第—節聯合收獲機的特點和分類

第二節聯合收獲機的一般構造和工作過程

第三節聯合收獲機的割臺

2/4/20231聯合收獲機是將收割機和脫粒機用中間輸送裝置連接成為一體的機械。它能在田間一次完成切割、脫粒、分離和清選等項作業，以直接獲得清潔的谷粒，因而其生產率很高。隨著我國農業機械化程度的不斷提高，聯合收獲機在收獲作業中的比重必將逐步加大。在國外許多工業發達的國家，其谷物收獲都是用聯合收獲機完成的。一、聯合收獲機的特點(1)生產率很高。如我國成批生產的東風—5型自走式谷物聯合收獲機，配以運糧車，2～4人工作，一天可以收獲公頃產3～5t的小麥13.3多hm2，相當于四五百個勞動力的手工作業量。(2)谷物損失小。一般聯合收獲機正常工作時的總損失，收小麥時小于2％，收：水稻時小于3％，而分段收獲因每項作業都有損失，其總損失高達6％～10％。2/4/20232(3)機械化程度高，因而大大減輕農民的勞動強度，改善勞動條件，并能做到大面積及時收獲，為搶種下茬作物創造條件。但是，聯合收獲機也存在著一些問題：(1)機器構造復雜，價格昂貴，作業成本較高。目前尚難以綜合利用，每年使用時間很短，造成動力積壓和保管難以完善等問題。(2)聯合收獲機只有當谷物達到完熟期時，才能充分發揮其高效作用。而谷物的完熟期般不到一周時間，而且我國不少地區收獲時節正值雨季，這些地區單純依靠聯合收獲機來收獲要承擔一些風險。(3)從我國目前生產的聯合收獲機來看，產品質量較差，使用水平也較低，工作可靠性不高。據統計，平均時間利用率尚不到70％，特別是在小塊地上分散使用，往往難以發揮其效能。2/4/20233二、聯合收獲機的分類目前世界各國生產的聯合收獲機型號已有一百多種。我國正在研制和生產的也有二三十種。這些機型可以按其動力供給的方式和按谷物喂入的方式加以分類。(一)按動力供給方式分類1.牽引式工作時由拖拉機牽引，機組較長，機動性較差，不能自行開道，多用于小型聯合收獲機。如4LQ—2.5型牽引式聯合收獲機，其動力由拖拉機動力輸出軸供給。國外也小量生產由大功率拖拉機動力輸出軸驅動的較大型的牽引式聯合收獲機。牽引式聯合收獲機的優點在于造價較低，且拖拉機可以全年充分利用。因此，在我國當前條件下，它具有一定的適應性。2/4/202342.自走式收割臺和脫粒機呈T型配置，結構緊湊，機動性好，收獲時能自行開道和進行選擇收割，其生產率很高，如東風—5、豐收—3.0和北京—2.5型以及最近從德國引進生產的迪爾—1065型等；但它的造價高，動力和底盤不能全年充分利用。目前，國外工業發達國家生產的聯合收獲機絕大部分都是自走式的。3.懸掛式將聯合收獲機懸掛在拖拉機上，割臺位于拖拉機的前方，脫粒機位于拖拉機的后方，中間輸送裝置在一側，如珠江—4型聯合收獲機。它具有自走式的某些優點，而造價較低；但其總體配置受到拖拉機的限制，如駕駛員視野較差，中間輸送裝置很長，變速檔位不能充分滿足收獲要求等，而且聯合收獲機是分部件懸掛在拖拉機上，裝卸較費工，整體性較差。盡管如此，在我國目前情況下，這種機型仍具有相當的適應性。2/4/20235此外，還有一種半懸掛式，它側掛在拖拉機上。割臺位于拖拉機的前方，脫粒機位于其右側，外側安有一個行走輪支承聯合收獲機的大部分重量，內側有前后兩點與拖拉機鉸接，以適應地形的變化。這種機型裝卸方便，整體性好，造價較低，還能有效地利用拖拉機動力；存在的問題是駕駛員視野較差，工作時有些偏牽引，機組較寬，機動性不及全懸掛式和自走式好。4.通用底盤式將聯合收獲機懸掛在通用底盤上，收獲季節過后，拆下聯合收獲機再裝上其他農具，可以充分發揮動力機和底盤的作用。我國和前蘇聯都曾研制過，但由于各種農具要求不同，相互牽制較多，目前沒有正式產品。2/4/20236(二)按谷物喂人方式分類1.全喂入式谷物莖稈和穗頭全部喂入脫粒裝置進行脫粒。按谷物通過滾筒的方向不同，又可分為切流滾筒型和軸流滾筒型兩種。聯合收獲機的傳統型式是切流滾筒型，即谷物沿旋轉滾筒的前部切線方向喂入，經幾分之一秒時間脫粒后，沿滾筒后部切線方向排出。現在大部分聯合收獲機均采用這種型式。近年來，國內外有一些聯合收獲機開始采用軸流滾筒型式，即谷物從滾筒軸的一端喂入，沿滾筒的軸向作螺旋狀運動，一邊脫粒，一邊分離。它通過滾筒的時間較長，最后從滾筒軸的另一端排出。這種型式可以省去聯合收獲機中龐大的逐稿器，縮小于聯合收獲機的體積和減輕機重，并且對大豆、玉米、小麥和水稻等多種作物均能通用。我國南方研制的全喂入聯合收獲機多采用軸流滾筒式。美國新荷蘭和萬國等四個公司已成批生產軸流滾筒式聯合收獲機。2/4/202372.半喂人式用夾持輸送裝置夾住谷物莖稈，只將穗部喂入滾筒，并沿滾筒軸線方向運動進行脫粒。由于莖稈不進入脫粒器，因而簡化了結構，降低了功率消耗．并保持了莖稈的完整性；但對進入脫粒裝置前的莖稈整齊度要求較高。這種型式的聯合收獲機生產率較低，目前尚不能超過2kg／s的喂入量。它主要用于小型水稻聯合收獲機。此外，我國南方還研制過全喂入和半喂入通用的聯合收獲機，但未投入生產。除以上分類外，還可以按下列分類：(1)按作物名稱分類，如小麥聯合收獲機、水稻聯合收獲機、玉米聯合收獲機等。(2)按谷物在機器中流動的方向和割臺相對于脫粒機的位置分類，如T型、廠型、]型和直流型聯合收獲機等。(3)按生產率大小分類，如大型(喂入量5kg／s以上)、中型(3～5kg／s)、小型(3kg／s以下)。2/4/20238(4)按行走部件分類，如輪式、半履帶式和履帶式(5)按地面條件分類，如平地型和坡地型等。世界各國的谷物聯合收獲機主要用于收獲小麥和水稻。我國南方、日本及東南亞各國是世界水稻的集中產地，由于水稻田塊較小，而且潮濕帶水，針對這些特點設計的水稻聯合收獲機都是小型的，其行走裝置要有較好的防陷能力，脫粒裝置要適應水稻脫粒的特點等。我國南方和日本生產的聯合收獲機均屬這種類型。我國北方和歐、美洲種植小麥較多，地塊較大，收獲時地面條件較好，所以小麥聯合收獲機絕大多數都是大中型的。由于歐洲和美洲的條件稍有差異，一般來說，歐洲的地塊較小，濕度較大，作物植株較高，單位面積的產量也較高，且易倒伏，因而歐洲和美洲生產的聯合收獲機在結構上也稍有差別，國外常有歐洲型和美洲型聯合收獲機之稱。聯合收獲機除用于聯合收獲外，還可以用于兩段收獲，即在聯合收獲機的割臺上安裝撿拾器，撿拾由割曬機割后晾曬的禾條，并進行脫粒、分離和清選等項工序。國外以加拿大和前蘇聯，國內以黑龍江、新疆等省區使用較多。返回2/4/20239自走式聯合收獲機由割臺、傾斜輸送器、睨粒機、發動機、底盤、傳動系統、液壓系統、電器系統、駕駛室、糧箱和草箱等部分組成(圖13-1)。其中割臺和脫粒機是完成收割、脫粒、分離和清選的主要工作部件。牽引式聯合收獲機由拖拉機牽引，并由其動力輸出軸驅動工作部件，這就省去了發動機和底盤，而需增加牽引架和傳動軸。懸掛式聯合收獲機用拖拉機替換了發動機、底盤和駕駛室，而需增加懸掛架和傳動軸。一、全喂入式小麥聯合收獲機用于收獲小麥為主的聯合收獲機都是全喂入式的，其總體結構雖有差別，但工作過程都相同，主要工作部件的構造也大同小異?，F以北京-2.5型自走式聯合收獲機為例，說明其工作過程。2/4/2023102/4/2023112/4/202312撥禾輪將作物撥向切割器。切割器將作物割下后，由撥禾輪撥倒在割臺上。割臺螺旋推運器將割下的作物推集到割臺中部，并由螺旋推運器上的伸縮扒指將作物轉向送入傾斜輸送器，然后由傾斜輸送器的輸送鏈耙把作物喂入滾筒進行脫粒。脫粒后的大部分谷粒連同穎殼雜穗和碎稿經凹板的柵格篩孔落到階狀輸送器上，而長莖稈和少量夾帶的谷粒等被逐稿輪的葉片拋送到逐稿器上。在逐稿器的抖動拋送作用下使谷粒得以分離。谷粒和雜穗短莖稿經逐稿器鍵面孔落到鍵底，然后滑到階狀輸送器上，連同從凹板落下的谷粒雜穗穎殼等一起，在向后抖動輸送的過程中，谷粒與穎殼雜物逐漸分離，由于比重不同，谷粒處于穎殼碎稿的下面。當經過階狀輸送器尾部的篩條時，谷粒和穎殼等先從篩條縫中落下，進入上篩，而短碎莖稿則被篩條托著，進一步被分離。由階狀輸送器落到上篩和下篩的過程中，受到風扇的氣流吹散作用，輕的穎殼和碎稿被吹出機外，干凈的谷粒落入谷粒螺旋，并由谷粒升運器送入卸糧管(大型機器則進入糧箱)。未脫凈的雜余、斷穗通過下篩后部的篩孔落入雜余螺旋，并經復脫器二次脫粒后再拋送回到階狀輸送器上再次清選(有些機器上沒有復脫器，則由雜余升運器將雜余送回脫粒器二次脫粒)。長莖稿則由逐稿器拋送到草箱(或直接拋撒在地面上)。當草箱內的莖稿集聚到一定重量后，草箱自動打開，莖稿即成堆放在地上。2/4/202313圖13-3所示為美國萬國公司生產的1480型聯合收獲機，它是全喂入式軸流滾筒型。收割臺和傾斜輸送器與上述相同，軸流滾筒縱向配置，谷物由軸流滾筒的一端喂入，隨滾筒的回轉而作螺旋狀推進運動，脫下的谷粒經凹板篩并由螺旋輸送到清糧裝置。莖稈則由滾筒的另一端排出，并由分撒器撤布在田間。這種型式的聯合收獲機上取消了龐大的分離裝置——逐稿器。2/4/202314二、全喂入式稻麥聯合收獲機為了提高聯合收獲機的利用率，在設計時就考慮到稻麥通用的問題。但是，水稻和小麥的收獲要求不同，主要是脫粒特性上的差別。小麥粒比較堅硬，而包裹的穎殼較松，用揉搓和打擊的方法容易脫出。稻粒的外殼包裹較緊，但外殼比較脆弱，容易破碎而成米粒，影響貯存；且籽粒通過小的穗軸與莖稈相連，其連接力較強，因此用梳刷和打擊的方法脫粒為宜。故現在用于收獲小麥的脫粒裝置絕大多數采用紋桿滾筒，而用于收獲水稻的脫粒裝置多采用弓齒滾筒或釘齒滾筒。其次，稻谷表面粗糙帶茸毛、潮濕，經滾筒脫粒后混有許多稻草毛(細碎莖葉)，其分離和清選要比小麥困難得多。此外，水稻田比麥田潮濕，行走裝置要求的接地壓力要小得多。2/4/202315現有的稻麥聯合收獲機有三種情況：1.裝有紋桿滾筒的麥類聯合收獲機，改裝后用于收獲水稻。國內外生產的許多麥類聯合收獲機在出廠時就帶有水稻收獲部件，即釘齒滾筒和履帶行走裝置等。需要收獲水稻時，將紋桿滾筒卸下，換上釘齒滾筒，并對各部件作適當調整即可。如果稻田太潮濕，可將驅動輪胎換用半履帶或全履帶裝置。2.裝有釘齒滾筒的麥類聯合收獲機用于收獲水稻。如GT—4.9B和4LQ—2.5型等，只要加以適當調整即可用來收獲水稻。4LQ—2.5型聯合收獲機是雙滾筒脫粒裝置。第一滾筒是釘齒式，第二滾筒是紋桿式。收小麥時以紋桿滾筒為主，把釘齒滾筒的間隙放大，使其只起喂入和輔助脫粒作用；收水稻時，以釘齒滾筒為主，把紋桿滾筒的間隙放大，使其只起輔助脫粒作用。2/4/2023163.裝有釘齒式軸流滾筒的全喂入式聯合收獲機可以兼收小麥和水稻。它的工作過程與切流型聯合收獲機稍有不同，圖13-4所示為珠江-4型聯合收獲機的工作過程。首先作物被撥禾輪撥向切割器進行切割，割下的作物被撥禾輪撥倒在割臺上。割臺螺旋將割下的作物向左側推送到輸送槽入口處，由伸縮扒指將它轉向送入輸送槽，再由槽內的輸送鏈耙將它作較長距離的輸送而喂入軸流滾筒的左端。然后作物沿滾筒外殼內面的導向板作軸向螺旋運動。在此過程中，作物受到滾筒釘齒的多次打擊和梳刷作用而脫粒。脫下的谷粒在離心力和重力作用下從凹板篩孔分離出來，并經篩子和風扇氣流的作用，將輕雜物吹出機外，而干凈的谷粒則落入谷粒螺旋。該螺旋把谷粒送至揚谷器，然后裝入麻袋；長莖稈則沿滾筒軸向運動至右端，在離心力和排稿輪的作用下被拋出機外。2/4/2023172/4/202318三、半喂入式水稻聯合收獲機我國南方研制的水稻聯合收獲機大多是半喂入式的。這種機型的特點是有較長的夾持輸送鏈和夾持脫粒鏈。脫粒時，只將作物穗部送入滾筒，因而保持了莖稈的完整性。因為莖稈不進入滾筒，機器上的分離裝置可大大簡化或者省去，耗用的功率也大為減少。采用的都是弓齒軸流式滾筒。為了保證脫凈，夾持脫粒的莖稈層不能太厚，因而限制了它的生產率。因此，半喂入式水稻聯合收獲機都是小型的。圖13-5為龍江—120型半喂入水稻聯合收獲機。它采用東風—12型手扶拖拉機的動力和底盤。割臺是帶扶禾器的立式割臺。其工作過程與上述相同，但其中間輸送裝置分為三段；從割臺輸送來的作物，先由中間輸送鏈傾斜向上輸送，再由二級夾持鏈繼續向上輸送，最后由脫粒夾持鏈夾持脫粒。2/4/202319返回2/4/202320全喂入式谷物聯合收獲機的割臺輸送器有螺旋式和帶式兩種。帶式能整齊均勻輸送谷物莖稈，對作物高矮的適應性較好；但造價較貴，且受氣候潮濕的影響較大，輸送輥軸容易纏草，使用中需經常調整，用畢后還要將輸送帶拆下保管?，F在，除個別產品外，已很少使用。螺旋式推運器在輸送性能和對作物的適應性方面均不及帶式；但它結構緊湊，使用可靠，而且耐用。全喂入式聯合收獲機并不要求谷物莖稈整齊輸送，因此，螺旋式推運器在全喂入式谷物聯合收獲機上獲得了廣泛的應用。一、谷物割臺(一)割臺螺旋推運器割臺螺旋推運器由螺旋和伸縮扒指兩部分組成(圖13-6)。螺旋將割下的谷物推向伸縮扒指，扒指將谷物流轉過90°縱向送入傾斜輸送器，由輸送鏈耙將谷物喂入滾筒。2/4/202321割臺螺旋的主要參數有內徑、外徑、螺距和轉速等。內徑的大小應使其周長略大于割下谷物莖稈的長度，以免被莖稈所纏繞。在大型寬割臺上還要考慮到螺旋的剛度。現有機器上多采用直徑300mm。螺旋葉片的高度不宜過小，應能容納割下的谷物，通常采用的葉片高度為100mm。因而螺旋外徑一般多為500mm。螺距的大小決定于螺旋葉片對作物的輸送能力。利用螺旋來輸送谷物，必須克服谷物對葉片的摩擦，才能使被輸送物前進。為此，螺旋推運器的螺距值應為s≤πdtgα

2/4/202322式中:d——螺旋內徑；α——內徑的螺旋升角。為了保證螺旋對谷物的輸送和提高輸送的均勻性，螺距值一般都在600mm以下，多數聯合收獲機上取460mm。也可用經驗公式s＝(0.8-1)D來決定，式中0為螺旋外徑。為了保證谷物的及時輸送，需要一定的螺旋轉速。由于谷物只是占有螺旋葉片空間的一小部分，因此可按經驗數據確定。一般在150～200r／min范圍內，即可滿足輸送要求；對于大割幅和高生產率的機器，可選用較大的轉速。由于輸送的谷物不是充滿螺旋葉片空間，因此，從螺旋葉片到伸縮扒指的輸送過程為非均勻連續的，是一小批一小批地輸送給伸縮扒指。如果伸縮扒指位于左右螺旋的中部，為了提高其喂入的均勻性，左旋葉片和右旋葉片與伸縮扒指相交接的兩個端部，應相互錯開180°。有的還裝有附加葉片，延伸到伸縮扒指之中，也是為了改善割臺螺旋推運器的喂入均勻性。2/4/202323(二)伸縮扒指伸縮扒指安裝在螺旋筒內，由若干個扒指(一般為12～16個)并排鉸接在一根固定的曲軸上(圖13-7。曲軸與固定軸固結在一起。曲軸中心O：與螺旋筒中心O有一偏心距。扒指的外端穿過球鉸連接于螺旋筒上。這樣，當主動輪通過轉軸使螺旋筒旋轉時，它就帶動扒指一起旋轉。但由于兩者不同心，扒指就相對于螺旋筒面作伸縮運動。2/4/202324由圖13-7可見，當螺旋筒上一點刀B1繞其中心O轉動90°到B2時，帶動扒指繞曲柄中心O1轉動，扒指向外伸出螺旋筒的長度增大。由B2轉到B3和B4時，扒指的伸出長度減小。工作時，要求扒指轉到前下方時，具有較大的伸出長度，以便向后扒送谷物；當扒指轉到后方時，應縮回螺旋筒內，以免回草，造成損失。如果使曲軸中心O1繞螺旋筒中心O相對轉動一個角度，則可改變扒指最大伸出長度所在的位置，同時扒指外端與割臺底板的間隙也隨著改變。扒指外端與割臺底板的間隙應保持在10mm左右。當谷物喂入量加大而需將割臺螺旋向上調節時，扒指外端與底板的間隙也隨著增大，此時應轉動曲軸的調節手柄，使扒指外端與割臺底板的間隙仍保持在10mm左右。在多數聯合收獲機的割臺側壁上裝有調節手柄，用以改變曲軸中心O1的位置；但也有個別聯合收獲機(如美國的JD-7700型)的伸縮扒指是不能凋節的。2/4/202325伸縮扒指的長度L和偏心距e的確定方法是，當扒指轉到后方或后上方時，應縮回到螺旋筒內，但為了防止扒指端部磨損掉入筒內，扒指在螺旋筒外應留有10mm余量。當扒指轉到前方或前下方時，應從螺旋筒內伸出。為達到一定的抓取能力，扒指應伸出螺旋葉片外40～50mm。在圖13-8中，D為螺旋外徑，d為螺旋內徑，即螺旋簡直徑，L為扒指長度，e為偏心距。若D＝500mm，d＝300mm得L＝225～230mm，f＝65～70mm2/4/202326(三)割臺各工作部件的相互配置在割臺上合理配置螺旋、割刀和撥禾輪的位置是十分