全喂入水稻收获机改制成大豆收获机的机理和方法

(黑龙江省农业机械工程科学研究院 牡丹江农业机械化研究所，黑龙江 牡丹江 157011)

0 引言

黑龙江省是我国粮食作物的主产区，三大作物水稻、玉米、大豆受粮食价格影响，其种植面积也不断变化。水稻主产区因国家对农机的大力投入和劳动力流失，水田机械水平得以大力提升，其中水稻收获机的更新换代更为明显，导致早期购买的割幅在2.5 m以内的履带式全喂入水稻收获机不断被淘汰。在丘陵山地因大豆价格上涨和国家粮食种植结构调整，大豆种植面积不断增加。大型大豆收获机不适应丘陵山地的收获，如遇雨水季也不能下田作业，种植户迫切需要能适应丘陵山地的履带收获机来完成大豆收获。将水田种植户淘汰的水稻收获机改制成大豆收获机，恰好满足这一需求。

1 改制机理

模仿人工脱粒动作，农作物不同脱粒装置配置也不同，但其脱粒的工艺过程大致相同。以轴流式脱粒装置为例，脱粒装置主要由脱粒滚筒、凹板和上盖组成。凹板和上盖组合成一个完整的圆筒，把滚筒包围起来形成密闭的脱粒腔。脱粒时，作物通过喂入装置由脱粒装置的一端喂入，随着滚筒的旋转，在上盖螺旋导禾板的作用下，作物在脱粒装置内作螺旋运动 。秸秆上的谷粒在脱粒部件和凹板的打击和搓擦作用下，被脱粒并通过凹板孔分离出来，秸秆从滚筒的排杂口排出。影响脱粒效果主要有四元素：一是脱粒部件；二是凹板形式；三是滚筒转数和脱粒间隙；四是导禾板的螺旋升角。

1.1 脱粒部件

水稻脱粒以“梳刷” 为主，脱粒部件采用弓齿、栅格凹板组合(图1)；大豆脱粒以“击打”为主，脱粒部件采用弧形杆齿、栅格凹板组合(图2)。

1.栅格凹板；2.滚筒；3.弓齿图1 水稻脱粒部件

1.栅格凹板；2.滚筒；3.弧形杆齿图2 大豆脱粒部件

1.2 凹板型式

凹板的型式有编织筛式、冲孔式和栅格式三种。冲孔式凹板主要用于玉米和大豆脱粒，栅格式凹板因脱粒和分离能力最强，广泛应用于水稻、大豆和小麦脱粒，由此可见，水稻和大豆的凹板型式是可以通用的。

1.3 滚筒转数和脱粒间隙

轴流式脱粒装置脱粒水稻和大豆，滚筒转数和脱粒间隙不同。滚筒转数水稻高于大豆，脱粒间隙水稻小于大豆。根据多年实践测试，以滚筒直径为30 cm为例，水稻滚筒转数650 r·min-1左右，大豆滚筒转数520 r·min-1左右。水稻脱粒间隙为2 cm左右，大豆脱粒间隙为4 cm左右。

1.4 导禾板的螺旋升角

轴流式脱粒装置的上盖均装有导禾板，使作物沿滚筒做轴向移动。导禾板的数目随滚筒长度而异，导禾板螺旋升角因作物不同而变化，一般为20°～45°。因水稻比大豆难脱粒，故脱水稻导禾板在同等滚筒长度内比脱大豆要多，螺旋升角要小，使水稻作物比大豆作物在滚筒内滞留的时间稍长。

2 改制方法

2.1 滚筒转速的改制

原水稻收获机的滚筒转速为614 r·min-1，将原滚筒轴端链轮由35个齿更换为41个齿。其结构和安装位置不变，滚筒转速降为524 r·min-1。

2.2 滚筒结构的改制

原水稻收获机滚筒上的脱粒部件全部去掉，只保留滚筒幅板并在幅板上焊合大豆脱粒齿杆部件。使其沿滚筒幅板圆周均布并与滚筒轴投影成5°夹角(图3)，实现弧形棒齿渐次打击大豆秸秆并推送其向出杂口运动。3个脱粒齿杆部件结构及弧形棒齿布置如图4所示。

1.齿杆；2.弧形棒齿图3 脱粒齿杆

1.齿棒；2.滚筒；3.弧形棒齿图4 弧形棒齿布置图

2.3 滚筒上盖板的改制

原水稻收获机滚筒上盖板的所有导禾板去掉，只保留上盖板并在其上均布安装四道导禾板。导禾板一侧沿圆弧焊有连接耳，通过连接耳上的孔和上盖板固接，固接后导禾板的螺旋升角为35°(图5)。

2.4 改制后的大豆脱粒装置各部件位置关系

一要保证栅格凹板内端和弧形棒齿顶端二者之间间隙25～30 cm并且可调；二要保证导禾板内端和弧形棒齿顶端二者之间间隙35 cm；三要在脱粒滚筒喂入端沿圆周焊3个切草刀，以防缠草(图6)。

3 效益分析

以亲身购机农户为例：购机费6 000元，改制费1 000元。改制后大豆收获机净作业15天，平均效率1.5 hm2·天-1，收费1 000元·hm-2，累计收入2.25万元；油耗200 元·天-1，人工200 元·天-1，累计支出6 000元；当年收回购机费、改制费并盈利近万元。改制后的大豆收获机作业质量符合国家标准，达到了“旧机新用”的目的。

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