玉米收获机摘穗机构的工作原理及改进

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玉米收获机摘穗机构的工作原理及改进

钟志堂陶雷

（江苏省农业机械鉴定站）

摘要：本文通过比较目前玉米收获机常用曲两种摘穗结构：摘穗板和拉茎辊模式、摘穗辊模武的工作原理和结构特点，及其和作业质量（果穗损失率、籽粒损失率、籽粒破碎率以及果穗含杂率）的关系；分析了在发展多行机时成对摘穗板、拉茎辊和摘穗辊之间问距的可调性、调整依据以及结构特征等。

关键词：摘稿板；拉茎辊；摘穗辊；作业质量

引言

玉米收获机摘穗机构足整个玉米收获机械的核心部件，它

最大程度地决定了玉米成熟期机械收获作业质量。摘穗机构由拨禾链、摘穗板和拉茎辊或由拨禾链、螺纹摘穗辊组成。从分解的部件来分析。拨禾链起到一个输运的作用，即辅助摘穗；真正的摘穗任务是由摘穗板和拉茎辊（见图１），或螺纹摘穗辊（见图２）完成。这是两种完全不同的摘穗模式。也是目前我国玉米收获机械，乃至其它国家玉米收获机采用的主要摘穗方式，还有一种就是在摘穗板和拉茎辊的方式上对拉茎辊稍作结构上的改动．变拉茎辊为有一定刃度的拉茎刀。图中ｗ２和ｗ３的尺寸指成对拉茎辊和摘穗辊的间距，ｗ２和Ｗ３是以机器正常收获作业时拉茎辊或摘穗辊起始工作点位置对应的玉米秸秆直径为依据，即成对拉茎辊和摘穗辊之间间距是发散的，工作起始点为最大位置问距，均以一定的比铡小于玉米秸秆直径。９２

赫酗窀盛ｄ够

围１摘穗板和拉茎辊田２摘穗辊

摘穗结构是影响收获机作业质量的关键部分，决定了机械

作业时果穗损失率、籽粒损失率、籽粒破碎率以及含杂率等，因此本文将从上述两种摘穗结构的工作原理来分析收获机的摘穗模式和作业质量的关系。

ｌ摘穗模式和作业质量的关系

１．１工作原理

果穗损失率是从宏观上来考察玉米收获机械的整体作业

效果。从整体上来分析玉米收获机械作业果穗的损失情况，是一个数量上的统计。图１、图２中的摘穗板和拉茎辊模式是通过摘穗板卡住果穗，由拉茎辊强行下拉玉米秸秆实现摘穗。这

于作业时对应位置玉米秸秆茎粗，否则无法实现摘穗。所

以要求摘穗板和拉茎辊的位置是可调的，以满足不同玉米品种

对图２中的摘穗辊结构．是把螺旋抓手焊接在摘穗光辊

９３就要求成对的一组拉茎辊间距Ｗ２要小于作业时对应位置的玉米秸秆径粗、摘穗板间距ＷＩ要小于最小玉米果穗径粗且大的收获作业。上，作业时一组摘穗辊上的螺旋抓手交错工作。螺旋抓手起到输运和下拉秸秆，并在光辊和螺旋抓手的挤压下实现摘穗功能。间距Ｗ３表示一根摘穗辊光辊到另一摘穗辊螺旋抓手的水平距离．Ｈ表示两个摘穗辊在垂直位置的高度差。作业时Ｗ３

要小于对应位置的玉米秸秆茎粗。

１．２摘穗模式对作业质量的影响

作业质量是衡量一台机器是否得到认可的关键，农户最担

心的是玉米收获作业过程中的损失，即果穗损失率、籽粒损失率、籽率破碎率以及果穗含杂率等。

上述介绍的两种常见的摘穗模式中，摘穗板之间的间隙是

决定果穗损失、籽粒损失和破碎的关键；而拉茎辊（或拉茎刀）是决定果穗含杂率的关键；摘穗辊模式中，搪穆辊之阅的间隙极其位置关系是决定果穗损失率、籽粒损失率、籽率破碎率以及果穗含杂率的关键。

图３断穗分析

图１的摘穗模式，在ｗｌ小于果穗最小端径粗且大于作业

时对应位置玉米秸秆茎租和Ｗ２小于相应作业位置玉米秸秆直径的条件下，才可以满足收获作业质量要求。拉茎辊的间隙是以玉米秸秆茎粗为依据进行调整，这在厂家玉米收获机使用说明书中都有提示，并且２行机拉茎辊之间间距是可调的。而摘穗板的间距是不可调的，那么成对摘穗板之间间距是以什么为依据制订的呢？我们在田间试验中发现，在这种摘穗模式中。造成玉米断穗、籽粒损失和破碎的主要原因是摘穗板之间间距。如图３所示，在作业过程中，若摘穗板间距偏大很容易出现图示中的情形。分析有两种类型，一是正常收获期时摘穗板间距偏大，果穗在拨禾链的强制拨动下形成；二是下垂果穗。图中虚线为拉茎辊作业轨迹．只有出现上述情形的果穗在拉茎

９４

辊作业轨迹之外才能保证果穗的完整性。这要求摘穗板和拉茎辊之间有很好的位置关系，摘穗板之间的问隙既要大于玉米秸秆茎租，同时要小于果穗的最小直径。

图２的摘穗模式．是目前国内市场上使用最多的摘穗模

式。摘穗辊间距也是依据玉米秸秆茎粗进行调整．在２行机上是可调的。对保持果穗的完整性，螺旋抓手的升程角是起到关键作用的，由于两根摘穗辊的螺旋抓手是交错的，保证玉米果穗不同时被两根光辊相作用，即至少有一根摘穗辊上的螺旋抓手作用于果穗。那么对于较短小的果穗，在摘穗过程中如果被两根光辊相作用，则很容易遭到损坏。这就对螺旋抓手的升程角和图２中Ｈ尺寸的设计有很高的要求。目前这种摘穗模式以２行机较多，且割台果穗输送采用刮板式，果穆和摘穗辊相接触的时问较短，从这方面也增大了保证果穗完整性的机会。但田间试验中，摘穗辊间距偏大或收获长势不好的果穗（果穗较短小）时，果穗破碎容易产生。

上述摘锻工作原理中介绍，有摘稿版的摘襁模式中，依靠

强制拉断实现摘穗，动力消耗大。很容易造成玉米秸秆从果穗果柄部折断，含杂率较高；尤其是其变形的拉茎刀式，玉米秸秆被直接切断，果穗仍留在秸秆上进入输运器，造成拥堵，并且果穗含杂率高；摘轨辊依靠挤压实现摘穗功能，所以秸秆能够在螺旋抓手的作用下顺利通过，含杂率低，动力消耗低。

２摘穗模式的发展

我国玉米收获机械经历了半个世纪的发展，我国玉米收获

机技术水平已有很大程度的提高。基本上可以满足广大地区玉米机械化收获，但核心部分技术水平有待进一步提高。目前社会保有的玉米收获机以２行机较多．丽墒穗辊模式的摘穗机构９５

装配在２行机上较多，因为该种机型采用割台中间刮板输送，这种组合具有很强的优势，降低了果穗损失率。采用摘穗板模式的主要和搅龙输送相结合．而搅龙在作业速度较高时，由予转速高，易造成果穗折断。由于摘穗模式是影响果穗损失的关键幽察。生广’企业、枷荧捌研院所等应加大利研力度，加烈Ｊ尚穗结构的研究，增强其适应性和可靠性。

２．１阚距可调性

目前装配在２行机上的摘穗辊、拉茎辊间距是可调的。而３

行或多行机装配的摘穗辊或拉茎辊间距调整较复杂，有的甚至不可调。而对于拉茎辊结构是通过调整拉茎刀片来改变拉茎辊之间的问距，由于割台空间紧凑，调整的可操作性差。我国幅员辽阔．玉米种植差异较大，南方和北方种植玉米品种不同；玉米秸秆茎粗和果穗尺寸不同，需要收获机摘穗结构有很好的适应性，要求成对摘穗辊或拉茎辊、摘穗板间距调整方便，可操作性强。减少玉米枧械收获作业果穗损失和含杂率。

２．２摘穗板问距及设计安装位置

摘穗板是用于承载玉米果穗，也是该种摘穗模式的核心部件．它决定了玉米果穗的完整性，从而决定了玉米收获机作韭质量的符合性，决定了该产品在市场上的命运。从１．２中分析，摘穗板间距要小于最小玉米果穗茎粗，同时又要大于作业时对应位置玉米秸秆的茎粗；为了保证较小果穗的完整性，适当增大摘穗板和拉茎辊距离，留一定的空间，即使出现图３中的情形，也不会出现果穗损坏；同时也能防止拉茎辊和摘穗板之间的堵塞。这就要求设计部门对我国区域性玉米品种有充分的了解，才能设计开发出满足用户要求的玉米收获机械。２．３拉茎辊、摘穗辊的结构

目前不同厂家生产的摘穗辊螺旋抓手结构都稍有不同，但９６

都没有经过系统的研究。仍停留在摸索阶段。螺旋抓手的升程角、直径、个数以及成对摘穗辊之间的安装位置关系是决定对不同品种玉米进行收获作业时损失的关键因素，设计的摘穗辊要能同时满足不同品种玉米收获时作业质量的要求。

玉米收获一直是我国机械化收获的难题．随着农业种植结构模式调整和２００．５年中央“一号文件”的出台，农民农业生产积极性提高，我国农机事业也出现了前所未有的生机。大中型动力机械已成为从事农业生产的主要工具，因此开发多行玉米收获机已成为当务之急。但目前的摘穗结构远不能适应多行玉米收获机的开发要求，应进一步深入研究。解决玉米机械化收获难题，提高我国玉米种植的机械化水平。

参考文献

【１］加０４年农机行业１０大特点，农业机械，２００５，（１）丝一２６；

［２］董佑福玉米收获机械化现状与发展战略；．

［３］胡伟应加强玉米收获机的开发和推广；

“］籍俊杰王文忠胡伟。玉米联台收获机运用技术，中国农业大学出版社．１９９９；

［５］胡伟划清树裒健，农机化实用新技术，天津科学技术出版社，１９９８；

［６］农作物秸秆利用技术与设备，中国农业出版社。１９９６；

［７］钟志堂高建国陶雷，政府推动技术先行全力提升江苏玉米机械化收获水平，江苏农机化，２００５，（２）＂一２８。

作者简介：

作者：钟志堂江苏省农机试验鉴定站站长助理研究员

邮政编码：２１００１７

作者：陶雷江苏省农机试验鉴定站工程师硕士９７