(黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院 牡丹江農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，黑龍江 牡丹江 157011)

0 引言

黑龍江省是我國糧食作物的主產(chǎn)區(qū)，三大作物水稻、玉米、大豆受糧食價(jià)格影響，其種植面積也不斷變化。水稻主產(chǎn)區(qū)因國家對農(nóng)機(jī)的大力投入和勞動(dòng)力流失，水田機(jī)械水平得以大力提升，其中水稻收獲機(jī)的更新?lián)Q代更為明顯，導(dǎo)致早期購買的割幅在2.5 m以內(nèi)的履帶式全喂入水稻收獲機(jī)不斷被淘汰。在丘陵山地因大豆價(jià)格上漲和國家糧食種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，大豆種植面積不斷增加。大型大豆收獲機(jī)不適應(yīng)丘陵山地的收獲，如遇雨水季也不能下田作業(yè)，種植戶迫切需要能適應(yīng)丘陵山地的履帶收獲機(jī)來完成大豆收獲。將水田種植戶淘汰的水稻收獲機(jī)改制成大豆收獲機(jī)，恰好滿足這一需求。

1 改制機(jī)理

模仿人工脫粒動(dòng)作，農(nóng)作物不同脫粒裝置配置也不同，但其脫粒的工藝過程大致相同。以軸流式脫粒裝置為例，脫粒裝置主要由脫粒滾筒、凹板和上蓋組成。凹板和上蓋組合成一個(gè)完整的圓筒，把滾筒包圍起來形成密閉的脫粒腔。脫粒時(shí)，作物通過喂入裝置由脫粒裝置的一端喂入，隨著滾筒的旋轉(zhuǎn)，在上蓋螺旋導(dǎo)禾板的作用下，作物在脫粒裝置內(nèi)作螺旋運(yùn)動(dòng) 。秸稈上的谷粒在脫粒部件和凹板的打擊和搓擦作用下，被脫粒并通過凹板孔分離出來，秸稈從滾筒的排雜口排出。影響脫粒效果主要有四元素：一是脫粒部件；二是凹板形式；三是滾筒轉(zhuǎn)數(shù)和脫粒間隙；四是導(dǎo)禾板的螺旋升角。

1.1 脫粒部件

水稻脫粒以“梳刷” 為主，脫粒部件采用弓齒、柵格凹板組合(圖1)；大豆脫粒以“擊打”為主，脫粒部件采用弧形桿齒、柵格凹板組合(圖2)。

1.柵格凹板；2.滾筒；3.弓齒圖1 水稻脫粒部件

1.柵格凹板；2.滾筒；3.弧形桿齒圖2 大豆脫粒部件

1.2 凹板型式

凹板的型式有編織篩式、沖孔式和柵格式三種。沖孔式凹板主要用于玉米和大豆脫粒，柵格式凹板因脫粒和分離能力最強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于水稻、大豆和小麥脫粒，由此可見，水稻和大豆的凹板型式是可以通用的。

1.3 滾筒轉(zhuǎn)數(shù)和脫粒間隙

軸流式脫粒裝置脫粒水稻和大豆，滾筒轉(zhuǎn)數(shù)和脫粒間隙不同。滾筒轉(zhuǎn)數(shù)水稻高于大豆，脫粒間隙水稻小于大豆。根據(jù)多年實(shí)踐測試，以滾筒直徑為30 cm為例，水稻滾筒轉(zhuǎn)數(shù)650 r·min-1左右，大豆?jié)L筒轉(zhuǎn)數(shù)520 r·min-1左右。水稻脫粒間隙為2 cm左右，大豆脫粒間隙為4 cm左右。

1.4 導(dǎo)禾板的螺旋升角

軸流式脫粒裝置的上蓋均裝有導(dǎo)禾板，使作物沿滾筒做軸向移動(dòng)。導(dǎo)禾板的數(shù)目隨滾筒長度而異，導(dǎo)禾板螺旋升角因作物不同而變化，一般為20°～45°。因水稻比大豆難脫粒，故脫水稻導(dǎo)禾板在同等滾筒長度內(nèi)比脫大豆要多，螺旋升角要小，使水稻作物比大豆作物在滾筒內(nèi)滯留的時(shí)間稍長。

2 改制方法

2.1 滾筒轉(zhuǎn)速的改制

原水稻收獲機(jī)的滾筒轉(zhuǎn)速為614 r·min-1，將原滾筒軸端鏈輪由35個(gè)齒更換為41個(gè)齒。其結(jié)構(gòu)和安裝位置不變，滾筒轉(zhuǎn)速降為524 r·min-1。

2.2 滾筒結(jié)構(gòu)的改制

原水稻收獲機(jī)滾筒上的脫粒部件全部去掉，只保留滾筒幅板并在幅板上焊合大豆脫粒齒桿部件。使其沿滾筒幅板圓周均布并與滾筒軸投影成5°夾角(圖3)，實(shí)現(xiàn)弧形棒齒漸次打擊大豆秸稈并推送其向出雜口運(yùn)動(dòng)。3個(gè)脫粒齒桿部件結(jié)構(gòu)及弧形棒齒布置如圖4所示。

1.齒桿；2.弧形棒齒圖3 脫粒齒桿

1.齒棒；2.滾筒；3.弧形棒齒圖4 弧形棒齒布置圖

2.3 滾筒上蓋板的改制

原水稻收獲機(jī)滾筒上蓋板的所有導(dǎo)禾板去掉，只保留上蓋板并在其上均布安裝四道導(dǎo)禾板。導(dǎo)禾板一側(cè)沿圓弧焊有連接耳，通過連接耳上的孔和上蓋板固接，固接后導(dǎo)禾板的螺旋升角為35°(圖5)。

2.4 改制后的大豆脫粒裝置各部件位置關(guān)系

一要保證柵格凹板內(nèi)端和弧形棒齒頂端二者之間間隙25～30 cm并且可調(diào)；二要保證導(dǎo)禾板內(nèi)端和弧形棒齒頂端二者之間間隙35 cm；三要在脫粒滾筒喂入端沿圓周焊3個(gè)切草刀，以防纏草(圖6)。

3 效益分析

以親身購機(jī)農(nóng)戶為例：購機(jī)費(fèi)6 000元，改制費(fèi)1 000元。改制后大豆收獲機(jī)凈作業(yè)15天，平均效率1.5 hm2·天-1，收費(fèi)1 000元·hm-2，累計(jì)收入2.25萬元；油耗200 元·天-1，人工200 元·天-1，累計(jì)支出6 000元；當(dāng)年收回購機(jī)費(fèi)、改制費(fèi)并盈利近萬元。改制后的大豆收獲機(jī)作業(yè)質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了“舊機(jī)新用”的目的。

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