牧神4LZ-8型自走式谷物联合收割机的研制

杨　潇，吴美珍

（新疆机械研究院股份有限公司，新疆乌鲁木齐　830013）

牧神4LZ-8型自走式谷物联合收割机的研制

杨潇，吴美珍

（新疆机械研究院股份有限公司，新疆乌鲁木齐830013）

摘要：文中简要介绍了4LZ- 8型自走式谷物联合收割机的结构组成、产品主要技术参数特点、存在的问题及改进措施。

关键词：自走式谷物联合收割机；研制

近年来，党中央国务院对我国农机化发展做出了新的部署，提出了新的要求，特别强调要改善农机装备结构，提升农机装备水平。通过攻关，我院研制出4LZ-8型大型自走式谷物联合收割机，机具一次作业可完成对小麦、水稻、玉米等农作物的收割、脱粒、清选分离、谷物输送等功能，一机多用、适应性强、作业效率高、收获效果好、性价比高，在我区以及国内具有广阔的市场前景。

1　机具的主要结构

图1　4LZ-8型自走式谷物联合收割机结构1.割台2.驾驶台装配3.过桥装配4.前桥装配5.集石槽装配6.纹杆滚筒及凹板装配7.承种盘装配8.行走无级变速装配9.风扇装配10.搅龙装配11.横梁装配12.清选上下筛装配13.左右侧壁装配14.转向桥装配15.尾架装配16.尾罩装配17.逐稿器装配18.发动机装配19.粮箱装配20.逐稿轮装配21.粮食升运器装配22.杂余升运器装配23.驾驶室装配

4LZ-8型自走式谷物联合收割机主要由割台、驾驶台、过桥、前桥、纹杆滚筒及凹板、集石槽、逐稿器、逐稿轮、承种盘、行走无级变速、风扇、搅龙、横梁、清选上下筛、转向桥、左右侧壁、尾架、尾罩、排草轮、发动机、粮箱、传动中间轴、粮食升运器、杂余升运器、驾驶室、液压系统及电器系统等工作部件组成，结构简图见图1。

2　主要技术参数

结构形式自走式

发动机型号6DF1-19GG2-XYG10

发动机功率（kW）140

发动机转速（r/min）2200

外形尺寸（长×宽×高，mm）9530×4910×3800

整机重量（kg）8500

割幅（mm）4570

喂入量（kg/s）8

割台割刀型式锯片式

最大卸粮高度（mm）4485

最小离地间隙（mm）≥300

拨禾轮型式偏心弹齿式

拨禾轮直径（mm）1100

拨禾轮板数（个）6

割台搅龙型式伸缩指、螺旋搅龙

脱离滚筒型式横向纹杆式

脱离滚筒尺寸（外径×长度，mm）610×1280

脱离滚筒转速（r/min）500～1050

风扇型式蜗壳式

风扇直径（mm）510

风扇叶片数（个）4

脱离凹板型式栅格式

清选筛型式可调式鱼鳞筛

清选面积（m2）4.3

分离系统型式五键式逐稿器式结构

分离系统长度（mm）3642

破碎率（%）小麦≤1，玉米≤5

总损失率（%）小麦≤1.2，玉米≤5

含杂率（%）小麦≤2，玉米≤3

3　主要特点

（1）脱粒技术：收获小麦等农作物时采用纹杆式脱粒滚筒和键式逐稿器分离装置，如图2所示。它主要利用谷物与脱粒元件之间的搓擦及谷物与谷物之间的揉搓作用使谷物脱粒，然后利用键式逐稿器分离装置的抛扬原理完成对谷物秸秆和籽粒的分离。这种结构具有较好的脱粒和分离性能，对农作物秸秆破坏小，籽粒的破碎率相对较低，但谷粒损失大，对负荷、潮湿、杂草环境反映敏感，结构庞大。

图2　纹杆式脱粒滚筒和键式逐稿器分离装置

（2）清选分离技术：本项目研制的自走式谷物联合收割机的清选分离系统如图3所示。该装置由直板蜗壳式风机和可调节风量大小和角度的双层鱼鳞筛网和加长尾筛组成，上下筛分为两个部件，工作中采用交互运动，可有效地平衡运动部件的惯性，降低收割机的振动，保证了清选系统工作稳定，避免了因筛箱振动量大对收割机的损害。清选筛采用可调式鱼鳞筛，清选面积达4.3 m2，可有效的回收作物籽粒，为颖壳与籽粒提供平滑顺畅的输送环境，便于颖壳和短茎杆吹出机体外。由于作物潮湿程度的不同，对清选风量的大小要求也不同，我们针对此情况设计了风量无级变速机构，可在340～1060 r/min范围内任意调整以达到最佳匹配风量。

图3　清选分离系统

4　存在问题及改进

根据自走式谷物联合收割机的结构特点、设计要求和零部件在加工过程中的难易程度分析，该机的关键部件有割台、过桥、纹杆滚筒及凹板、逐稿轮、承种盘、清选上下筛、风扇、升运器、左右侧壁和粮箱。这些关键零部件主要由钣金件焊合而成，设计要求比较严格，必须用焊接工装来保证焊接尺寸和质量。谷物割台采用摆环箱和往复割刀，考虑到生产成本和质量要求，割台部分零部件直接外购内地厂家产品；过桥中的浮动滚筒对零件同心度要求较高，采用工艺轴装配；其它零部件如齿轮、皮带轮等均采用木模翻砂而成，齿轮、花键轴、弹齿等均按工艺要求进行了热处理。该机零件数目多，其中非常规零件数量约占总数量的20%。针对上述情况，我们将所有零部件进行了分类分组：一般零部件先行加工，铸造或锻压零件委托专业厂家先做模型后加工制作，冲压等特殊零部件则进行分类攻关。为降低成本，用简易模具、仿形加工、激光切割等先进的加工手段，保证了每个零部件的加工精度。项目产品由公司研发中心确定产品生产工艺流程，制定了相应的工艺操作技术规程，经过产品试制、中试及批量生产，在经济技术开发区新建的公司产品制造及科技成果转化基地内建成了自走式谷物联合收割机装配生产线，确定了产品加工工艺、工装及工位布置，通过在基地内试制，验证加工工艺、工位及工序设置合理，产品在加工过程中基本实现了最快物流，运转方便、安全。在试制过程中，为保证样机的试制的质量及进度要求，2013年第一轮中试样机由我院试制车间负责完成，并熟悉生产工艺，制作相应工装模具；2014年第二轮中试样机由股份公司下属子公司新疆波曼机械制造有限责任公司承担，形成了较完善的制造工艺，具备了年产100台的批量生产能力。

2013年7月初，试制出一台样机，在阜康与南山永丰乡行了田间试验，收获了66.7 hm2小麦，在伊犁霍城收获了100 hm2小麦，在两轮试验中发现了下列问题：

（1）熄火拉线座板连接板在实验的过程中发生断裂，造成熄火拉线松动，无法熄火；

（2）卸粮离合操纵杆前端按钮经常松动；

（3）发动机出厂时加装的空气滤清器过小，安装位置过低，在实验的过程中很容易堵塞滤芯，造成发动机汽油燃烧不充分；

（4）驾驶室后视镜安装座短，后视视野不好，收割作业时把梯子收起来的时候，左侧后视镜影响视线；

（5）割台升降速度较慢；

（6）齿轮泵皮带轮皮带经常出现打滑，噪声大；

（7）风机座焊接变形导致风机轴承损坏；

（8）升运器内刮板后部托板易变形、螺栓松动脱落。

（9）过桥浮动滚筒左右吊杆上的螺母易松动；

（10）旋转梯在转动时比较费力；

（11）过桥皮带有脱出现象；

（12）柴油管爆管漏油；

（13）主离合皮带偶尔有脱不开现象。

针对上述问题，课题组通过机具田间试验对试制样机技术参数和结构做了如下改进：

（1）熄火拉线座板增加加强筋，后续没有发生熄火拉线座板连接板断裂的问题；

（2）在卸粮离合操纵杆后端加装螺母限制其松动；

（3）换装大的空气滤清器，调整了空气滤清器的安装位置；

（4）加长驾驶室后视镜安装座；

（5）更换了割台升降油缸的缸径大小，更改油缸安装座位置；

（6）改换齿轮泵B型皮带轮为C型皮带轮；

（7）把风机轴承由原来的普通轴承更换为可以加注油脂的铸造轴承；

（8）加厚托板的厚度，改成自锁螺母；

（9）将过桥浮动滚筒左右吊杆的单螺母改成双螺母，防止松动；

（10）减轻梯子重量，加长转动力臂；

（11）在过桥皮带上端加限位装置，防止脱出；

（12）换装新的耐高温和高压的胶管；

（13）在主离合张紧轮上端加弹簧装置，辅助分离。

改进后，样机存在的问题基本得到了解决，整机运行实验表明设计全理，机具性能达到了设计要求。

该机于2013年8月委托自治区农机试验鉴定站进行了检测，产品的各项指标均达到或超过了标准要求。2014年在基地完成了50台自走式谷物联合收割机的试制装配，并在东北和新疆进行小批量销售，经过市场验证，反映良好。

收稿日期：2014-12-13

文章编号：1007-7782（2015）01-0016-03

中图分类号：S225.31

文献标识码：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.01.007