2 梳刷脫粒式收割機(jī)

梳刷脫粒方式只能在半喂入聯(lián)合收割機(jī)上實(shí)現(xiàn)。由于梳脫帶速度比較慢，梳脫帶上的釘齒的線速度也比較慢，其線速度只有擊打脫粒式釘齒40%左右，脫粒所需的動力比較大；由于梳脫帶上的釘齒是從谷草的全長75%開始梳刷，梳刷長度中位400 mm，所需動力比較大；特別是草谷比較大的水稻，由于梳齒大量動力消耗到梳理谷草，所需動力比更大。而對于谷草超長的水稻，將有更多的斷谷穗進(jìn)入二次脫粒滾筒。

由于梳脫帶寬大約750 mm，梳脫帶與水稻接觸面積大，所需動力比較大。

由于夾持鏈傳動方向與梳脫釘齒運(yùn)動呈方向垂直，谷草梳頭處于斜扯而不是順梳，所需動力比較大。

梳刷帶脫粒約消耗功率5.2 kW。

由于一次梳刷可能有部分谷穗被拉斷而隨梳脫帶運(yùn)送而沒有被脫粒，需要設(shè)置擊打式脫粒滾筒進(jìn)行二次脫粒，由于喂入量比較小，所需動力不大，約1 kW。

由于谷草的梳和運(yùn)垂直導(dǎo)致谷草需設(shè)置除禾裝置，才能保證谷草整齊，需要0.3 kW左右功率損耗。

如以廣西開元機(jī)器制造有限責(zé)任公司生產(chǎn)的4LBZ-100型半喂入履帶自走式水稻聯(lián)合收割機(jī)，割幅為1 m，配套14.7 kW（20馬力）發(fā)動機(jī)，在脫粒環(huán)節(jié)消耗功率6.5 kW左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擊打脫粒式聯(lián)合收割機(jī)的功率消耗。

3 脫粒部位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較

3.1 擊打脫粒式

分全喂入式和半喂入式水稻聯(lián)合收割機(jī)。

1）全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)脫粒部位（只有擊打式）結(jié)構(gòu)比較簡單：只有脫粒機(jī)。結(jié)構(gòu)簡單、可靠，造價低，維修方便，水稻品種適應(yīng)性廣，能耗??；缺點(diǎn)不能完整保持谷草，稻田清理較困難。是現(xiàn)在國內(nèi)水稻聯(lián)合收割機(jī)的主流機(jī)型。國內(nèi)有幾百家生產(chǎn)單位。

2）半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)脫粒部位由水稻夾持運(yùn)輸及脫粒機(jī)組成，由于可以完整保持谷草以利于稻田清理且水稻品種適應(yīng)性強(qiáng)，但由于水稻整理夾持輸送機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，價格高，維修不方便。現(xiàn)階段主要是日本久保田和井關(guān)各有一款機(jī)型在國內(nèi)銷售。

3.2 梳刷脫粒式

梳刷脫粒式半喂入聯(lián)合收割機(jī)脫粒部位由夾持傳送鏈、梳脫機(jī)構(gòu)、次級脫粒機(jī)、除禾機(jī)構(gòu)組成。由于谷草輸送距離短和沒有谷草整理環(huán)節(jié)，可以使機(jī)器傳送結(jié)構(gòu)變得簡單，尺寸縮小，降低生產(chǎn)成本，相比相同割幅的擊打脫粒式半喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)，有一定的價格優(yōu)勢。

但是梳刷脫粒式聯(lián)合收割機(jī)對谷草多、產(chǎn)量高的水稻的收獲，與擊打脫粒式聯(lián)合收割機(jī)相比有一定的局限性，主要原因有：①脫粒結(jié)構(gòu)復(fù)雜，脫粒需4個機(jī)構(gòu)共同協(xié)作才能完成，即夾持傳送鏈、梳脫機(jī)構(gòu)、次級脫粒機(jī)、除禾機(jī)構(gòu)，使脫粒動力輸出軸負(fù)擔(dān)加重，對相關(guān)動力傳動鏈上的零部件強(qiáng)度有更高要求；對動作的協(xié)同性有很高要求。②割幅與梳脫帶寬之間的匹配問題，即谷草高需增加梳脫帶寬度，這樣增加割幅和梳脫量，需要更大的脫粒功率，這又造成了機(jī)器的適應(yīng)性問題。

4 結(jié)論

綜合上述，由于梳刷脫粒式水稻聯(lián)合收割機(jī)有以上一些局限，加之同類割幅的全喂入水稻聯(lián)合收割機(jī)結(jié)構(gòu)更加簡單，售價只有其一半左右，質(zhì)量只有其60%左右，油耗亦只有其60%左右，雖然它有半喂入聯(lián)合收割機(jī)谷草完整的優(yōu)勢，但梳刷脫粒式水稻聯(lián)合收割機(jī)始終沒有成為水稻聯(lián)合收割機(jī)主流機(jī)型。