韓江偉

九方泰禾國(guó)際重工(青島)股份有限公司

玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究

韓江偉

九方泰禾國(guó)際重工(青島)股份有限公司

當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械化的投入力度越來(lái)越大。玉米采用機(jī)械化收獲可比人工收獲提高生產(chǎn)效率近30倍，減少收獲損失3%～5%，并能極大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、增加農(nóng)民收入。因此，對(duì)玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，滿足我國(guó)玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)多功能、高適應(yīng)性、智能化發(fā)展是十分重要的?；诖?，文章就玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，希望可以提供一個(gè)有效的借鑒。

玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)；關(guān)鍵技術(shù)；研究

1.研發(fā)思路

近幾年，尤其2004年以來(lái)，我國(guó)農(nóng)機(jī)化進(jìn)入快速發(fā)展的軌道，隨后的十年可謂農(nóng)機(jī)化“黃金十年”。正是由于農(nóng)機(jī)化的高速發(fā)展促進(jìn)了農(nóng)機(jī)向著智能化、多元化方向發(fā)展。隨著玉米種植面積的不斷增加，尤其是在東北地區(qū)呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的玉米摘穗--晾曬--脫粒的收割模式逐漸的向玉米籽粒直收過(guò)渡。玉米籽粒直收機(jī)大大地縮短的收割周期，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了農(nóng)民收入。國(guó)外進(jìn)口車價(jià)格昂貴，動(dòng)輒上百萬(wàn)元，甚至200多萬(wàn)元，除國(guó)內(nèi)大型農(nóng)場(chǎng)、合作社及少數(shù)手頭富裕的人外，大部分人根本負(fù)擔(dān)不起。此時(shí)，國(guó)內(nèi)機(jī)型成為老百姓的首選。國(guó)內(nèi)車價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于進(jìn)口車，而且維修保養(yǎng)方便，配件更換費(fèi)用也低，大大縮短了維修保養(yǎng)周期。

2.玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 割臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

割臺(tái)安置在工字型導(dǎo)軌上，在末端液壓缸的推力下能實(shí)現(xiàn)間距調(diào)整；在前端安置的光電傳感器的反饋數(shù)據(jù)下能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)整高度和自動(dòng)對(duì)行；末端液壓馬達(dá)通過(guò)變速箱連接摘穗輥和撥禾鏈，使摘穗輥和撥禾鏈速度實(shí)時(shí)可調(diào)。為滿足現(xiàn)代化玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)對(duì)大喂入量的要求，將割臺(tái)設(shè)計(jì)為9行，并在液壓缸的推力下實(shí)現(xiàn)可折疊，便于空走時(shí)割臺(tái)的運(yùn)輸。

為實(shí)現(xiàn)割臺(tái)自動(dòng)對(duì)行和可折疊功能，以PLC為主控制器，開發(fā)割臺(tái)智能化控制系統(tǒng)。收獲機(jī)田間作業(yè)時(shí)，視覺(jué)采集系統(tǒng)對(duì)路況、玉米植株行間距、秸稈密度進(jìn)行視頻采集，將采集到的視覺(jué)信息傳輸給圖像處理系統(tǒng)，與割臺(tái)位置信息進(jìn)行比對(duì)并計(jì)算出割臺(tái)高度差和橫向偏差，PLC針對(duì)計(jì)算結(jié)果控制割臺(tái)升降及橫移，從而實(shí)現(xiàn)割臺(tái)自動(dòng)對(duì)行功能；為保證收獲質(zhì)量和效率，PLC根據(jù)圖像處理系統(tǒng)分析的秸稈密度信息以及玉米籽粒含水率采集系統(tǒng)采集到的籽粒含水率實(shí)時(shí)信息，及時(shí)調(diào)整行車速度及割臺(tái)摘穗輥、撥禾鏈速度，避免由于收獲速度過(guò)快、籽粒含水率過(guò)高而引起的玉米穗輸送、脫粒過(guò)程中的堵塞故障發(fā)生。

2.2 脫粒清選

工作原理如圖1所示：將扭矩傳感器布置到脫粒滾筒軸上，采集脫粒滾筒軸扭矩信號(hào)；將轉(zhuǎn)速傳感器1布置到脫粒滾筒軸上，采集脫粒滾筒軸轉(zhuǎn)速信號(hào)；將轉(zhuǎn)速傳感器2布置到清選裝置振動(dòng)篩曲軸上，采集振動(dòng)篩曲軸轉(zhuǎn)速信號(hào)；含水率測(cè)定系統(tǒng)對(duì)玉米籽粒含水率進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；PLC將以上接收到的脫粒滾筒軸扭矩信號(hào)、轉(zhuǎn)速信號(hào)、清選裝置振動(dòng)篩曲軸轉(zhuǎn)速信號(hào)以及玉米籽粒含水率數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并結(jié)合破損率和含雜率數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)調(diào)節(jié)控制閥組1、2、3分別調(diào)節(jié)輸送裝置、脫粒滾筒和清選裝置振動(dòng)篩曲軸的液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速。當(dāng)扭矩信號(hào)過(guò)大、轉(zhuǎn)速信號(hào)過(guò)小、玉米籽粒含水率過(guò)高時(shí)降低輸送裝置液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速、提高脫粒滾筒和清選裝置振動(dòng)篩曲軸的液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速，減少玉米穗喂入的同時(shí)加快脫粒和清選速度，避免脫粒清選過(guò)程中堵塞故障發(fā)生，從而有效實(shí)現(xiàn)脫粒清選過(guò)程的智能化控制。

3.使用玉米籽粒收獲機(jī)常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法

3.1 玉米籽粒破碎過(guò)大的原因

圖1 脫粒清選控制系統(tǒng)

凹板與滾筒間隙過(guò)小。此時(shí)需要加大滾筒與凹板之間的間隙。以1000系列為例，收獲小麥時(shí)的入口間隙為18mm～25mm，出口間隙為20mm左右，而收獲玉米時(shí)的入口間隙則為35～45mm左右，出口間隙為30mm～35mm，因此收獲玉米時(shí)一定要調(diào)好滾筒間隙。此外還需要注意的是如果脫粒滾筒兩側(cè)間隙不一致也會(huì)造成籽粒破碎，因此需要保證凹板與滾筒平行。

3.2 返回滾筒的雜余過(guò)多

如果雜余過(guò)多進(jìn)行重復(fù)脫粒，會(huì)導(dǎo)致破碎率的增加。因此發(fā)生此現(xiàn)象時(shí)要及時(shí)清理篩面，看篩面是否有堆積現(xiàn)象；增加風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，調(diào)整風(fēng)向，將篩面前端的混合物吹散，提高篩選效率；在坡地或不平整地面上作業(yè)時(shí)，要安裝專用裝置。

3.3 脫粒不徹底的原因

玉米成熟度不夠會(huì)造成脫不凈現(xiàn)象增加，最好等到成熟以后再進(jìn)行收獲，效果最佳。

滾筒轉(zhuǎn)速太低。此時(shí)需要提高滾筒轉(zhuǎn)速并檢查傳動(dòng)皮帶的張緊度。必須注意發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，只有達(dá)到其理論設(shè)計(jì)的速度時(shí)，才能正常工作(如脫粒滾筒轉(zhuǎn)速、篩子的抖動(dòng)頻率、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速)。

3.4 玉米莖稈推出的原因

摘穗板安裝太靠近會(huì)導(dǎo)致果穗不能夠順利地通過(guò)拉莖輥而進(jìn)入機(jī)器，此時(shí)應(yīng)該逐漸調(diào)整加大摘穗板間距。注意太大的工作間隙會(huì)使果穗損傷和籽粒損失增大。因此摘穗板間隙的確定是根據(jù)所收獲玉米的品種而確定，而摘穗板前部間隙應(yīng)比后部間隙小3毫米至5毫米。

結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，在大力推廣農(nóng)機(jī)技術(shù)的過(guò)程中，玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)的研究是一個(gè)重要的內(nèi)容。因此，需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，采用先進(jìn)的技術(shù)，并對(duì)故障問(wèn)題加以重視，從而保證機(jī)械的工作效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展。

[1]月浩.自走式玉米籽粒收獲機(jī)[J].農(nóng)業(yè)知識(shí)，2016，25：36.

[2]張傳根.玉米籽粒收獲機(jī)清選篩體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.