玉米机收减损关键部件合理配置与参数调整研究

李文英

（辽宁省农业机械化发展中心 辽宁 沈阳 110034）

玉米是我国三大主要粮食作物之一。 为贯彻落实“藏粮于地、藏粮于技”战略，近年来通过实施测土配方、创新土地耕作模式、改良玉米品种和广泛应用玉米生产机械化，使我国玉米总产量持续增加、玉米生产机械化水平不断提高。 2020 年我国玉米耕种收机械化综合水平达到90%，玉米收获机械化水平达到80%。随着我国农业机械由数量型向质量型转化的逐步深入，对玉米机械收获质量的要求也越来越高， 尤其是玉米机械收获损失备受关注。农业农村部办公厅印发《关于将机收减损作为粮食生产机械化主要工作常抓不懈的通知》，要求将机收减损作为当前和今后一个时期粮食生产机械化工作的重中之重常抓不懈[1]。粮食颗粒归仓、减少机收环节损耗是增加产量的重要举措[2]。 结合多年玉米收获机械产品鉴定工作实践，开展机收减损关键部件配置和调整研究，以通过技术手段尽可能地减少粮食损失。

1 玉米机械收获损失情况

目前，对于玉米机收损失的评价标准是依据NY/T 1355《玉米收获机作业质量》和GB/T 21962《玉米收获机械》中的相关规定，具体评价指标为总损失率≤3.5%。其中，损失率包括自然损失率、机收损失率。玉米机收过程中自然损失约占30%，机收损失占70%。而机收损失的主因在于收获机关键部件配置和调整不当，因此，合理选配关键部件，正确调整其参数配置，是降低机收损失率的关键。

2021 年我国玉米种植面积约 0.43 亿 hm2， 果穗收获型机具收获面积约0.13 亿hm2。玉米平均产量若按1.05 万kg/hm2计， 则全国每年机收玉米近1 400亿 kg。 损失率降低 1%，则可多收玉米 14 亿 kg。 玉米销售价格按2.0 元/kg 计， 则每年可多获得经济效益28 亿元。 由此可见，减少机收环节损耗成为增加粮食产量的重要措施[3]，不仅可以获得良好的经济效益，更有助于维护粮食安全。

2 影响玉米机收质量和损失的关键部件

目前， 在用的玉米收获机基本由割台+摘穗机构+输送机构+剥皮机构+秸秆切碎回收（或秸秆粉碎还田）等几部分构成，影响玉米收获质量、造成籽粒损失的主要部件包括：1） 摘穗机构。当带穗的玉米秸秆进入摘穗机构（割台）时，在摘穗辊或摘穗板的强力拉拽下，玉米穗和玉米秸秆分离，分离过程中一旦摘穗辊或摘穗板的间隙调整不恰当，就会导致玉米穗无法进入输送绞龙而掉落到机体外， 进而产生玉米损失。2） 剥皮机构。 剥皮辊大多采用铁辊或铁胶混合结构设计，由于材质不同，玉米穗进入剥皮机时会因摩擦产生籽粒损伤和飞溅，同时，若剥皮辊间隙调整不当也会影响剥皮效果，导致部分玉米棒滑出剥皮机构或玉米脱粒时产生掉粒。3） 籽粒回收机构。如果苞叶夹带的籽粒不能被籽粒回收机构完全回收，也会产生玉米损失。

3 关键部件配置及参数调整

优化机具结构设计，合理配置关键部件，选择正确的作业参数， 并根据自然条件和作物条件的不同及时对机具工作参数进行调整， 使玉米联合收获机保持良好的工作状态，进而降低机收损失，提高作业质量[4]，是提高机收籽粒质量和降低收获损失的关键所在。

3.1 摘穗机构配置及参数调整

在摘穗机构合理配置方面，可采取以下措施降低机收损失：一是加长扶禾器。 近年来部分地区极端天气频繁发生，时常出现玉米倒伏现象。 原玉米收获机配置的短而尖的扶禾器在收割倒伏玉米时效果不理想， 而适当加长扶禾器则可减少倒伏玉米的收获损失。 二是将拉茎辊结构改为浮动式结构。 随着玉米秸秆含水率的降低，秸秆的韧性变小，若此时拉茎辊的压力仍与含水率高时的压力一致，则会将秸秆拉断或无法拉入割台而产生收获损失。将拉茎辊设计调整为浮动式结构，则可动态调整拉茎辊压力，使其适应不同阶段的玉米收获。三是将割台传动链轮改为双排链轮。 这样可以根据玉米秸秆长短调节割台转速，进而调节拉茎辊转速，提高玉米收割质量，降低收获损失。

摘穗机构参数调整内容：一是摘穗辊线速度的调整。 如果摘穗辊线速度过小，则果穗与摘穗辊的接触时间会加长，进而增加玉米果穗被啃伤的几率，降低籽粒收获质量。 如果摘穗辊线速度过大，则果穗与摘穗辊碰撞较为剧烈，也会增加玉米果穗被啃伤而落粒的几率。因此，选择合理的摘穗辊转速，可达到降低籽粒破碎率、减少籽粒损失的目的。通常情况下，摘穗辊的线速度设计值以600～820 r/min 为宜。 二是摘穗辊间隙的调整。 摘穗辊间隙过小时，碾压和断秆现象易发，导致较粗大的秸秆不能顺利通过而产生堵塞。 尤其在机器前进速度快、植株密植情况下，喂入量会增大。此时，若摘穗辊间隙不能适当放大，则容易加大茎秆在辊间的堵塞程度，造成夹带损失。 但如果摘穗辊间隙过大，则摘穗辊会啃伤果穗，导致掉粒损失增加。尤其在收获干燥果穗时， 若不适当缩小摘穗辊间隙，就会使果穗大端与摘穗辊之间碰撞力加大而造成脱粒损失。 摘穗辊间隙应根据玉米性状特点进行调整，以适应不同粗细的茎秆和果穗，进而减少果穗和籽粒损失。 通常情况下，摘辊穗间隙以8～12 mm 为宜。

3.2 剥皮机构配置及参数调整

玉米果穗在割台上被摘下后，通过果穗升运器到达剥皮机，经剥皮后进入粮箱。 籽粒破碎大多产生于剥皮过程，而剥皮作业通常通过铸铁辊与胶辊配对使用来完成。 调研中发现，将剥皮机的剥皮辊全部改为胶辊，不仅可以降低籽粒破碎率，而且有助于提高苞叶剥净率、减小苞叶夹带损失。

剥皮机构调整内容包括：一是剥皮机对辊之间的间隙调整。 间隙过小时，剥皮效果不好，需二次剥皮。间隙过大时，玉米果穗进入对辊之间易造成籽粒脱落或破碎，因此，合理间隙对降低损失率至关重要。剥皮辊间隙以8～10 mm 为宜，可有效降低损失率。二是剥皮辊间预应力的调整。 通过预应力调整，可使剥皮辊之间的压力保持适中，压送器与剥皮辊间距适宜。 如果预紧压力过大，则籽粒损伤率和落粒率会增加。 间距过小则玉米果穗与剥皮辊之间的摩擦力大、剥净率高，单果穗易堵塞，增加果穗损伤率和落粒率。剥皮辊倾角一般取10 °～12 °，倾角过小则果穗作用时间长，损伤率和落粒率高。

3.3 籽粒回收配置

通过调查发现，部分籽粒损失发生在剥皮过程中的玉米苞叶夹带环节，对此，可在籽粒回收装置下面增设1 个万向轮装置，使整个回收装置产生水平方向的左右运动。通过增加回收装置水平方向的振动来增加籽粒通过量， 同时将玉米苞叶夹带的籽粒分离出来，经筛网进入回收箱。设计带式排杂装置，改变内部风力较大状态， 减小筛网高度及与回收盒的间隙，进而提高籽粒回收率，减少籽粒掉落量。

3.4 脱粒机构配置

玉米籽粒收获机的脱粒滚筒转速、脱粒间隙和导流板角度是影响玉米脱净率、破碎率的重要因素。 在保证籽粒破碎率不超标的前提下，可通过适当提高脱粒滚筒转速、减小滚筒与凹板之间间隙、调整入口与出口间隙比等措施，提高脱净率，减少脱粒损失和破碎率。

3.5 清选机构配置

清选损失与含杂率是对立的，需在调整过程中统筹考虑这一因素。 在保证含杂率不超标的前提下，可通过适当减小风扇风量、调大筛子开度、提高尾筛位置等来减少清选损失。 同时，在清选作业过程中要经常检查逐稿器机箱内的秸秆堵塞情况并及时清理。适当减小轴流滚筒喂入量，提高滚筒转速，也可减少清选损失。