玉米聯(lián)合收獲機械

1、第 十 二 章 玉米聯(lián)合收獲機械,第一節(jié) 概述第二節(jié) 玉米聯(lián)合收獲機和玉米割臺第三節(jié) 摘穗器第四節(jié) 剝皮裝置和莖桿粉碎裝置第五節(jié) 我國玉米聯(lián)合收獲機發(fā)展及現(xiàn)狀,第一節(jié) 概 述,,一、玉米收獲的特點 玉米是我國主要糧食作物之一，年種植面積約0.24億hm2。目前，我國已形成三大玉米生產(chǎn)區(qū)：北方玉米區(qū)，包括遼、吉、黑、冀等省，播種面積占40％；黃淮海平原春夏

2、玉米區(qū)，包括魯、豫、蘇等省，播種面積占25％；西南丘陵玉米區(qū)，包括云、黔等省，播種面積占15％。由于其種植范圍很廣，各地作物品種和氣候條件不同，以及農(nóng)藝作業(yè)方法的差異，收獲時的玉米莖稈和籽粒水分差別較大。氣候干燥地區(qū)，玉米莖稈和籽粒含水量較小，果穗上的苞葉干軟、膨松，果穗易于摘落和剝皮，一般可將果穗直接脫粒。但在低溫多雨地區(qū)，莖稈和籽粒含水量較大（30％以上），果穗上的苞葉青濕，一般要求先摘掉果穗并剝皮晾曬，直到水分下降到一定程度時方可

3、脫粒。在脫粒時如水分過大，將造成籽粒大量破碎，難以保管，如不能及時烘干，會霉爛變質。,,,二、機械化收獲玉米的方法（一）分段收獲法：分段收獲有兩種不同的作業(yè)程序：（1）用割曬機將玉米割倒、鋪放，經(jīng)幾天晾曬后，待籽粒濕度降到20－22％，用機械或人工摘穗和剝皮，然后運至場上用脫粒機脫粒。（2）用摘穗機在玉米生長狀態(tài)下進行摘穗（稱為站稈摘穗），然后將果穗運到場上，用剝皮機進行剝皮而后脫粒，或將果穗直接脫粒。莖稈用機器切碎或圓盤耙耙碎還

4、田。（二）聯(lián)合收獲法：聯(lián)合收獲法有幾種不同的收獲工藝：（1）用玉米聯(lián)合收獲機，一次完成摘穗、剝皮（或脫粒，此時籽粒濕度應為25％－29％）、莖稈放鋪或切碎拋撒還田等項作業(yè)，然后將不帶苞葉的果穗運到場上，經(jīng)晾曬（或不經(jīng)晾曬）后進行脫粒。,,（2）用谷物聯(lián)合收獲機換裝玉米割臺，一次完成摘穗、剝皮（脫粒、分離和清選）等項作業(yè)。在地里的莖稈用其他機械切碎還田，有的玉米割臺裝有切割器，先將玉米割倒，并整株喂入聯(lián)合收獲機的脫粒裝置進行脫粒、分離

5、和清選。（3）用割曬機（或人工）將玉米割倒，并放成人字形條鋪，經(jīng)幾天晾曬后，用裝有拾禾器的谷物聯(lián)合收獲機拾禾脫粒。三、國內(nèi)外玉米收獲機械的發(fā)展概況（一）國內(nèi)情況 自70年代以來，生產(chǎn)了兩種玉米聯(lián)合收獲機（4YW－2；4YL－2）并研制了玉米割臺；80年代以來研制了青貯玉米聯(lián)合收獲機及小型單行玉米聯(lián)合收獲機等。90年代隨著小麥聯(lián)合收割機的進一步成熟和跨地區(qū)生產(chǎn)作業(yè)大大提高機具使用率給農(nóng)機戶帶來的豐厚利潤，在小麥聯(lián)合收割機

6、大發(fā)展的帶動下，玉米聯(lián)合收獲機的開發(fā)、研制和生產(chǎn)形成了一定的高潮，主要機型有4YW－1（懸掛式）、4YW－2（懸掛式）、4YZ—3、4YZ－4等。這些機具主要是與小型四輪和中型輪式拖拉機懸掛配套。,（二）國外情況在機械化程度較高的歐洲和美洲的某些國家，用機械收獲玉米已有20－70年的歷史，一般到50年代和60年代已基本實現(xiàn)了玉米收獲機械化，他們所走過的道路大致相同，即先推廣玉米收割機、剝皮機和脫粒機；繼而發(fā)展玉米摘穗機和玉米聯(lián)合收獲

7、機。近年來由于谷物烘干設備的大量采用，玉米割臺的迅速推廣，多用谷物聯(lián)合收獲機直接收獲玉米籽粒。目前國外的玉米聯(lián)合收獲機主要有兩種機型，一種是俄羅斯生產(chǎn)的KCKy－6型玉米聯(lián)合收獲機；一種是美國、德國等農(nóng)機企業(yè)生產(chǎn)的大馬力聯(lián)合收獲機配用的玉米摘穗臺。,第二節(jié)玉米聯(lián)合收獲機和玉米割臺,玉米聯(lián)合收獲機有自走式、懸掛式和牽引式三種機型。一般有以下三種一、縱臥輥式玉米聯(lián)合收獲機,,圖12-1 縱臥輥式玉米聯(lián)合收獲機1.分禾器 2.撥禾鏈

8、3.摘穗輥 4.第一升運器 5.除莖器 6.剝皮機構7.第二升運器 8.苞葉輸送螺旋 9.籽?；厥章菪?10.切碎刀,一般為兩行或三行牽引式，站稈摘穗。國產(chǎn)4YW－2為縱臥輥式玉米聯(lián)合收獲機，由分禾器、撥禾鏈、摘穗輥、果穗第一升運器、除莖器、剝皮裝置、果穗第二升運器、苞葉螺旋、籽粒回收螺旋和莖稈切碎刀等組成（圖12－1）。其工作過程：分禾器從根部將禾稈扶正并引向帶有撥齒的撥禾鏈，鏈分三層單排配置（機器外側一排較長，機器內(nèi)側兩排較短）

9、，將莖稈扶持并引向摘穗輥。摘穗輥為縱向傾斜配置，每行有一對，相對向里側回轉，其前端為帶螺紋的錐體，起導禾作用；中部為帶螺紋的圓柱體，起摘穗作用；后段為深槽狀圓柱體，主要將上部剩余莖稈或拉斷的莖稈拉下或咬斷，以防阻塞。兩輥在回轉中將禾稈引向摘輥間隙之中，并不斷向下方拉送。由于果穗直徑較大通不過間隙而被摘落。摘掉的果穗，由摘輥上方滑向中央第一升運器中（圖12－2）。果穗經(jīng)升運器被運到上方，并滑落到剝皮裝置中（圖12－3）。若果穗中含有被拉斷

10、莖稈，則由上方的除莖輥排出剝皮,,置由傾斜配置的若干對剝皮輥和葉輪式壓送器組成。每對剝皮輥呈高差槽形（或V形）配置。每對剝輥相對向內(nèi)側回轉。剝皮輥回轉時將果穗的苞葉撕開和咬住，從兩輥間的縫隙中拉下，苞葉經(jīng)下方的輸送螺旋推向一側排出機外。苞葉中夾雜的少許已脫落的籽粒，在苞葉輸送中從螺旋底殼（篩狀）的孔漏下，經(jīng)下方的籽?；厥章菪淙氲诙\器，已剝?nèi)グ~的果穗沿剝皮輥向下滑入第二升運器與回收籽粒一道被輸送到后方的拖車。,,圖12-2 縱臥

11、輥 1.外側摘輥前段 2.可調(diào)前軸承 3.摘輥中段 4. 摘輥 后段 5.內(nèi)側摘輥 6.中央第一升運器,圖12-3 剝皮裝置1.下剝皮輥 2.上剝皮輥 3.除莖器 4.壓送器 5.隔離桿經(jīng)過摘輥碾壓后的莖稈，其上部多已被撕碎或折斷，基部約有1m長左右仍站立在田間。在機器的后方設有橫置臥式甩刀式切碎刀，將殘存的莖稈切碎并拋撒于地面。有的機器上帶有玉米脫粒器和糧箱等附件。在玉米成熟度高而一致、

12、籽粒含水量較?。?0－22％）的情況下，可將剝皮機構及第二升運器等拆下并換裝脫粒器及糧箱，直接收獲玉米籽粒。,,二、立輥式玉米聯(lián)合收獲機它一般為兩行或三行牽引式（如國產(chǎn)4YL－2為兩行，豐收－3為三行），割稈后摘穗，并將莖稈放鋪（或切碎）。4YL－2玉米聯(lián)合收獲機由分禾器、撥禾鏈、圓盤式切割器、喂入鏈、摘穗器、放鋪臺、果穗第一升運器、剝皮裝置、果穗第二升運器、苞葉輸送螺旋、籽?；厥章菪蛽鹾贪宓冉M成（圖12－4）。其工作過程：分禾器

13、（圖12－5）將禾稈從根部扶正并引向撥禾鏈。撥禾鏈將禾稈推向圓盤式切割器。當莖稈被割斷后，在切割器和撥禾鏈的配合作用下送向喂入鏈。喂入鏈將莖稈夾緊并送向摘穗輥的間隙中，將穗摘下。,圖12-4 立輥式玉米聯(lián)合收獲機1.擋禾板 2.摘穗器 3.放鋪臺 4.第二升運器 5.剝皮裝置 6.苞葉輸送螺旋 7.籽?；厥?8.第一升運器 9.喂入鏈 10.圓盤切割刀 11.撥禾鏈 12.分禾器,圖12-5 撥禾.喂入部分1.分禾器 2.撥禾鏈

14、3.切割器 4.喂入鏈 5.摘穗輥,摘穗輥為斜立式（垂直線傾斜250）。每行有兩對摘輥，一般前輥呈螺旋凸棱形表面，主要起摘穗作用，稱為摘穗輥；后輥呈多梭形表面，主要起拉引莖稈的作用，稱為拉莖輥。莖稈在摘輥的碾壓作用下向后方移動。由于擋禾板的阻擋，使禾稈向垂直于輥軸方向旋轉并拋出。已摘下的果穗落入果穗第一升運器。升運至剝皮機構，莖稈落入后方的放鋪臺，臺上帶撥齒的鏈條將莖稈間斷地堆放到地面。若需莖稈還田時，可將放鋪臺拆下，換裝切碎器，將莖稈

15、切碎并拋撒還田。它的剝皮裝置與前述的機型類似，已剝?nèi)グ~的果穗經(jīng)第二升運器與回收籽粒一起送入后方的拖車。,上述兩種類型的玉米聯(lián)合收獲機在條件適宜的情況下工作性能基本相同：損失率為2%以下，落地漏摘果穗損失約2－3％，總損失為4－5％，籽粒破碎率為7－10％，苞葉的剝凈率為80％以上。但在條件較差的情況下，則各有特點。一般在玉米青濕、植株密度較大、雜草較多情況下，立輥式玉米收獲機故障較多，在摘輥處易發(fā)生堵塞，而傾斜臥輥式玉米收獲機則適應

16、性較強，故障較少，但在收獲結穗部位較低的果穗時，則立輥式機型比臥輥式機型的漏摘果穗損失率較小。此外，立輥式機型能夠進行莖稈放鋪和收集，而臥輥式機型則不能放鋪莖稈。三、玉米割臺（一）使用條件 玉米割臺是與谷物聯(lián)合收獲機配套用于直接收獲玉米籽粒的專用裝置。用玉米割臺收獲玉米，效率較高、工藝較簡單，是一種先進的收獲方法。但必須具備下列條件，否則不宜采用。（1）玉米品種應具有成熟度基本一致的特點，收獲時籽粒含水量在32％以

17、 下，以25－29％為好。（2）應具有充足的烘干設備，能在收獲后及時地將籽粒含水量降到15％以下，以便儲藏。,玉米割臺的收獲行數(shù)，根據(jù)谷物聯(lián)合收獲機的生產(chǎn)能力而定，一般有四行、六行和八行等幾種。其構造大體相同，由分禾器、撥禾鏈、拉莖輥、摘穗板、清除刀、果穗螺旋和鏈耙式升運器等組成（圖12－6）。其工作過程如下： （二）構造與工作過程,圖12-6 玉米割臺.分禾器 2.撥禾鏈 3.拉莖桿 4.摘穗板 5.清除刀6.果穗螺旋

18、 7.鏈耙升運器,分禾器從根部將禾稈扶正并導向撥禾鏈（兩組相對回轉）。撥禾鏈將禾稈引向摘板和拉莖輥的間隙中。每行有一對拉莖輥，將禾稈強制向下方拉引。在拉莖輥的上方設有兩塊摘穗板。兩板之間的間隙（可調(diào)）較果穗直徑為小，便于將果穗摘落。已摘下的果穗被撥禾鏈帶向果穗螺旋。果穗螺旋由收割臺兩側將果穗向中央集中，并經(jīng)中部的伸縮扒指機構傳給傾斜鏈耙。鏈耙將果穗送入谷物聯(lián)合收獲機的脫粒裝置脫出玉米粒。拉莖輥下方設有清用裝有玉米割臺的谷物聯(lián)合收獲機收獲

19、玉米，在條件適宜的情況下，籽粒損失率為0.5%，落地漏摘的果穗損失率為2－4％，總損失率為2.5－4.5％，籽粒破碎率為7－16%。除刀，能及時將纏繞拉莖輥的青草切斷，防止堵塞。,第三節(jié)摘穗器,一、摘穗器的種類、構造和工作過程 現(xiàn)有機器上所用的摘穗器皆為輥式。按結構，可分為縱臥式摘輥、立式摘輥、橫臥式摘輥和縱向摘穗板四種。（一）縱臥式摘輥 它多用在站稈摘穗的機型上，由一對縱向斜置（與水平線成35－400）的摘輥組

20、成（圖12－7）。兩軸的軸線平行并具有高度差，由于其前端高度相同，因而兩輥長度不等，一般靠近機器外側的摘輥較長（為1100－1300mm）、靠近機器內(nèi)側的摘輥較短（740－1000mm）。摘輥的結構前、中、后三段有所不同：前段為帶螺紋的錐體，主要起引導莖稈和有利于莖稈進入摘輥間隙的作用；中段為帶有螺紋凸棱的圓柱體，起摘穗作用（長度為500－700mm），其表面的凸棱高10mm，螺距為160－170mm，兩對應摘輥的螺紋方向相反，并相互交

21、錯配置。在有的機器上為了加強摘穗能力，在螺紋上相隔900設有摘穗鉤（或稱摘穗爪），以便將穗柄揪斷。摘穗輥的直徑一般為72－100mm，轉速為600－820r/min。兩摘輥之間的間隙（以一輥的頂圓到另一輥根圓的距離計算）較莖稈直徑為小，約為莖稈直徑的30－50％，移動摘輥前軸承可以調(diào)節(jié)間隙。調(diào)節(jié)范圍為4－12mm（從摘輥中部測量）。,工作中，莖稈在兩輥和兩輥凸棱之間沿軸向移動時被向下拉伸，由于莖稈的抗拉力較大（1000－1500N），而

22、果穗與穗柄的連接力及穗柄與莖稈的連接力較?。s500N），因此果穗在兩摘輥碾拉下被摘落。果穗一般在它與穗柄的連接處被揪斷，并剝掉大部分苞葉。摘穗輥的后段為強拉段，表面上具有較高大的凸棱和溝槽（長約120－320mm）。其主要作用是將莖稈的末稍部分和在摘穗中已拉斷的莖稈強制從縫隙中拉出和咬斷，以防堵塞。縱臥式摘輥的主要特點是：在摘穗時莖稈的壓縮程度較小，因而功率耗用較小，對莖稈不同狀態(tài)的適應性較強，工作較可靠；但摘落的果穗帶有苞葉較多

23、,圖12-7 縱臥式摘輥1.強拉段 2.摘穗段 3.導錐 4.可調(diào)軸承 5.莖桿,（二）立式摘輥 多用在割稈摘穗的機型上，由一對（或兩對）傾斜（與豎直線成250夾角）配置的摘輥和擋禾板所組成（圖12－8），每個摘輥分上下兩段，兩段之間裝有喂入鏈的鏈輪。上段 為摘輥的主要部分。為了增加摘輥對莖稈的抓取和對果穗的摘落能力，該段的斷面為花瓣形（3－4花瓣）。下段為輔助部分，主要起拉引莖稈的作用。該段的斷面或與上段相同或采用4－

24、6個梭形。摘輥的直徑一般為80－95mm，上段長為300mm左右，下段為150－200mm。摘輥轉速為1000－1100r/min。,圖12-8 立式摘輥1.擋禾板 2.上段 3.下段,工作時，莖稈在喂入鏈的夾持下由根部喂入摘輥下段的間隙中。在下段摘輥的碾拉下，莖稈迅速后移并上升，在擋禾板的作用下，向垂直于摘輥軸線方向旋轉，并被拋向后方。果穗在兩摘輥的碾拉下被摘掉而落入下方。為了使摘輥對莖稈有較強的抓取能力，其間隙較臥輥為小，為2－

25、8mm。間隙大小可借助移動上下軸承的位置進行調(diào)節(jié)。立式摘輥的主要特點是：摘穗中對莖稈的壓縮程度較大，果穗的苞葉被剝掉較多，在一般條件下，工作性能較好，但在莖稈粗大、大小不一致、含水量較多的情況下，莖稈易被拉斷而造成摘輥堵塞。為了改善立式摘輥的性能，我國在研制4YL－2玉米聯(lián)合收獲機時，采用了組合式立式摘輥（圖12－9），即前輥采用表面具有鉤狀螺紋的輥型，主要起摘穗作用；后輥采用六棱形（成大花瓣形）拉莖輥，有較強的拉引作用。試驗證明，該組

26、合式摘輥性能較好，果穗損失率較低，工作可靠性較大；但機構較復雜，功耗較大。,圖12-9 組合式立式摘輥 1.前摘輥 2.擋禾板 3.后拉莖輥,（三）橫臥式摘輥 在自走式玉米聯(lián)合收獲機上有的采用橫臥式摘輥。其構造與工作過程如圖（12－10）所示。摘穗器由一對橫式臥輥、喂入輪

27、、喂入輥等組成。工作時，被割倒的玉米經(jīng)輸送器送至喂入輪和喂入輥的間隙中，繼而向摘穗輪喂送。該摘穗輥在回轉中將莖稈由梢部拉入間隙并拋向后方，果穗被擠落于前方。試驗證明：橫式摘輥由梢部抓取莖稈，抓取能力較強，果穗被咬傷率也較大，摘輥易堵塞，但在收獲青飼玉米時性能較好，且結構較簡單、功耗較小。國外有的青飼玉米聯(lián)合收獲機采用了此種機構（如俄羅斯CK－2.6）。,圖12-10 橫臥輥式摘輥器1.撥禾輪 2.喂入輪 3.摘穗輥 4.喂入輥 5

28、.輸送器,（四）縱向板式摘穗器 主要用于玉米割臺上，由一對縱向斜置式拉莖輥和兩個摘穗板組成。其特點是：工作可靠，果穗咬傷率小，籽粒破碎率低；但果穗上帶有的苞葉較多，被垃斷的短莖稈也較多。拉莖輥： 一般由前后兩段組成。前段為帶螺紋的錐體，主要起引導和輔助喂入作用。后段為拉莖段，其斷面形狀有四葉輪形、四棱形、六棱形等幾種（圖12－11）。,圖12-11 拉莖輥 a) 四葉輪式 b) 四棱形 c)

29、六條圓肋式 d) 六條方肋式,其性能大致相同。拉莖輥的工作長度在各機型上差別較大，為480－1100mm，多數(shù)為600－800mm；其直徑為80－102mm；轉速為850－1022r/min。拉莖輥的水平傾角與臥式摘輥相近，為25°～35 ° ，拉莖輥的間隙可調(diào)，為20－30mm。2．摘穗板位于拉莖輥的上方，工作寬度與拉莖輥工作長度相同。為了減少對果穗的擠傷，常將摘穗板的邊緣制成圓弧形。摘穗板的間隙可調(diào)，入

30、口為22－35mm，出口為28－40mm，具體尺寸根據(jù)果穗直徑大小在使用中選定。一般情況下可取中值。 二、摘穗器的工作原理和參數(shù)分析現(xiàn)有摘穗器多為摘輥式。按莖稈喂入摘輥的方向不同，摘輥有徑向喂入式和軸向喂入式兩種。現(xiàn)對其工作的基本條件、工作過程和參數(shù)選擇等敘述如下,（一）摘輥工作的分析及其直徑的確定（圖12－12）1．摘輥工作的基本條件（1）能抓取莖稈 設兩摘輥為圓柱形斷面，當莖稈在喂入機構的作用下與摘輥接觸時，則摘輥對莖稈端

31、部便產(chǎn)生支反力N和抓取力T，摘輥能抓取莖稈的條件是 Tx＞Nx即 Tcosα>Nsinα而 T＝Nμj式中 μj——摘輥對莖稈的抓取系數(shù)； α——對莖稈的起始抓取角。代入上式得 Nμjcosα>Nsinα簡化得 μj＞tgα即摘輥對莖稈的起始抓取角α的正切值應小于抓取系數(shù)μj。,圖12-12 摘輥抓取莖桿的條件a) 開始喂入 b) 喂入后,需知：抓取角α在莖稈進入

32、摘輥間隙后則變小，為摘輥對莖稈擠壓的合力方向角α0，而α0＜α。因此其抓取能力增強。軸向喂入式摘輥（縱臥式摘輥），則具有此有利條件。當其前方螺旋錐體將莖稈引入摘輥間隙后，摘輥的抓取能力已增強，因而工作較可靠。 （2）不抓取果穗 當莖稈在摘輥間隙中被向后拉引而穗與摘輥相遇時，摘輥對果穗端部便產(chǎn)生支反力Ng和抓取力Tg。為了使果穗不被抓取，必須滿足下述條件（圖12－13），圖12-13 擠落果穗條件即 Ngsinαg&

33、gt;Tgcosαg式中 Tg＝Ngμg; μg－摘輥對果穗的抓取系數(shù)。代入上式得 Ngsinαg>Ngμgcosαg簡化得 tgαg>μg,圖12-13 擠落果穗條件,即摘輥對果穗的起始抓取角αg的正切值應大于果穗的抓取系數(shù)μg。摘輥對莖稈和果穗的抓取系數(shù)μj及μg，因摘輥的材料和表面形狀不同而異。一般為了增加摘輥對莖稈的抓取能力以提高工作可靠性，常將摘輥制成凸凹不平的花瓣

34、形（3－6花瓣）或帶有螺旋肋的斷面。其抓取系數(shù)為 μj≈μg＝（1.6～2.3）f＝0.7～1.1式中 f——摘輥對莖稈的摩擦系數(shù)，鑄鐵f＝0.4～0.5。（3）碾拉斷果穗 摘輥在工作中不斷向后方拉引莖稈，而果穗被擋在摘輥間隙之外。當拉引莖稈的力大于莖稈前進阻力和果穗摘斷力時，則果穗被碾拉斷，落在摘輥的前方。滿足此條件的受力分析如圖12－14。 設摘輥對莖稈的水平拉引力為Tjx，莖稈進入摘

35、輥的阻力為Njx，碾拉斷果穗需的力為Rg，則碾拉斷果穗的條件為,α0——摘輥對莖稈的平均抓取角；μj——摘輥對莖稈的抓取系數(shù)；Rg——碾拉斷果穗的拉斷力，Rg＝385－527N（前者為果穗從穗柄上的拉斷力，后者為果穗連同穗柄從莖稈上的拉斷力）Njy——摘輥對莖稈的垂直擠壓力，與莖稈壓縮率成正比，與摘輥間隙h的選擇有關。為了滿足碾拉斷果穗的上述條件，一般摘輥間隙為h＝（0.3－0.5d）。式中d為莖稈直徑，h為摘輥間隙。,2．摘輥

36、直徑的確定 摘輥直徑系根據(jù)摘輥能抓取莖稈而不抓取果穗兩條件而確定。從滿足抓取莖稈條件中，可看出下列尺寸關系簡化得 式中 D——摘輥直徑； d——莖稈直徑； h——摘輥間隙； α——摘輥莖稈的起始抓取角。由上式可看出：當摘輥直徑D與間隙h增大時，莖稈的起始抓取角α變小，對莖稈抓取有利；反之，則對抓取莖稈不利。摘輥直徑可從以下

37、推導中得出,（二）莖稈在摘輥中的運動分析和摘輥長度的確定摘輥工作長度（摘穗段長度）系根據(jù)莖稈在摘穗過程中的運動要求而確定。現(xiàn)按莖稈向摘輥的喂入方向不同，分別討論如下：1、莖稈在縱臥式摘輥中的運動及摘輥長度的確定縱臥式摘輥在工作中由前部的螺旋錐體將莖稈引到摘穗段，此后由于摘輥間隙變小而且越來越小，莖稈受碾拉開始按摘輥的運動規(guī)律運動（圖12－16）。摘輥的圓周速度v，可分解為使莖稈沿軸向移動的相對分速度v1和使莖稈向下拉伸的相對分速

38、度v2。其值為 v1＝vtgβ 若不考慮摘輥表面形狀對速度的影響，令莖稈沿軸向移過L段的時間與莖稈被拉伸Lg段的時間相等，則可推得摘輥工作段的最小長度L。,則得: L＝Lgsinβ式中: L——摘輥工作段的最小長度； β——摘輥傾角，一般為30－400； Lg——果穗最低結穗與最高結穗的高度差， 一般Lg＝0.4～0.6m(個

39、別品種，Lg可達1m)。,2．莖稈在立式摘輥中的運動及摘輥長度分析當莖稈被喂入鏈從根部喂入摘穗輥后，迅速由摘輥的下段過渡到摘輥的上段，此后莖稈按上段的運動規(guī)律運動摘輥的圓周速度可分解為摘輥的軸向移動速度v1莖稈的拉伸速度v2，即 v1＝vctgβ0 v2＝vcscβ0式中 v—摘輥圓周速度； β0—由于擋禾板的作用，莖稈在上段始端A位置時的傾角（莖稈

40、與摘輥軸線的夾角）。需知β0是一變值。當莖稈向上移動到摘輥末端B時，β0＝π/2。因v1及v2的平均值可由下式推得,圖12-17 立輥中莖桿運動分析,若令莖稈由A移動到B的時間（t）與莖稈由A點拉伸到C點的時間相等，則可得摘輥的最小工作長度L0,舉例計算：如4YW－2型玉米聯(lián)合收獲機的β0＝42°（設計時已確定），如取Lg＝0.6m，則,（三）摘輥速度的選擇 摘輥圓周速度是影響摘穗器性能的重要因素

41、之一，其大小應根據(jù)摘穗質量和生產(chǎn)率要求而確定?，F(xiàn)按摘輥配置不同分別討論。1、縱臥式摘輥的速度選擇（圖12－18）試驗指出：縱臥式摘輥在摘穗中，莖稈處于直立或少許向后傾斜時，摘穗損失最小。建議采用下述數(shù)據(jù)范圍： K——比例系數(shù) vm——機器前進速度； v——摘輥圓周速度 β——摘輥傾角機器前進速度vm及摘輥圓周速度v分別與摘穗損失和生產(chǎn)率有著直接關系，

42、其變化曲線如圖12－19所示。,即當機器前進速度增加時，摘輥速度應相應增加，而摘輥速度與摘輥損失為一曲線關系。當摘輥速度過大時，由于摘輥對果穗的沖擊力加大而落粒損失增大；但如摘輥速度過低時，由于摘穗中果穗與摘輥接觸時間較長也增加了咬傷果穗和剝落籽粒的機率。為此考慮兩者關系，建議在機器作業(yè)速度為6－8km/h，取摘輥圓周速度為3－4m/s時作業(yè)。2、立式摘輥的速度選擇 立式摘輥的工作長度較小，生產(chǎn)率受到限制，且果穗被摘掉后能迅速脫離摘

43、輥，而不易咬傷。為了提高生產(chǎn)率，一般取其圓周速度較臥輥稍高，為4－5.5m/s。3、拉莖輥的速度選擇 在縱向傾斜摘穗板的下方設有拉莖輥，其長度較臥式摘輥為短。為了提高該輥生產(chǎn)率以適應聯(lián)合收獲機作業(yè)速度的要求，取拉莖輥的速度較大，為4.5-5.1m/s。,第四節(jié) 剝皮裝置和莖稈粉碎裝置,一、剝皮裝置（一）剝皮裝置的構造和工作過程現(xiàn)有機器上的剝皮裝置多為輥式。它由若干對相對向里側回轉的剝皮輥和壓送器等組成（圖12－20）。剝皮輥是

44、該機構的主要的工作部件，其軸線與水平成100－120傾角，以利于果穗沿軸向下滑。每對剝皮輥的軸心高度不等，呈V形或槽形配置。V形配置的結構較簡單，但果穗容易向一側流動（因上層剝皮輥的回轉方向相同），一般多用在輥數(shù)不多的小型機器上。槽形配置的果穗橫向分布較均勻，性能較好，目前采用較多。在剝皮輥的下端設有深槽形的強制段，可將滑到剝輥末端的散落苞葉和雜草等從間隙中拉出以防堵塞在剝皮輥的上方，設有壓送器，使果穗對剝輥穩(wěn)定地接觸而避免跳動。壓送

45、器有鍵式、葉輪式和帶式等幾種。目前膠板葉輪式壓送器應用較多。剝皮裝置工作時，壓送器緩慢地回轉（或移動），使果穗沿剝皮輥表面徐徐下滑。由于每對剝輥對果穗的切向抓取力不同（上輥較小，下輥較大）果穗便回轉。果穗在旋轉和滑行中不斷受到剝皮輥的抓取，將苞皮或苞葉撕開，并從剝輥的間隙中拉出。,為了增加剝皮輥對苞葉的抓取能力，上置的剝皮輥一般為膠制，表面具有凸棱，其抓取能力較強；下置的剝皮輥為鑄鐵制，表面具有螺旋形槽紋，并帶有可拆卸的凸釘，既有利于

46、果穗下滑又具有較強的抓取能力。當果穗青濕難以剝掉苞葉時，可加裝凸釘以增強剝?nèi)∽饔?；當果穗干燥，籽粒容易脫落和破碎時，則由下方向上逐次減少凸釘，以減少落粒和破碎損失,圖12-20 剝皮裝置)帶鍵式壓送器的剝皮裝置b) 帶葉輪式壓送器的剝皮裝置c) V形配置 d) 槽形配置,（二）剝皮裝置的參數(shù)選擇1．剝皮輥直徑 根據(jù)剝輥不能抓取果穗的條件而確定。在現(xiàn)有機器上，剝輥直徑為68－103mm。2．剝皮輥軸心高度差（圖12－

47、21） 根據(jù)果穗在兩剝輥中的穩(wěn)定性而確定。 圖12-21 剝輥軸心高度差即 α＋γ＜900式中 α——果穗軸心到下輥中心連線CB與上、下輥中心連線AB的夾角； γ——AB與水平線的夾角。 在現(xiàn)有剝輥直徑為70－100mm，果穗直徑為20－32mm的情況下，一般取α≤40mm。3．剝皮輥的轉速 試驗指出：剝皮輥的轉速范圍為200－400r/min較適宜。轉速過

48、高，將影響苞葉剝凈率；過低則生產(chǎn)率降低。4．剝皮輥長度 根據(jù)試驗資料：剝皮輥以1m左右長為適宜。過長時，剝凈率無明顯增加，但破碎率增大；過短時，則剝凈率降低?，F(xiàn)有機器上的剝皮輥長度為800－1100mm,圖12-21 剝輥軸心高度差,4．剝皮輥長度 根據(jù)試驗資料：剝皮輥以1m左右長為適宜。過長時，剝凈率無明顯增加，但破碎率增大；過短時，則剝凈率降低?，F(xiàn)有機器上的剝皮輥長度為800－1100mm。5．剝皮輥的生產(chǎn)率 每對剝皮輥

49、的生產(chǎn)率，根據(jù)對剝凈率的要求不同，差別較大。一般要求剝凈率在80％以上時，生產(chǎn)率為400－700kg/h，即0.11-0.2kg/s。在玉米聯(lián)合收獲機上，摘穗輥對數(shù)與剝皮輥的對數(shù)比為1∶2－1∶3。近來新型機器上，為提高生產(chǎn)率，一般取1∶3比例。6．功率耗用 根據(jù)試驗資料（匈牙利）：玉米聯(lián)合收獲機的每行摘穗器所需功率為2.6－3kW，剝皮機構所需功率為1.8－2.2kW。在玉米割臺上每行摘穗器所需功率為5.9－7.4kW。,二、莖稈

50、粉碎裝置莖稈粉碎裝置一般由機架部分、變速箱、壓輪部分、懸掛部分、切碎部分、罩殼等組成。目前莖稈粉碎裝置按動刀的形式區(qū)分有：甩刀式、錘爪式和動定刀組合式等三種機型。莖稈粉碎裝置在玉米聯(lián)合收割機上一般有三種安裝位置：一是位于收割機后輪后部；一種是位于摘穗輥和前輪之間；還有位于前后兩輪之間，用液壓方式提升。莖稈粉碎裝置通過支撐輥在地面行走。圖12-22 莖桿切碎器圖12－22為一莖稈切碎器，其工作過程是：玉米收獲機通過動力輸出軸經(jīng)

51、過萬向節(jié)將動力傳至莖稈粉碎裝置的變速箱，經(jīng)過兩級加速后帶動切碎部分的刀軸高速旋轉，均勻分,圖12-22 莖桿切碎器,第五節(jié)我國玉米聯(lián)合收獲機發(fā)展現(xiàn)狀及分析,一、基本情況 建國以來，曾有過兩次研制玉米收獲機的高潮。第一次是70年代中期，在國家1980年基本實現(xiàn)機械化的號召下，玉米收獲是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化的重要環(huán)節(jié)。1975年，黑龍江省趙光機械廠與中國農(nóng)機院合作，在引進法國的單行、雙行牽引式式玉米收獲機的基礎上，設計、生產(chǎn)了牽

52、引式2行4YⅡ－2型玉米聯(lián)合收獲機，經(jīng)過20多年的發(fā)展，已形成了豐收－2臥系列，包括4YⅡ－2A、2B、2C、2D、2E、2F和2G等7個品種。全國保有量已達4000多臺，是目前使用最廣泛的一種玉米收獲機產(chǎn)品，技術成熟，質量基本可靠，現(xiàn)已批量生產(chǎn)。第二次是80年代初興起的。由于農(nóng)村經(jīng)濟體制改革，以及小麥聯(lián)合收割發(fā)展的帶動，推動了市場對玉米聯(lián)合收獲機的需求，開始出現(xiàn)多種結構型式、不同功率等級的玉米聯(lián)合收獲機。1992年北京市農(nóng)機局從前蘇聯(lián)

53、赫爾松聯(lián)合收獲機制造廠引進了自走式6行KCKY－6型玉米聯(lián)合收獲機，后來又開發(fā)3、4行自走式玉米收獲機。,到1998年為止，我國從事玉米聯(lián)合收獲機的研制和生產(chǎn)的單位有30多家，已開發(fā)研制出樣機或小批量生產(chǎn)的有30多個產(chǎn)品。從玉米收獲機型來看，有自走式、背負式（前懸掛或側懸掛）、牽引式3種。配套動力包括小四輪、中型輪式拖拉機和東方紅－75、802履帶式拖拉機。收獲行數(shù)分別為單行、2行、3行及4行。單行機一般與小四輪拖拉機配套，能完成摘穗

54、、輸送裝箱和秸稈粉碎還田等項功能。2行、3行及4行玉米收獲機，目前國內(nèi)研制生產(chǎn)的具體情況見表。多行玉米收獲機大都能完成摘穗、輸送、集穗裝箱和秸稈粉碎，有的還有玉米穗剝皮功能。除黑龍江省趙光機械廠生產(chǎn)的豐收－2臥系列玉米收獲機及少量企業(yè)的產(chǎn)品批量生產(chǎn)外，小型單行玉米聯(lián)合收獲機的技術已基本成熟，現(xiàn)已有一些企業(yè)小批量生產(chǎn)。多行玉米聯(lián)合收獲機（自走式或背負式）除個別在小批量試生產(chǎn)外，大多處在研制和試驗階段。表12－6中列出了我國玉米聯(lián)合收獲機

55、研制、生產(chǎn)的主要機型及簡要情況，可供參考。二、對現(xiàn)有機型的分析（一）單行玉米聯(lián)合收獲機目前國內(nèi)所有的單行玉米聯(lián)合收獲機都與8.8－13.2kW的各種小四輪拖拉機配套，有前懸掛和側懸掛兩種；配套動力保有量大，使用廣泛，價格便宜。前懸掛式，收獲時不需要人工開道；側懸掛式，需要人工開道，否則，只能壓行收獲。這類收獲機的缺點是生產(chǎn)率低，不適應壟作，往復收獲次數(shù)多，壓實土壤嚴重。,（二）多行玉米聯(lián)合收獲機分為自走式、牽引式、背負式和專用割

56、臺4種。收獲行數(shù)為2、3、4行，甚至6、8、10行等，具有摘穗、剝皮、送、集、脫粒，莖稈粉碎還田（回收）等一系列功能。但自走式玉米收獲機價格昂貴，利用率低；背負式在結構布置上有一定困難。前懸掛時，駕駛員不易看清割臺；一般拖拉機前端無動力輸出軸，要求輸送箱傾角不大于170，前端重量分配過重等。因此，也出現(xiàn)輪式拖拉機后懸掛割臺、倒開的布置型式，總體布置上有一定的優(yōu)點。國內(nèi)玉米播種機有2行、3行、4行、6行、8行、10行、12行等多種型式，

57、行距有60、70、30／60cm寬窄行等多種型式，而玉米聯(lián)合收獲機的行距大都是固定的，有60cm或70cm，與機播的玉米行距難以匹配而無法正常作業(yè)。多行牽引式玉米聯(lián)合收獲機作業(yè)前，需人工收割開道，人工收割地頭、地邊，作業(yè)時10個車輪壓實土壤，嚴重影響耕作質量，與壟距匹配性差，易推倒或側向壓倒莖稈，對倒伏的適應性差（不利于粉碎還田）。對倒伏的玉米應“戧茬”收獲，即扶起玉米莖稈后，摘穗收獲。國外大多采用谷物聯(lián)合收獲機上配置玉米聯(lián)合收獲機

58、的專用割臺（拆下谷物收割臺），配置剝皮裝置和專用玉米脫粒裝置，但我國玉米收獲時，玉米粒含水量大，脫粒易破損（這與玉米品種有關），如果烘干裝置跟不上，易發(fā)生霉變、腐爛，因此，一般農(nóng)村不受歡迎。,三、發(fā)展前景我國玉米主要種植地區(qū)在黑龍江（270萬hm2）、吉林（40萬hm2）、遼寧（67萬hm2）、北京市、河北、山東、河南、內(nèi)蒙古、西北等地。收獲機械化程度低是影響各省市農(nóng)業(yè)綜合機械化程度提高的重要因素，基本實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化的目標，關鍵是推動

59、收獲機械化，對上述省市地區(qū)，關鍵是提高玉米收獲機械化的程度。玉米收獲機是未來幾年內(nèi)重要的市場熱點產(chǎn)品。河南省武警總隊農(nóng)場的全部玉米地，依靠黑龍江趙光機械廠生產(chǎn)的一臺牽引式4YW－2臥和一臺4YZ－4型自走式玉米收獲機，全部實現(xiàn)了玉米機械化收獲。但我國的玉米收獲機目前還處于小批量生產(chǎn)階段，市場還不成熟，主要原因是自走式和背負式玉米收獲機的產(chǎn)品技術還不夠成熟，每年的利用率較低等，有的產(chǎn)品質量還不夠穩(wěn)定，還在進行地區(qū)適應性試驗研究階段，玉米