4LZ—4.0D型双滚筒联合收割机脱粒清选部件的研究

青月光等

摘要：为解决高产水稻脱粒中脱净率、破损率和清洁度间的矛盾，设计4LZ-4.0D型双滚筒联合收割机。介绍机脱粒清选部件的结构特点及设计性能指标，前滚筒采用脱粒间隙可调的切流滚筒，后滚筒采用横向轴流脱粒分离滚筒，改进后的振动筛结构，可兼收多种谷物，实现广谱收获。

关键词：双滚筒；联合收割机；脱粒间隙；活动凹板；振动筛

中图分类号：S225.4 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2015）01-0025-03

我国是水稻种植大国，随着超级稻的大面积推广及水稻单产的迅速提高，对联合收获机的作业性能提出了更高要求。脱粒清选部件是联合收割机中的核心部件，是确保联合收割机工作质量的重要部件之一。谷物脱粒的难易程度相差悬殊，若采用一个滚筒一次脱净的方法，无法与谷物的脱粒特性相适应，存在脱净与破碎之间的矛盾。为解决这一矛盾，浙江省柳林农业机械有限公司设计研究了切横流双滚筒联合收割机。

1 脱粒清选部件作业流程

工作时，从输送装置输送过来的谷物进入前切流滚筒，在凹板的阻滞作用、钉齿的正面冲击及钉齿顶部与凹板弧面的搓擦作用下，谷物层中饱满易脱的谷粒被脱粒下来，落在振动筛前部的阶梯抖动板上，剩余未脱净谷物输送到后轴流滚筒进行脱粒。在作圆周与轴向移动的同时，脱下的谷粒从固定凹板筛分离出来，茎秆由排出口排出，完成脱粒与分离过程；落在振动筛面上的谷杂混合物，在风扇和振动筛的联合作用下对谷粒进行清选；清选后的大部分谷粒进入籽粒推运搅龙并送入粮箱；另一小部分谷粒混合物进入杂余搅龙末端的复脱机构。复脱机构解决难脱作物的再次脱粒问题，达到提高谷粒清洁度、减少损失的目的。复脱后的杂余由杂余升运搅龙送回振动筛进行二次清选。杂碎茎叶被风扇气流吹出机外，茎秆被凹板筛阻隔，在脱粒滚筒和滚筒盖导向板的配合作用下送到机架右侧，由排草口抛出机体，完成谷物脱粒分离过程。

2 脱粒清选部件结构设计

2.1 脱粒装置

脱粒清选部件结构如图1所示。

前滚筒为切流滚筒，凹板采用栅格式活动凹板，二者形成切流滚筒脱粒装置，脱粒间隙可调，将饱满易脱粒的谷粒脱下；后滚筒采用横向轴流滚筒，与栅格式固定凹板形成轴流滚筒脱粒分离装置，使稻秆上剩余、未脱净的稻谷脱下。该装置有效解决了水稻难脱品种的脱净率和破碎率之间的矛盾，提高了收割机对不同水稻品种和不同种类作物的适应性，实现了广谱收获（大豆、小麦和油菜等多种作物）。

作物脱粒过程中，先通过个切流滚筒和可调间隙的凹板筛分离，又通过横向轴流滚筒与固定凹板筛分离，增加了分离的作用、时间和面积，有效降低了排草口脱出物的夹带损失。

2.2 振动筛

采用可快速装卸型振动筛，其结构简图如图2所示。在振动筛主筛面的抖动板上，增加带有72°，102°，30°倾斜角的导向齿条1，使谷物均匀分布在鱼鳞筛面上，避免谷物堆积；高低错落有序的抖动齿条2，增加裹带籽粒短碎秸秆的抖松能力，改善分离性能。在两者的综合作用下，秸秆与籽粒得到较好的分离。主筛面采用可调式鱼鳞筛片，通过调整筛片的开合角度提高振动筛的清选处理能力。

3 脱粒清选部件的性能指标

脱粒清选部件设计指标见表1。

4 脱粒清选部件的安装调整

部件需要进行相应的调整，以适应不同的作物品种、成熟度、脱粒难易程度及单产量。

4.1 脱粒装置的调节

采用钉齿切流滚筒和横向轴流滚筒，切流滚筒脱离粒置的脱粒间隙可调。脱粒装置结构简图如图3所示。活动凹板6由前后两个凹板轴5、带有轴套的螺杆4及上下两个调整螺母8固定在机架横梁上，通过调节调整螺母在螺杆上的位置，使凹板轴在升降导向板7内上下移动，从而调节凹板入口与出口间隙，实现脱粒间隙的调节。

用户在使用过程中，可重新调整安装前活动凹板出入口间隙和后脱粒滚筒上的6条齿杆。

收获粳稻等难脱粒的作物品种时，前滚筒保持出厂时的6杆状态，适当增加滚筒转速并减小活动凹板的出口间隙。收获籼稻和易脱作物时，采用如图4中所示的3杆安装齿杆；若脱不净，适当减小切流滚筒活动凹板的出口间隙。

4.2 风扇的调节

风扇变径带轮结构如图5所示。拆下螺栓5，可将变径带轮上的中盘2及外盘3卸下。增加或减少垫4的数量，可改变中盘两侧的带轮安装间隙，进而改变带轮工作直径。一般情况下，风扇转速一定，出风量由风扇壳体两侧的进风调节板调节。实际作业时，应在尽量减小损失的前提下，根据籽粒清洁度要求调整进风量，必要时可直接调整带轮直径。

4.3 振动筛的调节

作业时应根据作物品种、成熟度、含水率及谷草比等，通过调节鱼鳞筛片开度调节座上的定位螺栓在螺孔上的位置，改变上筛筛片倾角，确保筛面既不堵塞堆积也不跑粮。为减少跑粮损失，可调高筛尾挡板；但挡板也不易调得过底，避免增加清选损失。

为达到脱粒清选设计指标，要求发动机在额定转速下运转，以免影响脱粒清选装置的正常工作。

5 4LZ-4.0D型双滚筒联合收割机田间试验

2014年7月29日—8月5日，农业部对4LZ-4.0D全喂入水稻联合收割机进行推广鉴定检测，测试地点为浙江省台州市路桥区新桥镇平桥村，作物品种为中早39号，完熟期，测区平均产量8209.2 kg/hm2，平均株高96.4 cm，草谷比1.5，籽粒含水率24%，茎秆含水率58%，作业速度3.56 km/h，喂入量4.2 kg/s。检测结果见表2。

由表2可知：检验结果均符合国家标准及设计指标，产品合格；总损失率、破碎率及含杂率的检验结果远小于合格指标，说明此种脱粒清选装置收获性能好、清选能力强、性能稳定可靠。对黑龙江、吉林、内蒙古等省15个用户进行电话调查，考察面积、环境温湿度、作业地域、作物种类、作物自然情况等不同条件下的机具适用性，调查结果均为优秀或良好。

6 结论

4LZ-4.0D型双滚筒全喂入联合收割机通过国家农业部农业机械推广鉴定（鉴定报告编号：№B2014TJ43007），并获得国家专利（ZL 2012 2 0658759.5），现已量产销售。脱粒清选部件有效解决了高产、难脱水稻收割时脱净率、破损率及清洁度难以兼顾的问题，可实现谷物广谱收获，且脱粒清选效果好，市场前景广阔。

参考文献

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[2] 徐立章，李耀明，马朝兴，等.横轴流双滚筒脱粒分离装置设计与试验[J].农业机械学报，2009（11）：55-58.

[3] 耿成俭，蒋英峰，邓金娥.略谈联合收割机脱粒装置对收割工作性能的影响[J].拖拉机与农用运输车，2012（2）：4-5.

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[5] 李洪昌，李耀明，徐立章.联合收割机脱粒分离装置的应用现状及发展研究[J].农机化研究，2008（1）：223-225.

Abstract： For solving the contradiction between threshing rate， broken rate and cleanness in high yield rice threshing， the design of type 4LZ-4.0D double drum of combine harvester is coming out. The article introduces the structure features and design performance index of threshing parts， front drum design is tangential flow with adjustable gap for threshing， back drum is separating drum of transverse axial flow threshing， the improved shaker structure is suitable for various grains.

Key words： double drum； combine harvester； threshing gap； adjustable concave； shaker