玉米联合收获机械

第十二章玉米联合收获机械•第一节概述•第二节玉米联合收获机和玉米割台•第三节摘穗器•第四节剥皮装置和茎杆粉碎装置•第五节我国玉米联合收获机发展及现状第一节概述一、玉米收获的特点玉米是我国主要粮食作物之一，年种植面积约0.24亿hm2。目前，我国已形成三大玉米生产区：北方玉米区，包括辽、吉、黑、冀等省，播种面积占40％；黄淮海平原春夏玉米区，包括鲁、豫、苏等省，播种面积占25％；西南丘陵玉米区，包括云、黔等省，播种面积占15％。由于其种植范围很广，各地作物品种和气候条件不同，以及农艺作业方法的差异，收获时的玉米茎秆和籽粒水分差别较大。气候干燥地区，玉米茎秆和籽粒含水量较小，果穗上的苞叶干软、膨松，果穗易于摘落和剥皮，一般可将果穗直接脱粒。但在低温多雨地区，茎秆和籽粒含水量较大（30％以上），果穗上的苞叶青湿，一般要求先摘掉果穗并剥皮晾晒，直到水分下降到一定程度时方可脱粒。在脱粒时如水分过大，将造成籽粒大量破碎，难以保管，如不能及时烘干，会霉烂变质。二、机械化收获玉米的方法（一）分段收获法：分段收获有两种不同的作业程序：（1）用割晒机将玉米割倒、铺放，经几天晾晒后，待籽粒湿度降到20－22％，用机械或人工摘穗和剥皮，然后运至场上用脱粒机脱粒。（2）用摘穗机在玉米生长状态下进行摘穗（称为站秆摘穗），然后将果穗运到场上，用剥皮机进行剥皮而后脱粒，或将果穗直接脱粒。茎秆用机器切碎或圆盘耙耙碎还田。（二）联合收获法：联合收获法有几种不同的收获工艺：（1）用玉米联合收获机，一次完成摘穗、剥皮（或脱粒，此时籽粒湿度应为25％－29％）、茎秆放铺或切碎抛撒还田等项作业，然后将不带苞叶的果穗运到场上，经晾晒（或不经晾晒）后进行脱粒。（2）用谷物联合收获机换装玉米割台，一次完成摘穗、剥皮（脱粒、分离和清选）等项作业。在地里的茎秆用其他机械切碎还田，有的玉米割台装有切割器，先将玉米割倒，并整株喂入联合收获机的脱粒装置进行脱粒、分离和清选。（3）用割晒机（或人工）将玉米割倒，并放成人字形条铺，经几天晾晒后，用装有拾禾器的谷物联合收获机拾禾脱粒。三、国内外玉米收获机械的发展概况（一）国内情况自70年代以来，生产了两种玉米联合收获机（4YW－2；4YL－2）并研制了玉米割台；80年代以来研制了青贮玉米联合收获机及小型单行玉米联合收获机等。90年代随着小麦联合收割机的进一步成熟和跨地区生产作业大大提高机具使用率给农机户带来的丰厚利润，在小麦联合收割机大发展的带动下，玉米联合收获机的开发、研制和生产形成了一定的高潮，主要机型有4YW－1（悬挂式）、4YW－2（悬挂式）、4YZ—3、4YZ－4等。这些机具主要是与小型四轮和中型轮式拖拉机悬挂配套。（二）国外情况•在机械化程度较高的欧洲和美洲的某些国家，用机械收获玉米已有20－70年的历史，一般到50年代和60年代已基本实现了玉米收获机械化，他们所走过的道路大致相同，即先推广玉米收割机、剥皮机和脱粒机；继而发展玉米摘穗机和玉米联合收获机。近年来由于谷物烘干设备的大量采用，玉米割台的迅速推广，多用谷物联合收获机直接收获玉米籽粒。•目前国外的玉米联合收获机主要有两种机型，一种是俄罗斯生产的KCKy－6型玉米联合收获机；一种是美国、德国等农机企业生产的大马力联合收获机配用的玉米摘穗台。第二节玉米联合收获机和玉米割台玉米联合收获机有自走式、悬挂式和牵引式三种机型。一般有以下三种一、纵卧辊式玉米联合收获机图12-1纵卧辊式玉米联合收获机1.分禾器2.拨禾链3.摘穗辊4.第一升运器5.除茎器6.剥皮机构7.第二升运器8.苞叶输送螺旋9.籽粒回收螺旋10.切碎刀一般为两行或三行牵引式，站秆摘穗。国产4YW－2为纵卧辊式玉米联合收获机，由分禾器、拨禾链、摘穗辊、果穗第一升运器、除茎器、剥皮装置、果穗第二升运器、苞叶螺旋、籽粒回收螺旋和茎秆切碎刀等组成（图12－1）。其工作过程：分禾器从根部将禾秆扶正并引向带有拨齿的拨禾链，链分三层单排配置（机器外侧一排较长，机器内侧两排较短），将茎秆扶持并引向摘穗辊。摘穗辊为纵向倾斜配置，每行有一对，相对向里侧回转，其前端为带螺纹的锥体，起导禾作用；中部为带螺纹的圆柱体，起摘穗作用；后段为深槽状圆柱体，主要将上部剩余茎秆或拉断的茎秆拉下或咬断，以防阻塞。两辊在回转中将禾秆引向摘辊间隙之中，并不断向下方拉送。由于果穗直径较大通不过间隙而被摘落。摘掉的果穗，由摘辊上方滑向中央第一升运器中（图12－2）。果穗经升运器被运到上方，并滑落到剥皮装置中（图12－3）。若果穗中含有被拉断茎秆，则由上方的除茎辊排出剥皮置由倾斜配置的若干对剥皮辊和叶轮式压送器组成。每对剥皮辊呈高差槽形（或V形）配置。每对剥辊相对向内侧回转。剥皮辊回转时将果穗的苞叶撕开和咬住，从两辊间的缝隙中拉下，苞叶经下方的输送螺旋推向一侧排出机外。苞叶中夹杂的少许已脱落的籽粒，在苞叶输送中从螺旋底壳（筛状）的孔漏下，经下方的籽粒回收螺旋落入第二升运器，已剥去苞叶的果穗沿剥皮辊向下滑入第二升运器与回收籽粒一道被输送到后方的拖车。图12-2纵卧辊1.外侧摘辊前段2.可调前轴承3.摘辊中段4.摘辊后段5.内侧摘辊6.中央第一升运器•图12-3剥皮装置1.下剥皮辊2.上剥皮辊3.除茎器4.压送器5.隔离杆•经过摘辊碾压后的茎秆，其上部多已被撕碎或折断，基部约有1m长左右仍站立在田间。在机器的后方设有横置卧式甩刀式切碎刀，将残存的茎秆切碎并抛撒于地面。有的机器上带有玉米脱粒器和粮箱等附件。在玉米成熟度高而一致、籽粒含水量较小（20－22％）的情况下，可将剥皮机构及第二升运器等拆下并换装脱粒器及粮箱，直接收获玉米籽粒。二、立辊式玉米联合收获机•它一般为两行或三行牵引式（如国产4YL－2为两行，丰收－3为三行），割秆后摘穗，并将茎秆放铺（或切碎）。•4YL－2玉米联合收获机由分禾器、拨禾链、圆盘式切割器、喂入链、摘穗器、放铺台、果穗第一升运器、剥皮装置、果穗第二升运器、苞叶输送螺旋、籽粒回收螺旋和挡禾板等组成（图12－4）。其工作过程：分禾器（图12－5）将禾秆从根部扶正并引向拨禾链。拨禾链将禾秆推向圆盘式切割器。当茎秆被割断后，在切割器和拨禾链的配合作用下送向喂入链。喂入链将茎秆夹紧并送向摘穗辊的间隙中，将穗摘下。图12-4立辊式玉米联合收获机1.挡禾板2.摘穗器3.放铺台4.第二升运器5.剥皮装置6.苞叶输送螺旋7.籽粒回收8.第一升运器9.喂入链10.圆盘切割刀11.拨禾链12.分禾器图12-5拨禾.喂入部分1.分禾器2.拨禾链3.切割器4.喂入链5.摘穗辊•摘穗辊为斜立式（垂直线倾斜250）。每行有两对摘辊，一般前辊呈螺旋凸棱形表面，主要起摘穗作用，称为摘穗辊；后辊呈多梭形表面，主要起拉引茎秆的作用，称为拉茎辊。茎秆在摘辊的碾压作用下向后方移动。由于挡禾板的阻挡，使禾秆向垂直于辊轴方向旋转并抛出。已摘下的果穗落入果穗第一升运器。升运至剥皮机构，茎秆落入后方的放铺台，台上带拨齿的链条将茎秆间断地堆放到地面。若需茎秆还田时，可将放铺台拆下，换装切碎器，将茎秆切碎并抛撒还田。•它的剥皮装置与前述的机型类似，已剥去苞叶的果穗经第二升运器与回收籽粒一起送入后方的拖车。•上述两种类型的玉米联合收获机在条件适宜的情况下工作性能基本相同：损失率为2%以下，落地漏摘果穗损失约2－3％，总损失为4－5％，籽粒破碎率为7－10％，苞叶的剥净率为80％以上。但在条件较差的情况下，则各有特点。一般在玉米青湿、植株密度较大、杂草较多情况下，立辊式玉米收获机故障较多，在摘辊处易发生堵塞，而倾斜卧辊式玉米收获机则适应性较强，故障较少，但在收获结穗部位较低的果穗时，则立辊式机型比卧辊式机型的漏摘果穗损失率较小。此外，立辊式机型能够进行茎秆放铺和收集，而卧辊式机型则不能放铺茎秆。三、玉米割台（一）使用条件玉米割台是与谷物联合收获机配套用于直接收获玉米籽粒的专用装置。用玉米割台收获玉米，效率较高、工艺较简单，是一种先进的收获方法。但必须具备下列条件，否则不宜采用。（1）玉米品种应具有成熟度基本一致的特点，收获时籽粒含水量在32％以下，以25－29％为好。（2）应具有充足的烘干设备，能在收获后及时地将籽粒含水量降到15％以下，以便储藏。玉米割台的收获行数，根据谷物联合收获机的生产能力而定，一般有四行、六行和八行等几种。其构造大体相同，由分禾器、拨禾链、拉茎辊、摘穗板、清除刀、果穗螺旋和链耙式升运器等组成（图12－6）。其工作过程如下：（二）构造与工作过程图12-6玉米割台.分禾器2.拨禾链3.拉茎杆4.摘穗板5.清除刀6.果穗螺旋7.链耙升运器•分禾器从根部将禾秆扶正并导向拨禾链（两组相对回转）。拨禾链将禾秆引向摘板和拉茎辊的间隙中。每行有一对拉茎辊，将禾秆强制向下方拉引。在拉茎辊的上方设有两块摘穗板。两板之间的间隙（可调）较果穗直径为小，便于将果穗摘落。已摘下的果穗被拨禾链带向果穗螺旋。果穗螺旋由收割台两侧将果穗向中央集中，并经中部的伸缩扒指机构传给倾斜链耙。链耙将果穗送入谷物联合收获机的脱粒装置脱出玉米粒。拉茎辊下方设有清用装有玉米割台的谷物联合收获机收获玉米，在条件适宜的情况下，籽粒损失率为0.5%，落地漏摘的果穗损失率为2－4％，总损失率为2.5－4.5％，籽粒破碎率为7－16%。•除刀，能及时将缠绕拉茎辊的青草切断，防止堵塞。第三节摘穗器一、摘穗器的种类、构造和工作过程现有机器上所用的摘穗器皆为辊式。按结构，可分为纵卧式摘辊、立式摘辊、横卧式摘辊和纵向摘穗板四种。（一）纵卧式摘辊它多用在站秆摘穗的机型上，由一对纵向斜置（与水平线成35－400）的摘辊组成（图12－7）。两轴的轴线平行并具有高度差，由于其前端高度相同，因而两辊长度不等，一般靠近机器外侧的摘辊较长（为1100－1300mm）、靠近机器内侧的摘辊较短（740－1000mm）。摘辊的结构前、中、后三段有所不同：前段为带螺纹的锥体，主要起引导茎秆和有利于茎秆进入摘辊间隙的作用；中段为带有螺纹凸棱的圆柱体，起摘穗作用（长度为500－700mm），其表面的凸棱高10mm，螺距为160－170mm，两对应摘辊的螺纹方向相反，并相互交错配置。在有的机器上为了加强摘穗能力，在螺纹上相隔900设有摘穗钩（或称摘穗爪），以便将穗柄揪断。摘穗辊的直径一般为72－100mm，转速为600－820r/min。两摘辊之间的间隙（以一辊的顶圆到另一辊根圆的距离计算）较茎秆直径为小，约为茎秆直径的30－50％，移动摘辊前轴承可以调节间隙。调节范围为4－12mm（从摘辊中部测量）。•工作中，茎秆在两辊和两辊凸棱之间沿轴向移动时被向下拉伸，由于茎秆的抗拉力较大（1000－1500N），而果穗与穗柄的连接力及穗柄与茎秆的连接力较小（约500N），因此果穗在两摘辊碾拉下被摘落。果穗一般在它与穗柄的连接处被揪断，并剥掉大部分苞叶。•摘穗辊的后段为强拉段，表面上具有较高大的凸棱和沟槽（长约120－320mm）。其主要作用是将茎秆的末稍部分和在摘穗中已拉断的茎秆强制从缝隙中拉出和咬断，以防堵塞。•纵卧式摘辊的主要特点是：在摘穗时茎秆的压缩程度较小，因而功率耗用较小，对茎秆不同状态的适应性较强，工作较可靠；但摘落的果穗带有苞叶较多图12-7纵卧式摘辊1.强拉段2.摘穗段3.导锥4.可调轴承5.茎杆（二）立式摘辊多用在割秆摘穗的机型上，由一对（或两对）倾斜（与竖直线成250夹角）配置的摘辊和挡禾板所组成（图12－8），每个摘辊分上下两段，两段之间装有喂入链的链轮。上段为摘辊的主要部分。为了增加摘辊对茎秆的抓取和对果穗的摘落能力，该段的断面为花瓣形（3－4花瓣）。下段为辅助部分，主要起拉引茎秆的作用。该段的断面或与上段相同或采用4－6个梭形。摘辊的直径一般为80－95mm，上段长为300mm左右，下段为150－200mm。摘辊转速为1000－1100r/min。图12-8立式摘辊1.挡禾板2.上段3.下段工作时，茎秆在喂入链的夹持下由根部喂入摘辊下段的间隙中。在下段摘辊的碾拉下，茎秆迅速后移并上升，在挡禾板的作用下，向垂直于摘辊轴线方向旋转，并被抛向