馬鈴薯是一種世界性的經(jīng)濟(jì)作物，也是一種重要化工原料，是我國(guó)五大主食之一。馬鈴薯機(jī)械化收獲環(huán)節(jié)用工量大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，亟需機(jī)械化生產(chǎn)。傳統(tǒng)的馬鈴薯收獲機(jī)械收獲過(guò)程中存在粘濕土壤極易堵塞分離篩，使分離率降低；振動(dòng)篩分離薯土，使破皮率高；薯秧纏繞機(jī)械，使作業(yè)效率低等三大瓶頸問(wèn)題，自清式馬鈴薯收獲技術(shù)因其采用縱向柔性分離篩條沿帶式運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)行使粘附在每根篩條上的泥土自行脫落，達(dá)到自清的效果，不堵塞分離篩，使粘濕土地的馬鈴薯收獲分離效果大幅提高。

一、立題背景

克山縣位于黑龍江省西部、齊齊哈爾地區(qū)東北部，地處松嫩平原腹地，地勢(shì)平坦，土壤肥沃。幅員面積3320平方公里，耕地面積302萬(wàn)畝?？松娇h是國(guó)家商品糧基地縣，盛產(chǎn)馬鈴薯、大豆，被稱為中國(guó)馬鈴薯種薯之鄉(xiāng)。依托資源優(yōu)勢(shì)和基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)，在馬鈴薯產(chǎn)業(yè)上，省內(nèi)唯一的國(guó)家馬鈴薯改良中心坐落克山，全縣先后建成馬鈴薯種薯企業(yè)7家、種薯基地10萬(wàn)畝、標(biāo)準(zhǔn)倉(cāng)儲(chǔ)窖20萬(wàn)平方米，原原種年生產(chǎn)能力達(dá)到1億粒；克山引進(jìn)了沃華、嵩天、佐源3個(gè)馬鈴薯深加工企業(yè)，并與北大荒薯業(yè)集團(tuán)建立了馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略合作關(guān)系，搶占國(guó)內(nèi)馬鈴薯主糧化先機(jī)；還建成了省內(nèi)最大的馬鈴薯交易大市場(chǎng)，年集散能力400萬(wàn)噸。每年馬鈴薯種植都在50萬(wàn)畝左右，隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，馬鈴薯種植面積穩(wěn)中有增，推廣馬鈴薯機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)是提高經(jīng)濟(jì)效益，增加農(nóng)民收入，盡快脫貧致富的重要途徑。

二、傳統(tǒng)馬鈴薯收獲技術(shù)存在的問(wèn)題

以前，國(guó)內(nèi)處馬鈴薯機(jī)械化收獲技術(shù)采用全懸掛雙（單）升運(yùn)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，與帶液壓升降機(jī)構(gòu)和后動(dòng)力輸出的輪式拖拉機(jī)配套使用，一次進(jìn)地可完成仿形限深、挖掘（切秧）、分離升運(yùn)和放鋪集條作業(yè)，此類收獲機(jī)械特點(diǎn)：

（1） 采用雙（單）升運(yùn)鏈結(jié)構(gòu)，有些產(chǎn)品的升運(yùn)鏈傳動(dòng)采用耐磨橡膠輪驅(qū)動(dòng)，具有低噪音和過(guò)載保護(hù)功能，同時(shí)增加清雜行程，能夠有效提高明薯率。（2）壟體仿形機(jī)構(gòu)的運(yùn)用，能壓碎壟體表層的硬殼，保證挖掘鏟的入土深度，挖薯充分。（3）采用圓盤切刀，能部分切斷薯秧及其它雜草，防止拖堆現(xiàn)象。（4）抖動(dòng)鏈桿采用高性能合金鋼經(jīng)過(guò)特殊熱處理工藝而成，具有超強(qiáng)拉力，超強(qiáng)耐磨性和較好的柔韌性。有些產(chǎn)品為適應(yīng)土壤含水量較低的地區(qū)還采用鏈桿掛膠技術(shù)，更有效的實(shí)現(xiàn)馬鈴薯收獲低損傷率。

但是，以上結(jié)構(gòu)形式的馬鈴薯收獲機(jī)適應(yīng)土壤含水量在25%以下的粘重土壤、黑鈣土、砂壤土地區(qū)的收獲需要，由于馬鈴薯的收獲條件不確定，尤其是黑龍江北部馬鈴薯種植縣份均屬典型的黑粘土，土壤含水量比較大，秋雨大時(shí)可超過(guò)35%，相應(yīng)以下缺點(diǎn)就顯現(xiàn)出來(lái)：（1）收獲過(guò)程中存在粘濕土壤極易堵塞分離篩，使分離率降低；（2）振動(dòng)篩分離薯土，使破皮率高；（3）薯秧纏繞機(jī)械，使作業(yè)效率低等三大瓶頸問(wèn)題。

三、研發(fā)及推廣方向

針對(duì)傳統(tǒng)馬鈴薯收獲技術(shù)存在的三大瓶頸問(wèn)題，研制和推廣一種可自動(dòng)清除粘附在分離裝置上的粘濕土壤，不需進(jìn)行人工清理的馬鈴薯收獲機(jī)械迫在眉睫。從2014年開始，克山縣農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣中心和克山縣力農(nóng)農(nóng)機(jī)有限公司在黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣總站的指導(dǎo)下共同研究生產(chǎn)自清式馬鈴薯收獲機(jī)，通過(guò)查閱大量相關(guān)資料和多次論證，決定研發(fā)和推廣一種80-100馬力拖拉機(jī)配套的自清式馬鈴薯收獲機(jī)。根據(jù)黑龍江省克山縣及周邊縣市馬鈴薯田土質(zhì)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)生產(chǎn)4SW-1700型自清式馬鈴薯收獲機(jī)。2014年生產(chǎn)出樣機(jī)5臺(tái)，給克山縣仁發(fā)農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社、克山縣同賀農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社等合作社及周邊縣、市馬鈴薯種植大戶使用并提出改進(jìn)意見，用戶反映：2014年馬鈴薯收獲期間，土壤含水量大，土壤絕對(duì)含水率在不大于 40%條件下，明薯率≥98%，破皮率≤1.0%，作業(yè)率達(dá)到1.0 hm2/h以上。應(yīng)用范圍廣，對(duì)沙壤土、黑粘土等作業(yè)地塊收獲效果同樣好。2015年，進(jìn)一步吸取了合作社和用戶的一些建議，進(jìn)行了必要的改進(jìn)，在黑龍江省齊齊哈爾市馬鈴薯種植縣市進(jìn)行了小批量銷售及推廣，實(shí)際工作中也出現(xiàn)一些問(wèn)題，比如縱向柔性分離篩條拉毛露出鋼絲和斷裂的問(wèn)題，但整體效果用戶很滿意。

四、自清式馬鈴薯收獲技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

1、柔性分離，不堵塞分離篩，薯土分離效果好。自清式馬鈴薯采用的柔性分離篩裝置是由縱向運(yùn)動(dòng)的橫向分離篩桿和滾動(dòng)狀態(tài)的縱向柔性分離篩條組成，橫向分離篩桿是在無(wú)縫鋼管外硫化有橡膠層，在篩桿的通孔連接有縱向柔性篩條，縱向柔性篩條是在鋼絲繩外周包軟PVC層，柔性分離篩是一種滾動(dòng)式分離篩，而非振動(dòng)分離，大大降低了馬鈴薯破皮率。發(fā)明的技術(shù)效果：在作業(yè)過(guò)程中，縱向柔性分離篩條沿帶式運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)行使粘附在每根篩條上的泥土自行脫落，達(dá)到自清的效果，不堵塞分離篩，使粘濕土地的馬鈴薯收獲分離效果大幅提高。

2、采用三組滾動(dòng)篩裝置，起到較好的碎土效果。在機(jī)體框架兩側(cè)板之間前面由前向后依次通過(guò)軸承座連接有三組滾動(dòng)篩裝置，滾動(dòng)篩裝置是在滾動(dòng)軸的周圍通過(guò)固定盤連接有滾動(dòng)筋，可實(shí)現(xiàn)馬鈴薯與土塊的初步分離，減輕薯土分離篩的工作壓力。

3、采用波紋圓盤刀裝置，可切斷薯秧及雜草。自行研制的浮動(dòng)圓盤刀切秧蔓裝置，采用波紋圓盤刀并設(shè)有壓力彈簧為浮動(dòng)工作裝置，可有效切斷薯秧及雜草，使薯秧及雜草順利通過(guò)，解決薯秧及雜草對(duì)設(shè)備的纏繞堵塞問(wèn)題，不拖土，減少挖掘阻力，使工作效率大幅度提高。

五、自清式馬鈴薯收獲機(jī)特點(diǎn)及技術(shù)效果

1、收獲效果好：本機(jī)型采用自行研制的柔性分離篩裝置是由縱向運(yùn)動(dòng)的橫向分離篩桿和滾動(dòng)狀態(tài)的縱向柔性分離篩條組成，在作業(yè)過(guò)程中，縱向柔性分離篩條沿帶式運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)行使粘附在每根篩條上的泥土自行脫落，達(dá)到自清的效果，不堵塞分離篩，使粘濕土地的馬鈴薯收獲分離效果大幅提高。明薯率高、破皮率低。2、生產(chǎn)效率高：由于本實(shí)用新型采用了縱向運(yùn)動(dòng)的橫向分離篩桿和滾動(dòng)狀態(tài)的縱向柔性分離完美組合加上浮動(dòng)波紋圓盤刀切秧蔓裝置，解決了薯土分離的堵塞和薯秧及雜草對(duì)設(shè)備的纏繞，使工作效率大幅度提高，在土壤絕對(duì)含水率不大于 30%條件下，作業(yè)率為1.0–1.4 hm2/h（國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品同等條件下作業(yè)率為0.5–0.8 hm2/h），土壤絕對(duì)含水率不大于 40%條件下，明薯率≥98%，（國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品同等條件下明薯率≤60%）；破皮率≤1.0%，（國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品破皮率≤2.0%）。

六、推廣應(yīng)用情況：2013-2015年生產(chǎn)銷售了4SW-1700型自清式馬鈴薯收獲機(jī)117臺(tái)，主要推廣范圍在黑龍江省齊齊哈爾市的馬鈴薯種植縣市，累計(jì)推廣應(yīng)用面積63萬(wàn)畝，節(jié)本增效總值達(dá)到11340萬(wàn)元。實(shí)際工作中也出現(xiàn)一些問(wèn)題，比如縱向柔性分離篩條拉毛露出鋼絲質(zhì)量不過(guò)關(guān)經(jīng)常斷裂的問(wèn)題，但整體效果用戶很滿意，目前有一些合作社和馬鈴薯種植大戶提前訂機(jī)，訂購(gòu)自清式馬鈴薯收獲機(jī)。