回收型玉米聯(lián)合收獲機械的作業(yè)工藝與綜合試驗

1、<p>　　回收型玉米聯(lián)合收獲機械的作業(yè)工藝與綜合試驗</p><p>　　摘 要：為設(shè)計人員提供參考，介紹了國內(nèi)外的幾種玉米收獲機的作業(yè)工藝，綜合分析了玉米收獲工藝的對比試驗。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：玉米；收獲機械；工藝 </p><p>　　中圖分類號：S233 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160332027 &l

2、t;/p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　我國人工收獲工藝大致有3種形式：站稈摘穗，運動場上集中剝皮，果穗上垛自然風干；割稈集鋪，捆束堆垛存放；割稈放鋪、田間剝皮摘穗、光棒運回上垛、莖稈捆束存放。3種工藝的核心是收獲果穗、保留莖稈作燃料或作飼料。近年來，很多地方，尤其在中原地區(qū)不收莖稈，而是用莖稈還田機粉碎還田肥地，此種粉碎還田工藝不適合東北田間耕

3、地保墑[1]（保墑，抑制水分不揮發(fā)，不滲漏，以“表層干燥化”來防止“深層干燥化”。）這是由于秸稈粉碎還田后得不到充分壓實，使上層密實的土壤與下層土壤的水分不受抑制，從而使水分沿毛細管上行至地表蒸發(fā)和直接經(jīng)裂縫蒸發(fā)。 </p><p>　　1 玉米機械收獲作業(yè)工藝 </p><p>　　1.1 國外玉米收獲機械作業(yè)工藝 </p><p>　　1.1.1 田間一次收獲直

4、接脫粒 </p><p>　　如用自走式聯(lián)合收獲機配玉米割臺，直接脫粒。又如南斯拉夫ZMAJ-2KR牽引式兩行玉米收獲機[2]，也是在田間直接收獲玉米籽粒。 </p><p>　　1.1.2 作業(yè)現(xiàn)場摘穗 </p><p>　　場上剝皮，或直接摘穗剝皮，在場上風干后脫粒的兩段或三段收獲工藝。以國外發(fā)達地區(qū)北美地區(qū)為例，從20世紀50、60年代開始，普及到以大型聯(lián)合收

5、獲機更換專業(yè)玉米割臺，在農(nóng)田作業(yè)現(xiàn)場直接脫粒烘干。20世紀80年代中期，能源危機后（玉米發(fā)酵可制成乙醇），玉米收獲工藝也發(fā)生改變，因此，玉米收獲機械得到了迅速發(fā)展。 </p><p>　　1.1.3 我國收獲時玉米籽粒水份較高 </p><p>　　田間直接脫粒的損失和破碎嚴重，降低了糧食等級。因此，種收獲工藝目前還不能為我國市場接受。 </p><p>　　1.2

6、 國內(nèi)玉米收獲機械基本上有以下4種作業(yè)工藝形式 </p><p>　　1.2.1 牽引式玉米收獲機械 </p><p>　　牽引式玉米收獲機是我國最早研制和開發(fā)的機型。該機型與拖拉機配套使用，適合在大面積地塊作業(yè)。一般為 2～3行側(cè)牽引。行數(shù)增加，偏牽引量增大，影響極其作業(yè)。由于機器為側(cè)牽引，所以在作業(yè)前需人工收割開道。加之機組較長，轉(zhuǎn)彎半徑大，收獲作業(yè)地塊的地頭要開闊。該機型與壟距匹配性

7、較差，易推倒或側(cè)向壓倒秸稈。其優(yōu)點是整機配置方便，結(jié)構(gòu)較簡單，價格低廉。由于動力可與整機分離，在非工作時間動力機可另行它用，從而提高了動力的利用率，也就降低了使用成本。存在問題是夾持輸送部分不可靠，莖稈倒伏使機具易堵塞，而且莖稈是順壟拋送，不利于人工或自動撿拾打捆機二次回收。 </p><p>　　1.2.2 懸掛式玉米收獲機械 </p><p>　　懸掛式玉米聯(lián)合收獲機是我國特有的一種玉

8、米收獲機械，它充分地利用了拖拉機的動力和行走裝置，提高了拖拉機的利用率。該種機具具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、操作方便、機動靈活等特點。與大型自走式玉米收獲機相比，具有價格低廉的優(yōu)點，農(nóng)民購買投資少、見效快、經(jīng)濟效益顯著，是一種適合我國國情的玉米收獲機械。其缺點是與拖拉機組裝工作量大，機組作業(yè)時駕駛?cè)藛T舒適性差。目前我國開發(fā)的懸掛式玉米收獲機型號有20多種，其配套動力為36.7kW以上四輪拖拉機。 </p><p>　　

9、1.2.3 自走式玉米收獲機械 </p><p>　　自走式玉米收獲機是一種高級收獲機型。具有結(jié)構(gòu)緊湊、性能較為完善、作業(yè)效率高、作業(yè)質(zhì)量好等優(yōu)點，在發(fā)展潮流方面，具有代表性。其不足是售價較高，投資回收期長，構(gòu)造較復(fù)雜，故障率高。因此，該機型目前在我國還沒有大量推廣使用。 </p><p>　　1.2.4 互換割臺式收獲機械 </p><p>　　該類機型利用自走式

10、小麥聯(lián)合收獲機的動力、行走和操控系統(tǒng)，將小麥收獲機的割臺換裝成玉米割臺進行玉米收獲作業(yè)。該類機型提高了小麥聯(lián)合收獲機的利用率，縮短了投資回收期。應(yīng)用該機型可實現(xiàn)2種收獲方式：利用大型小麥聯(lián)合收獲機的工作裝置直接收獲玉米籽粒，但要求玉米成熟期一致、籽粒含水率較低的情況下進行作業(yè)；通過換裝果穗箱完成果穗收集，但結(jié)構(gòu)配置不盡合理。 </p><p>　　1.3 機械收獲工藝 </p><p>　

11、　國內(nèi)、外分段作業(yè)的玉米收獲機械[3]，由于機型不同，其功能也不同，因此完成的工藝內(nèi)容也不同，綜合摘除果穗過程如下幾種工藝： </p><p>　　1.3.1田間摘穗直接撥剝皮莖稈粉碎還田 </p><p>　　這種工藝的機型如大豐集團的自走式玉米收獲機和趙光機械廠生產(chǎn)的時風4YW-2牽引式玉米收獲機械。 </p><p>　　1.3.2田間摘穗剝皮莖稈粉碎回收作飼

12、料 </p><p>　　其機型有俄羅斯的KKY-3牽引玉米收獲機和XepcoheII-2000型六行自走型玉米收獲機械。 </p><p>　　1.3.3國內(nèi)大多采用在田間摘穗 </p><p>　　場上集中剝皮、莖稈粉碎直接還田。 </p><p>　　只有最新機型，如4YB-3Ⅱ型玉米收獲機系列產(chǎn)品才具有多種收獲工藝為割稈、摘穗，以及3

13、種不同的莖稈回收處理方法。 </p><p>　　作業(yè)工藝流程如圖1。 </p><p>　　2 玉米機械收獲工藝試驗 </p><p>　　經(jīng)過對幾種玉米收獲機進行了大面積生產(chǎn)試驗，其中1臺玉米收獲機作業(yè)100hm2，1臺牽引式玉米收獲機作業(yè)85hm2，并作了10個班次生產(chǎn)查定。 </p><p>　　2.1 莖稈粉碎還田工藝試驗 <

14、/p><p>　　參加作業(yè)試驗的機型有3種試驗機器情況，如表1所示。 </p><p>　　2.1.1 試驗田標準 </p><p>　　垅寬為600～650mm，產(chǎn)量480～550kg/ha，用15～25Ps小四輪拖拉機裝運果穗，收獲1.2～1.5hm2玉米所用的時間、耗油量，如表2所示。 </p><p>　　表中耗油量按拖拉機耗油量0.41

15、/kw.h計算。收獲作業(yè)必須用最大油門四檔，耗油按最大耗油量計算，卸果穗、地頭轉(zhuǎn)彎按25%耗油量計算。從表中數(shù)據(jù)可以看出背負式機具作業(yè)靈活，效率高，每天收獲作業(yè)可達5.5～6.0hm2，牽引式機2A和2B機具受牽引發(fā)揮不充分等特點，所以作業(yè)速度低，其消耗油量比較高。4YL-2機雖然耗油少，但作業(yè)效率低每天只能收獲3.5～4.0hm2。 　　在收獲速度相同的條件下，作業(yè)效率和耗油量是不等的。后一種卸裝下玉米果穗比前一種耗時，多出量約為2

16、.00kg/ha。4YB-3Ⅱ型機械作業(yè)時與上述比較中得出消耗動力最小，卸裝果穗和作業(yè)總時間最少、效率高、油耗較低等特點。 </p><p>　　2.1.2 懸掛聯(lián)接式玉米收獲機[4] </p><p>　　特點是首次作業(yè)不用開道即可減少人力成本，轉(zhuǎn)彎半徑較小，使用駕駛操作者靈活方便，適合各種田間地塊等環(huán)境。在收獲速度相同的條件下，作業(yè)效率和耗油量是不等的。后一種卸裝下玉米果穗比前一種耗時

17、，多出量約為2.20kg/ha。4YB-3Ⅱ型機具作業(yè)時與上述比較中得出動力源最小，卸裝果穗和作業(yè)總時間最少、效率高、油耗較低等特點。 </p><p>　　2.1.3 運送玉米果穗試驗 </p><p>　　4YB-3Ⅱ型機械是直接將玉米果穗升運輸送到機組后部果穗箱內(nèi)，即可完成作業(yè)。而4YL-2A和4YL-2B </p><p>　　2種收獲機雖不帶拖車，但果穗箱

18、裝滿后需要往拖車里卸裝，因此至少要配備2臺小拖拉機拖車，單臺小四輪拖拉機也消耗較多油量。 </p><p>　　2.2 回收莖稈的收獲作業(yè)工藝試驗 </p><p>　　2.2.1 4YL-2B型牽引式玉米收獲機 </p><p>　　可以完成切碎回收作業(yè)，青（黃）貯作飼料是我國農(nóng)區(qū)發(fā)展畜牧業(yè)的方向。此類機械除可分離果穗棒，切斷莖稈與4YL-2作業(yè)形式相同外，還可再

19、次將莖稈粉碎拋送到機組側(cè)式用飼料拖車高欄內(nèi)，裝滿后直接運到青（黃）貯窖氨化處理，完成作業(yè)。 </p><p>　　2.2.2 懸掛聯(lián)接式玉米收獲機 </p><p>　　懸掛式玉米聯(lián)合收獲機械是具有我國特色的一種玉米收獲機械形式，它能充分地利用了大馬力拖拉機的后輸出軸為動力源和三點懸掛裝置，提高了整體機型的利用率。該機械設(shè)計具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量配重均衡、可操控性強等特點。 </p>

20、;<p>　　2種作業(yè)流程相對比，一次收獲后需要粉碎莖稈，而分段收獲作業(yè)后需要整莖稈回收，2種回收莖稈方法運輸作業(yè)量各不相同，只有一次收獲時運送拖車需要與主機等速，比運整稈耗油量稍多。而4YB-3Ⅱ型總體配置上解決果穗和莖稈的合理流向，并使果穗裝車和莖稈橫壟有序拋放，為人工或打捆機二次回收提供方便。 </p><p>　　2.3 自走式玉米收獲機與牽引式玉米收獲機相比較 </p>&l

21、t;p>　　目前我國有自走式玉米收獲機的機型較多，大致為3～6行，配套發(fā)動機功率80～120Ps不等，價格15～25萬元/臺。作業(yè)工藝為摘穗，果穗集箱裝車，莖桿粉碎還田[5]。自走式優(yōu)點是收獲時不用對行開道，調(diào)頭轉(zhuǎn)彎半徑比牽引式小。但其價格昂貴，損耗高，因此，作業(yè)成本較高。 </p><p>　　對比廠家標明的作業(yè)效率、標價與4YL-2型玉米收獲機比較，以年作業(yè)30d，每天以12h計算，其數(shù)據(jù)如表3所示。

22、</p><p>　　機具型號發(fā)動機功率收獲行數(shù)純小時生產(chǎn)率667m2耗油量機械原價每年折舊費年最高作業(yè)量每公頃折舊每公頃耗油，綜合柴油價按每升5.11元計算，耗油所需資金分別為107.31元、101.18元和77.93元。從表3可以看出：其它項目不算，只是機具折舊和耗油兩項每公頃4YL-3自走式需要107.31元和101.18元，而4YL-2牽引式只需77.93元。因此從作業(yè)成本比較，自走式比牽引式每公頃至少多

23、出約25元。其原因是自走式玉米收獲機自重大作業(yè)速度過低造成的。如果自走式機型作業(yè)速度達到7～8km/h時，生產(chǎn)成本可與牽引式持平，便可大面積推廣應(yīng)用。 </p><p>　　3 工藝試驗對比分析 </p><p>　　3.1 3種玉米收獲機相比較 </p><p>　　3.1.1 自走式機械 </p><p>　　由于造價昂貴、作業(yè)速度低，使

24、用成本過高。在沒有高速作業(yè)機具的情況下，暫不宜推廣；目前國外北美九大公司有42種型號的玉米收獲機，很少有自走式的，也只有原蘇聯(lián)有6行自走式摘穗機。 </p><p>　　3.1.2 牽引式摘除玉米穗[6] </p><p>　　是曾經(jīng)國內(nèi)大量使用的，實踐證明掛接方便、機動靈活。作業(yè)效率高、作業(yè)成本低，做過主推機型。但這種機型也有其缺點，即首次作業(yè)需人工開道，而且地頭需要有較大空地，以便機組

25、轉(zhuǎn)彎用。 </p><p>　　3.1.3 4YB-3Ⅱ型背負式玉米收獲機 </p><p>　　其優(yōu)點是割臺調(diào)整既可適應(yīng)垅作地區(qū)，也可在平原地區(qū)作業(yè)；果穗箱卸料口高度不小于1800mm，可滿足大型掛車卸穗需要；莖稈橫壟有序鋪放有利于人工或自動撿拾打捆機的二次回收，首次作業(yè)不用開道，轉(zhuǎn)彎半徑較小，適合各種地塊、大面積收獲。其不足為，安裝掛接相對復(fù)雜，作業(yè)速度不高，使用駕駛者操控不舒適等。

26、</p><p>　　3.2 玉米機械收獲優(yōu)化工藝[7]及其配套機械 </p><p>　　3.2.1 摘下玉米果穗以及莖桿整株回收作業(yè)工藝配套機械 </p><p>　　選用4YL-2D型側(cè)牽引式玉米收獲機，配套動力為29.4kw大中型拖拉機，作業(yè)速度可達到8～10km/h。 </p><p>　　運送果穗時，運距在不大于1.5km時，可用

27、1～2臺小四輪拖拉機運輸玉米穗。運距大于1.5km時，可用2～3臺小四輪拖拉機運送物料。 </p><p>　　3.2.2 摘下玉米果穗、切莖稈切碎回收工藝配備機械 </p><p>　　?用4YL-2B型牽引式玉米收獲機， 50kw以上大型拖拉機為動力源，作業(yè)速度可大于8km/h。 </p><p>　　配備兩臺拖斗車，一臺25Ps拖拉機牽引。切碎莖稈用兩臺翻斗車

28、，牽引主機械動力應(yīng)在35Ps以上。 </p><p>　　3.2.3 莖桿粉碎還田及整稈回收工藝配套機械 </p><p>　　大地塊、小規(guī)模收獲選用4YL-2型側(cè)牽引式玉米收獲機配2臺拖車裝運果穗，?用1臺25Ps拖拉機牽引。大地塊、大規(guī)模收獲，可采用3行懸掛式玉米收獲機型，運送果穗可用2～3臺15Ps小四輪拖拉運輸果穗完成。 </p><p><b>

29、　　4 結(jié)論 </b></p><p>　　經(jīng)過上述對比分析得出背負式莖穗兼收型玉米聯(lián)合收獲機械機械作業(yè)效率較高，為性價比較高的玉米收獲機械。其不足為：掛接安裝復(fù)雜；作業(yè)速度較低，使用操控性一般，是今后此類型玉米收獲機械尚需解決的問題。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]賈洪雷.聯(lián)合作業(yè)工藝

30、及配套機具的研究[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2001（5）：40-43. </p><p>　　[2]王森華.國外的谷物和玉米收獲機（俄）[R].1984：10-11. </p><p>　　[3]楊連生.技術(shù)作物收獲機械[M].長春：吉林工業(yè)大學農(nóng)機教研室內(nèi)部書籍，1981：64. </p><p>　　[4]袁守善.玉米收獲機設(shè)計文件[R].1994：51-52. &

31、lt;/p><p>　　[5]鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)機械學院.農(nóng)業(yè)機械學（上）[M].北京：中國農(nóng)業(yè)機械出版社，1980：21-23. </p><p>　　[6]袁守善.玉米收獲機械化工藝及組合式莖稈回收型玉米收獲機的研究鑒定技術(shù)文件[R].1999/2001（1）：07-09. </p><p>　　[7]郝玉德.玉米機械化技術(shù)特點及分析[C].全國種植機械情報網(wǎng)專輯，2001（