击打脱粒式与梳刷脱粒式联合收割机的比较

姚国军，周绍昆，朱 毅

（云南省农业机械研究所，昆明 650031）

击打脱粒式与梳刷脱粒式联合收割机的比较

姚国军，周绍昆，朱 毅

（云南省农业机械研究所，昆明 650031）

0 引言

水稻联合收割机发展至今有几十年的历史，各种相应技术已经比较成熟，以欧美技术为代表的全喂入水稻联合收割机和以日本技术为代表的半喂入水稻联合收割机代表联合收割机发展的两大流派，各领风骚。

水稻联合收割机按稻穗进入脱粒机的方式可分为全喂入和半喂入水稻联合收割机；按脱粒方式可简单分为击打脱粒式与梳刷脱粒式联合收割机。无论是欧美的全喂入水稻联合收割机还是日本的半喂入水稻联合收割机，其脱粒方式均采用击打脱粒。近几年，广西开元机器制造有限责任公司研发推出了型号为4LBZ-100，采用梳刷脱粒式的半喂入履带自走式水稻联合收割机，从最初设计到技术稳定用了7～8年时间。该机型在云南试销4年，进行至少3次改进，发动机功率从9.57 kW（13马力）改到12.5 kW（17马力），最后确定为14.72 kW（20马力），但其对水稻品种适应性一直不是很好，至2013年底累计销售量不超过50台。

我们对击打脱粒式联合收割机与梳刷脱粒联合收割机在脱粒原理和结构等方面进行了分析比较，以便找出梳刷脱粒式联合收割机推广不畅及没有成为联合收割机主流机型的原因。

为方便比较，以下机型均采用割幅1 m的水稻联合收割机。

1 脱粒原理

1.1 击打式脱粒原理

击打脱粒式联合收割机是利用脱粒滚筒上高速旋转的脱粒齿（可以是钉齿也可以是弓齿）直接击打稻穗或者带动稻穗击摔打在筛网和盖板上脱粒，由于旋转的脱粒齿的线速度比较高，工作对象只是稻穗，谷粒很容易从穗柄上脱离，所需动力比较小。

1.2 梳刷式脱粒原理

梳刷脱粒式联合收割机是利用棍子带动梳脱带，梳脱带上的钉齿的运动象梳头一样将谷粒从稻穗中梳扯下来。梳脱对象是水稻长度的70%左右，连同大部分谷草。由于有部分稻穗会扯断后连同稻谷一起通过梳脱带输出，还需设置次级脱粒装置—击打是脱粒机。由于梳脱带线速度较慢，所需动力比较大。

2 脱粒过程功率损耗比较分析

下面就两种脱粒方式脱粒过程功率损耗进行比较分析。

2.1 击打脱粒式收割机

全喂入式和半喂入水稻联合收割机（除广西开元外）均有采用击打脱粒式。

全喂入水稻联合收割机只有谷穗进入脱粒机，稻穗长度一般在300 mm以下，谷草在脱粒滚筒内螺旋输送，谷粒通过脱粒滚筒内摔打和摩擦脱粒，即使算上谷草在脱粒机内的摩擦，由于谷草被钉齿扯碎撕柔，所需的动力都比较小。以1 m割幅全喂入水稻联合收割机为例，脱粒过程功率消耗中位在2.5 kW左右。

半喂入水稻联合收割机由于脱粒齿只击打谷穗部分，谷粒在脱粒滚筒内通过击打，很少击打和拉扯谷草，脱粒滚筒与谷草接触不超过滚筒周长三分之一，脱粒环节所需动力更小。以1 m割幅半喂入水稻联合收割机为例，功率消耗中位在1.3 kW左右。

2.2 梳刷脱粒式收割机

梳刷脱粒方式只能在半喂入联合收割机上实现。由于梳脱带速度比较慢，梳脱带上的钉齿的线速度也比较慢，其线速度只有击打脱粒式钉齿40%左右，脱粒所需的动力比较大；由于梳脱带上的钉齿是从谷草的全长75%开始梳刷，梳刷长度中位400 mm，所需动力比较大；特别是草谷比较大的水稻，由于梳齿大量动力消耗到梳理谷草，所需动力比更大。而对于谷草超长的水稻，将有更多的断谷穗进入二次脱粒滚筒。

由于梳脱带宽大约750 mm，梳脱带与水稻接触面积大，所需动力比较大。

由于夹持链传动方向与梳脱钉齿运动呈方向垂直，谷草梳头处于斜扯而不是顺梳，所需动力比较大。

梳刷带脱粒约消耗功率5.2 kW。

由于一次梳刷可能有部分谷穗被拉断而随梳脱带运送而没有被脱粒，需要设置击打式脱粒滚筒进行二次脱粒，由于喂入量比较小，所需动力不大，约1 kW。

由于谷草的梳和运垂直导致谷草需设置除禾装置，才能保证谷草整齐，需要0.3 kW左右功率损耗。

如以广西开元机器制造有限责任公司生产的4LBZ-100型半喂入履带自走式水稻联合收割机，割幅为1 m，配套14.7 kW（20马力）发动机，在脱粒环节消耗功率6.5 kW左右，远远大于击打脱粒式联合收割机的功率消耗。

3 脱粒部位结构设计比较

3.1 击打脱粒式

分全喂入式和半喂入式水稻联合收割机。

1）全喂入水稻联合收割机脱粒部位（只有击打式）结构比较简单：只有脱粒机。结构简单、可靠，造价低，维修方便，水稻品种适应性广，能耗小；缺点不能完整保持谷草，稻田清理较困难。是现在国内水稻联合收割机的主流机型。国内有几百家生产单位。

2）半喂入水稻联合收割机脱粒部位由水稻夹持运输及脱粒机组成，由于可以完整保持谷草以利于稻田清理且水稻品种适应性强，但由于水稻整理夹持输送机构比较复杂，价格高，维修不方便。现阶段主要是日本久保田和井关各有一款机型在国内销售。

3.2 梳刷脱粒式

梳刷脱粒式半喂入联合收割机脱粒部位由夹持传送链、梳脱机构、次级脱粒机、除禾机构组成。由于谷草输送距离短和没有谷草整理环节，可以使机器传送结构变得简单，尺寸缩小，降低生产成本，相比相同割幅的击打脱粒式半喂入水稻联合收割机，有一定的价格优势。

但是梳刷脱粒式联合收割机对谷草多、产量高的水稻的收获，与击打脱粒式联合收割机相比有一定的局限性，主要原因有：①脱粒结构复杂，脱粒需4个机构共同协作才能完成，即夹持传送链、梳脱机构、次级脱粒机、除禾机构，使脱粒动力输出轴负担加重，对相关动力传动链上的零部件强度有更高要求；对动作的协同性有很高要求。②割幅与梳脱带宽之间的匹配问题，即谷草高需增加梳脱带宽度，这样增加割幅和梳脱量，需要更大的脱粒功率，这又造成了机器的适应性问题。

4 结论

综合上述，由于梳刷脱粒式水稻联合收割机有以上一些局限，加之同类割幅的全喂入水稻联合收割机结构更加简单，售价只有其一半左右，质量只有其60%左右，油耗亦只有其60%左右，虽然它有半喂入联合收割机谷草完整的优势，但梳刷脱粒式水稻联合收割机始终没有成为水稻联合收割机主流机型。