全喂入联合收割机应用技术研究

唐万胜

（广西防城港市港口区企沙镇农业农村服务中心，广西 防城港 538002）

0 引言

在农业日常生产过程中，收获环节作为最终环节，收获效率和粮食产量有直接联系，一旦该环节出现问题，会严重影响到粮食产量。但由于我国地理位置较为特殊，农作物收获季节大多分为两季，很多农作物收获时间间隔较短，在无形中增加了农业收获任务，而且，因为农作物可收获时间较短，在收获中很容易受到各种自然灾害影响，如大风、大雨、霜冻等，所以对农作物收获效率提出了更高要求。近年来，随着农业生产不断发展，联合收割机逐渐在农业收获环节普及，其主要作用是将谷物保存、切割、脱粒工作相互结合，能有效减少农作物收获时间，提高农业劳动生产效率[1]。

根据专业人员的调查，我国在收获中使用机械的比例为40%，和发达国家相比，一直处于较低水平，例如美国的机械收获比例为95%。另外，我国所使用的联合收割机动力来源是内燃机，动力来源过于单一，需要使用各种机械传动方法，给整个农作物收割效率带来了严重影响，对驾驶员专业素养也提出了更高要求，驾驶员必须结合稻田实际情况来设置联合收割机的收获参数，这些都需要驾驶员凭借自身经验来进行，不利于联合收割机的大规模推广。基于此，本文将工控机作为联合收割机控制系统的主控制器，结合模块化设计思维，将CAN 总线和RS485 总线相结合来建立健全的通信网络，对联合收割机的每个运动环节采用电机进行直接驱动。通过检测联合收割机的行走速度和喂入量来合理控制运动部件的转速，从而降低收割中的谷物损失率，有效提升谷物收割效率。

1 全喂入式联合收割机结构和功能分析

全喂入式联合收割机主要包括驾驶室、谷仓、割台、脱粒装置、行走机构等部件。驾驶员利用手柄来控制联合收割机的履带式行走机构；割台模块主要将农作物茎秆切断后，将其运输到脱粒模块进行脱粒；脱粒后谷物颗粒会被输送到谷仓进行储存，再将谷壳、碎稿等抛到联合收割机外；当谷仓装满后，可采用卸粮管和提升装置，将谷仓中的农作物运输到卸粮车，从而完成整个农作物收获过程。

1.1 割台

割台由绞龙、割刀、传送链、拨禾轮等机构组成，拨禾轮将农作物茎秆扶正，有利于割刀切断农作物；割刀通过往复运动将农作物切断；绞龙将切断的农作物集中起来，运输到传送链位置，再经过传送链运送到脱粒模块。目前，割刀通常呈现出条状，在条状边缘位置有很多大小相同的齿，当齿触碰到挡板时，会切断农作物的茎秆，将其送到割台底板，在割刀动力输入轴的传动链中有机械装置，会自动将割刀的旋转运动转变为往复运动，控制割刀切断农作物茎秆；拨禾轮为笼型，在笼型周围长杆上有很多齿杆，当拨禾轮运行，齿杆在触碰到谷穗时会扶正农作物，有利于割刀进行切割，再利用齿杆将农作物传输到割台底部进行存储。拨禾轮针对倒伏作物具有显著作用，当作物处于倒伏状态，农作物茎秆和割刀之间无法保证平面垂直，割刀无法将农作物茎秆全部切断，而拨禾轮齿杆会将倒伏的农作物扶正，保证茎秆和割台平面为垂直状态，便于割刀将农作物茎秆切断。绞龙为圆筒状，四周设置有两个旋转方向完全不同的螺旋挡板，当绞龙启动时，两个螺旋挡板会将切断的农作物从割台运输到传送链；传送链结构和普通传送带基本相同，区别在于不利用摩擦力来传输农作物，是通过旋转机构上的各种横向挡板将农作物传输到脱粒环节。

1.2 脱粒模块

谷物在主滚筒和凹板处进行农作物茎秆分离，在脱粒工作完成后，很多谷物颗粒、谷壳经过格栅孔隙掉落在振动筛上，只有少量未脱离茎秆的谷粒被传输到逐稿器中，经过逐稿器的抛洒和振动工序，这些谷粒会落在振动板上。经过上述两个环节的处理工作，能将谷物和茎秆、谷粒和谷壳进行完全分离，所有农作物茎秆将被逐稿器运输到破碎器中，茎秆在破碎处理后会被洒在农田中，而其他部件被运输到振动板。在振动板环节，由于谷物碎稿、颗粒、谷壳重量存在严重差异，在次级风扇和主风扇气流作用下，能将碎稿、谷壳全部排出；在联合收割机外，剩下的谷物颗粒落下振动板，被送到谷仓中进行储存，少量未脱离谷壳的谷物颗粒被放在脱粒装置中进行二次脱粒[2]。

1.3 谷仓模块

谷仓模块主要包括卸粮装置、进粮装置、存储室等，其中，进粮装置主要利用垂直交流将脱粒后的谷粒通过螺旋运输器运输到储存室中进行储存，驾驶员在储存室顶部设置观察窗，能根据观察窗观察实际情况来计算存储室中谷物的具体高度；卸粮装置需要使用输送绞龙、横绞龙、垂直绞龙，一旦存储室被填满，横绞龙会将存储室中的谷物运输到垂直绞龙位置，谷物经过垂直绞龙到达卸粮绞龙位置，最后利用卸粮绞龙将谷物运输到卸粮车上，从而实现基础卸粮操作。

1.4 行走执行机构

联合收割机的行走执行机构主要分为履带式和轮式两种，其中，轮式行走机构凭借自身速度快的特征，被广泛应用在大型联合收割机中；履带式行走机构具有转弯半径小、灵活性高等优势，通常适用于中小型联合收割机。同时，行走模块中有方向盘和推杆两个部件，首先控制驾驶室的推杆和方向盘，以此控制收割机的旋转速度和直线速度；再通过控制推杆和方向盘，来调整液压阀开关，从而保证两驱动轮转速能适应联合收割机旋转速度和直线速度变化情况[3]。

2 全喂入联合收割机收割作业时的安全操作规程

1）在启动全喂入联合收割机前，要全面检查收割机各项参数，确保参数符合行业标准，如油水是否出现泄露问题、冷却水数量是否足量、油箱中柴油是否充足等，且在插入钥匙前要确定操作手杆处于安全挡位或空挡。

2）当收割机在工作过程中遇到严重异常问题时，工作人员要及时关闭发动机，再将各种操作手杆回归到安全挡位或空档。

3）在清理割刀上的杂物时，要佩戴厚手套，避免被割刀割伤。

4）在观察舱和清扫口中有高速旋转的设备，在工作中禁止将其打开，避免带来严重的人员伤亡。

5）当链条罩壳中各种皮带处于高速旋转时，注意不能将手伸入其中。

6）粮箱中有各种旋转设备，在工作中禁止将任何身体部位放在粮箱中，如果必须进入粮箱，要提前关闭发动机，保证所有工作环节都停止运转才能进行后期操作。

7）在收割作业过程中，割台很容易出现堵塞问题，但值得注意的是，在清理割台堵塞时要提前关闭发动机。

8）在作业中，收割机排杂物出口和排草口禁止站任何工作人员，避免杂物飞溅，给工作人员的身体带来不同程度的损伤。

9）工作时除了辅助卸粮人员外，其他无关人员禁止靠近运行的收割机。

10）收割机在田间移动时，为避免机身出现严重倾斜问题，给工作人员带来危险，在经过高度超过10 cm 的田埂时，要使用跳板；当经过高度低于10 cm 田埂时，要使用低速在田埂中行驶。

11）收割机夜间移动时，要提前打开前照明灯；夜间工作时，要打开作业灯和前后照明灯。

3 全喂入联合收割机作业中常见故障及排除方法

3.1 割台头部损耗较多

割台头部损耗的主要原因是拨禾器高度不足，或者拨禾器扶禾爪角度过大等，工作人员只要将拨禾器高度控制在合理位置，就能降低拨禾器的角度。应合理调整拨禾器高度，避免出现安全事故。

3.2 割刀不收割农作物

在收割作业过程中，作业速度过高、收割驱动皮带打滑、割刀不锋利等因素，都会导致收割机在作业中出现不收割农作物的问题。针对该种情况，工作人员要结合田间和农作物实际情况，合理控制作业速度，定期检查收割驱动皮带，更换全新的割刀，将传送环节的异物清理干净，就能完全排除故障问题[4]。

3.3 割台绞龙堵塞

当工作人员检查并确定绞龙传动皮带松紧程度适中、绞龙间隙正常的情况下，割台绞龙仍然存在堵塞问题时，可能主要是喂入量过高、作物太矮、输送槽入口堆积谷物过多等因素诱发的。针对该情况，工作人员要及时清理输送槽，合理控制收割幅度和速度，就能解决故障问题[5]。

3.4 脱粒室有异响，脱粒工况不良

当发动机出现各种问题时，如作业速度过快、收割农作物水分过多、转速过慢等，都会导致脱粒情况出现异常，给整个脱粒工作效率带来不同程度的影响。因此，工作人员要提升发动机转速，根据农田实际情况和农作物种类来选择对应的作业速度，等到农作物完全干燥后才能进行收割工作[6]。

3.5 二次绞龙输送堵塞

目前，产生二次绞龙输送堵塞问题的原因趋于多样化，主要分为机械原因和农作物原因。如农作物由于复杂气候影响，出现过于潮湿的情况；庄稼中有大量杂草，导致庄稼倒伏问题严重等都是产生农作物故障的重要因素。针对该种情况，解决方法非常简单，即暂时不收割杂草过多、倒伏严重的庄稼，必要时可控制车辆行驶速度，低速均匀收割，将喂入深度控制在合理范围。而诱发上述故障的机械原因主要包括收割完成后未清仓、发动机油门过小导致转速过低、绞龙连接位置刮板磨损严重等。工作人员在排除该故障时，可将风门调整到合适的数值，来提高清选风力；更换绞龙连接位置的刮板；在每次收割工作完成后，及时打开清扫口，将绞龙清理干净[7]。

3.6 液压系统故障

近年来，造成收割机液压系统故障的主要原因包括液压系统过热、稳定性不足、液压油渗漏等。其中，系统液压油泄露可能是液压系统中管口连接错误、使用的液压油和机器实际要求存在差异性、液压密封件磨损严重等因素造成的，所以工作人员在日常维护联合收割机时，要做好连接环节的紧固工作，保证液压油的密封性；液压系统过热的原因一般是液压系统长时间工作，导致系统温度过高，处于长期无法散热的状态，给液压系统使用寿命带来严重影响，因此，工作人员要定期检查液压系统使用时间，实时关注仪表盘上温度表显示的温度值，一旦发现其数值超过标准值，要及时采取合理的解决措施，将基本数值控制在合理范围内；液压系统稳定性故障是液压油中混入了空气所产生的，会导致液压动力系统失去作用，油路堵塞造成油路不畅，工作人员在日常维护联合收割机时，要全面检查液压系统的密封性，确保液压系统能稳定运行[8-10]。

4 小结

综上所述，全喂入联合收割机是现代化农业生产中重要的工具，大规模使用联合收割机不仅能减轻农民的作业负担，还能提高农业生产效率。但值得注意的是，在每次农业收割前，要全方位检查收割机设备的实际情况，发现其中存在的问题，针对问题提出解决方法，来提升收割机的日常作业效率。在收割机工作完成后，要对各环节的设备进行定期保养，进一步延长收割机使用年限，为其下次作业打下坚实的基础。