联合收获机的结构原理与常见故障维修

杨 勇

(黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨 150081)

0 引言

随着农业机械化在我国普及，农业机械产品的销售量和使用量持续增长，农业机械技术和产品性能持续升级，农业生产中使用的功能复合型的大型农机数量明显增多[1]。联合收获机是农业生产中应用广泛的收获机产品，常用于收获玉米、小麦、水稻等大宗粮食作物，部分联合收获机还可进行大豆、高粱等作物的高效率收获。在我国农业耕地政策持续优化的激励下，农业生产的经营规模持续扩大，耕地连片化、整合化趋势明显，承包经营、合作经营的新模式不仅统一了农艺方案和作物品种，同时有利于大型农机的高效率生产，为联合收获机的应用创造了有利条件[2]。截至2020年，我国稻麦联合收割机保有量达160.66万台，玉米联合收割机保有量达58.85万台，大豆联合收获机保有量增长至2.24万台，有效保证了农业生产对粮食高效率收获的需求[3]。

1 联合收获机的应用特征

联合收获机是指在传统单一功能收获机基础上整合更多功能的现代化农机产品，联合收获机根据收获作物种类的不同可分为稻麦联合收获机、玉米联合收获机、大豆联合收获机等[4]。稻麦联合收获机多具有在田间作业同时完成切割、脱粒、分离、清选等工序；玉米联合收获机田间作业能一次性完成摘穗、剥皮、脱粒、秸秆处理等工序；大豆联合收获机田间生产能一次性完成喂入、去壳、分离、清选等工序。可见，现阶段使用的联合收获机在传统收割作业的基础上同时完成了收获后的粮食初加工部分工作，其具有以下技术优势。1)生产效率高。与传统单一功能收获机相比，联合收获机有效减少了多种功能设备进地作业次数，一次性作业完成全部工作任务，有效缩短了工作时间。2)技术更为先进。联合收获机主要以中大型机型为主，功能丰富的同时，机械化程度、自动化程度更高，能够更好应用智能控制、传感器技术改善驾驶条件，并预防故障问题发生。3)粮食损失小。联合收获机收获过程一次性完成，各个功能部件之间形成良好配合关系，粮食的破损、掉落、脏污比例明显降低，有利于提高粮食收获量和粮食产出品质[5-6]。

2 联合收获机结构原理

2.1 稻麦联合收获机

稻麦联合收获机属于技术先进的联合收获机种类，在我国农业生产中应用广泛，适用于水稻、小麦等农作物的收获。稻麦联合收获机的结构如图1所示，包括拨禾轮、割台搅龙、切割器、驾驶室、升运器、脱粒装置、风筛清选装置等主要功能部件。

1.拨禾轮；2.割台搅龙；3.切割器；4.驾驶室；5.升运器；6.脱粒装置；7.风筛清选装置图1 稻麦联合收获机结构

稻麦联合收获机作业时，首先由最前方的拨禾轮将作物植株整体拨送到切割器位置，作物秸秆被切割器割断并放倒在割台上，在割台搅龙螺旋结构的作用下，作物被送入升运器，将作物送入脱粒装置。在脱粒滚筒旋转作用下谷粒与秸秆主体分离，体积较小的谷粒和部分颖壳杂穗等杂质由栅格筛孔落下，进入输送器被送入风筛清选装置，风筛清选装置利用筛网振动作用将谷粒与颖壳杂物细化分离，并在风机吹力作用下将颖壳碎稿等杂物吹出，得到含杂率很低的干净谷粒，清选后的谷物被输送装置送至储粮箱。

2.2 玉米联合收获机

由于玉米与水稻和小麦在植株特性上存在明显差异性，因此，收获玉米需使用专用设备进行，玉米联合收获机的主要工作部件包括分禾器、摘穗装置、升运器、驾驶室、剥皮装置、二级升运器、果穗箱、秸秆粉碎装置等(图2)。

1.分禾器；2.摘穗装置；3.升运器；4.驾驶室；5.剥皮装置；6.二级升运器；7.果穗箱；8.秸秆粉碎装置图2 玉米联合收获机结构

玉米联合收获机作业时，首先由前方的分禾器将秸秆扶正并在拨禾链的作用下将玉米秸秆送至摘穗辊，并在摘穗辊的夹持和挤压作用下将玉米果穗与秸秆分离，完成摘穗工作，摘穗完成后，玉米果穗被升运器输送进入剥皮装置，秸秆被下方的粉碎装置拾取并送入粉碎刀箱粉碎抛洒。进入剥皮装置的玉米果穗在剥皮辊的摩擦力作用下，果穗苞叶逐渐松散，并被剥皮钉和剥皮辊的表面纹理拉扯掉落，由剥皮辊下方排出，去皮后的玉米果穗进入二级升运器并送入果穗箱储存。

2.3 大豆联合收获机

大豆联合收获机与稻麦联合收获机结构功能类似，很多地区使用谷物通用联合收获机能够同时完成小麦、水稻、大豆等多种谷物的收获作业。近年来，随着我国大豆产业的蓬勃发展，大豆专用联合收获机逐渐占据传统谷物联合收获机的市场，为大豆收获而专门研制的收获机产品配备有大豆脱粒打击器、电液仿形技术等，收获大豆的适用性更好，粮食损失降低。

3 联合收获机典型故障维修

3.1 谷物类联合收获机故障维修

谷物类联合收获包含能够收获小麦、水稻、大豆等作物的收获机械，由于这类作物植株特性近似，收获机的主体结构、功能也十分相近。

3.1.1 拨禾轮功能异常

主要包括拨禾轮喂入能力不足及拨禾轮喂入过程粮食损失大。导致喂入能力不足的主要原因为拨禾轮转速过低或拨禾轮的高度调整过低，造成作物秸秆进入割台效率不足，部分秸秆被向前推倒而无法进入割台。此时，应适当调大拨禾轮的转速，使其与收获机行驶速度相匹配，并根据植株高度调整拨禾轮位置，提高拨禾轮的喂入能力。拨禾轮喂入过程粮食损失大主要是由于拨禾轮转速过高，导致喂入过程作物植株受到较大冲击，导致粮食掉落，或拨禾轮的高度调整过高，拨杆冲击谷穗导致谷粒飞溅，此时应适当降低拨禾轮转速，并调整拨禾轮的高度到适当位置[3]。

3.1.2 割台内谷物聚集，无法输出

导致这一问题的主要原因是搅龙长时间使用产生磨损，无法形成有效的螺旋推动力，因搅龙与外壁间隙过大，粮食在间隙内大量聚集。此外，若搅龙安装时两侧高度不相同，也会造成搅龙的输送能力降低，受力不均衡还可能导致搅龙主轴变形，导致机械性损坏。使用过程中应密切关注搅龙叶片的磨损情况，定期调整搅龙与外壁之间的间隙，对于维修和更换的搅龙要合理安装，确保两侧高度一致。

3.1.3 脱粒功能异常

主要包含以下三方面故障：一是脱粒不净，主要是由于脱粒滚筒转速不足或谷物喂入量不合理导致的，首先应保证谷物适当的喂入量，避免喂入过多超过脱粒滚筒工作能力，导致大量谷物未完成脱粒就进入清选装置；其次要适当调整脱粒滚筒转速，避免转速过低达不到应有的脱粒性能。二是脱粒室内聚积大量谷粒，主要是由于粮食输出能力降低导致的，常见的原因包括螺旋片脱落或磨损、滚筒出口处不光滑造成拥堵，此时应检查螺旋片状态，对于脱落的螺旋片及时更换，对磨损的螺旋片及时修复，更换并维修脱粒室出口位置。三是复脱器功能异常，主要是由于复脱器叶片磨损，叶轮或搅龙弯曲变形导致的，此时应更换磨损严重的复脱器叶片，并对损坏或变形的叶轮或搅龙进行修复或更换。

3.1.4 风筛装置功能异常

主要包括两种故障形式：一是风机运转不均匀，主要是由于风机叶片变形、风机固定螺栓松动、支架断裂等原因造成的，此时应修复变形的叶片，紧固松动的螺栓，并更换断裂的支架。二是振动筛筛选能力不足，导致谷物损失增加，导致这一问题的原因包括筛网选择不当和风机风力不足，此时应对筛网筛孔进行合理选择，并适当增加风机风力。

3.2 玉米联合收获机故障维修

3.2.1 摘穗过程粮食损失大

导致摘穗过程粮食损失大的原因主要包括以下两方面：一是分禾器与拨禾链的喂入能力不足，导致玉米秸秆被推倒无法进入割台，此时应调整分禾器之间的间隔，避免间隔不当导致分禾器将秸秆推倒，并适当增加拨禾链转速，提高秸秆喂入能力。二是摘穗辊间隙调整不当，导致摘穗过程玉米果穗尾部产生啃食破坏， 此时应适当降低摘穗辊转速并根据秸秆直径尺寸适当调整摘穗辊间隙[8]。

3.2.2 摘穗辊堵塞

导致摘穗辊堵塞的主要原因是秸秆输出能力不足，这是由于摘穗辊长期使用导致表面磨损，摩擦力不足，无法确保秸秆输出，应对磨损表面光滑的摘穗辊进行表面处理，提高摩擦力。同时若摘穗辊间隙调整不当，间隙过小也不利于秸秆排出，会造成秸秆堵塞、积聚，影响后喂入的玉米摘穗。此外，若田间杂草过多，也可能导致杂草缠绕在摘穗辊上，此时应安装切草装置或防缠绕装置。

3.2.3 剥皮装置功能异常

剥皮装置功能异常主要包括剥皮不净和籽粒损失大，剥皮不净是由于剥皮辊转速不足、剥皮辊磨损、压送装置压力不足、喂入量过大导致的，应根据剥皮装置的剥皮状态，对剥皮性能进行适当调整，适当增大剥皮辊的转速，必要时为剥皮辊增加剥皮凸钉，以增大对果穗苞叶的拉扯能力，提高剥净率。剥皮过程籽粒损失大主要是由于剥皮能力过强导致的，此时应适当降低剥皮辊转速，将压送装置压力适当调小，降低剥皮过程造成的摩擦和冲击，此外，要注意避免收获时机过晚导致玉米籽粒含水量过低，籽粒松动也会造成粮食损失增加。

4 结语

综上所述，联合收获机作为高效率收获作业的重要设备，在农业生产中发挥了重要作用，尤其在农业生产逐渐向现代化和合理化发展的趋势推动下，在农机购置补贴政策的激励下，联合收获机的市场价值和应用价值进一步凸显，我国农民应重视联合收获机技术原理及驾驶技能的学习，做到合理使用与维护联合收获机，对联合收获机出现的故障问题做到妥善维修，确保收获作业得以高效率、高质量开展。