轴流式联合收割机配置与相关分析

联合收割机的出现与发展，是适应人类社会进步的产物，所以，它的存在与进步必须适应人们的需求。80年代后期，随着水稻种植面积的不断扩大，产量的提高，对联合收割机的动力、工作能力、作业效率等要求也越来越高。这些对传统收割机而言，意味着要增大分离面积，而机体体积的增大是有一定限度的，因此，在尽量减少体积增大的前提下，增加分离装置的工作能力成为联合收割机行业主要有研究课题。轴流滚筒脱粒分离装置将脱粒离合二而一，能够满足机体体积不增大而提高生产率的要求。其作业特点是：在脱粒分离装置内的作物，在滚筒的作用下，围绕滚筒沿滚筒轴线运动。同时在旋转离心力的作用下，将籽粒分离出来。另外，从机器内部物流方式来看，轴流式脱粒分离装置脱粒时间长，作用柔和，所以表现出脱粒性能好，破碎率低，分离彻底。结作物、地理环境的适应性强，能完成多种作物的收获作用。因此，轴流式联合收割机自上世纪80年代在北美发展起来后，目前已有许多国家广泛应用。 1、轴流式联合收割机的配置从目前我国市场出现的联合收割机看，轴流式收割机因适应性广、性能优越将越来越占主导地位，由于脱粒分离装置的配置型式、各功能部件的相互关系不同，使各轴流式联合收割机的品种繁多，功能也各有千秋，现介绍如下：（1）横置轴流脱粒-分离滚筒这种配置的收割机多见于背负式，国内代表机型以珠江-1.5、湖洲-130、福田4LD-2等，由于结构上的原因，滚筒长度一般较短。所以脱粒分离能力受到一定限制，对潮湿作物和一些难脱品种作物适应性较差。速度稍快时还会出现一些跑粮现象，所以多用于中小型收割机和背负联合收割机上。这种配置的收割机一般喂入量小，作业效率低。得由于省无能为力了底盘和行走部分的闲置时间，所以直接经济性较好，适用于小地块作业。有一定的市场需求。（2）纵置轴流脱粒-分离滚筒这种配置的机型由于滚筒纵置，滚筒长度不受限制，故适用于大生产率的机型，如CASE2388（单流筒）、纽荷兰23TR88、TR99（双流筒）。这种配置的机型作业时清选筛面上物料的分布比横置式均匀，分离面积大，分离效果好。适应性强，对潮湿作物和难脱作物效果也较好。提高脱净率和减少破碎在这种配置的机型上得到兼顾。缺点是（以上述机型为例）滚筒的喂入口不流畅，传动结构也比较复杂。这种机型对作物适应性较广，尤其是水稻主产区，这种机型更有用武之地。黑龙江垦区和江苏农垦水稻产后进行过引进试验，效果较好。（3）切流脱粒滚筒+横置轴流分离滚筒这种配置多见于中小型自走式联合收割机，如JDL3060、新疆-2、福田生平。因脱粒主要是切流滚筒，遇潮湿或难脱作物时，很难解决破碎率与脱不净之间的矛盾。轴流滚筒横向配置，长度上受到一定限制，无法弥补切流脱粒滚筒间隙大时出现的脱粒不足部分。所以不如轴流滚筒那样能完全满足要求。在收获较难脱的水稻时，脱净率和分离性能欠佳，喂入量稍大时常有堵塞现象。收获小麦略好一些。但从技术角度分析，如果增大脱粒滚筒间隙减少破碎率时，也可以通过改变分离滚筒的结构型式来弥补脱粒不足部分，所以这种配置尚有一定的发展空间。（4）切流脱粒滚筒+纵置轴流分离滚筒这种配置是市场上新出现的机型，如3518、JDCTSLⅡ等。主要特点是收割机工作时在约有70-75%的脱粒是由前端的切流滚筒和凹板完成的，剩下的脱粒和分离是由其纵向配置的轴流滚筒来完成。经过大量的实践证明，第一脱粒滚筒脱水稻在60%-75%时破壳率很低，当超过这一范围时破壳率迅速增加。切流脱粒滚筒+纵置轴流分离滚筒这种配置型式，下符合这一实践规律。在结构型式上，分离滚筒与凹板系偏心配置，这种结构能促进谷草分离。通过拉和放推动茎杆移动，使茎杆流动更通畅，从而增强分离能力，加快籽粒分离速度。并且通过柔和的脱粒分离动作可以获得高质量的稻谷，改善糙米率、全面提高收割潮湿和倒伏作物的效率。 2、轴流联合收割机的发展随着农产品产量的提高，农业机械化程度的进步提高，联合收割机的作业效率、工作能力也将进一步提高，横向轴流联合收割机由于其结构上的原因，其发展空间受到一定的限制，而纵向配置的轴流联合收割机则显示出其优越性。因此，国际著名的几家大农机企业如约翰•迪尔、克拉斯、纽荷兰、凯斯等跨国公司近几年竞相发展纵向轴流联合收割机。 3、国内几种典型轴流式联合收割机简介（1）3518 CTS联合收割机 CTS板齿分离流筒的英文缩写，在联合收割机中使用了这项技术，为联合收割机领域提供了一个全新的收割概念，“流筒板齿分离”这项技术能够改进脱粒性能，提供最佳处理高喂入的能力，增加分离、减少损失。该项技术是将切流单滚筒与纵轴流双滚筒有机地结合在一起，采用纵向带板齿的双分离滚筒装置，代替空间结构较大的键式逐稿器承担茎杆的分离功能。使收割机工作时大约有75%左右的脱粒是由前端的切流滚筒和凹板完成的，剩下的脱粒和分离由其后纵向排列的相对运动的一对板齿分离器来完成。板齿分离系统通过拉和放动作对作物的物料进行处理和分离，成为联合收割机市场上的独有设计，当作物离开滚筒和凹板时，它朝向板齿分离顺方向运动，两个分离装置上的板齿穿离器与外壳下部所形成的间隙中。当作物在滚筒的作用下转回来时再次被拉和放，并继续向后移动，通过拉和放的动作使作物进行高效率的脱粒和分离。同时板齿通过对作物层的穿透，对作物起到梳理作用，并能进行再一次脱粒。与主脱粒切流滚筒加起来，可保持对作物的高质量处理。板齿分离系统对茎丁处理与其它轴流滚筒不大一样，其它轴流滚筒在处理茎丁过程中是连续处理，当遇到湿的和难脱的条件时，裹粮的情况常有发生，引起分离不彻底的现象。与此相反，板齿分离系统的拉和放的动作，不但消除了茎杆不产生挤压，使破碎率更低。即使在作物潮湿或收获困难条件下也能如此。3518 CTS联合收割机实质上就是将板齿分离系统的结构与大直径切流滚筒和大包角凹板有机结合在一起，与传统的联合收割机相双较，有间隙大，转速低，使脱粒作用柔和、分离过程长，克服了传统收割机收获水稻存在的损失大、破碎率高的难题。将CTS技术应用在收割机上，除具备较强的收获水稻功能外，或兼收小麦、大豆等其它作物。收获效果优于国家标准要求。（2）X56联合收割机约翰•迪尔收获机械有限公司根据市场需求在3518 CTS大型水稻联合收割机基础上研制开发了体积小、成本低的单切流脱粒滚筒与单纵轴流分离滚筒组合式联合收割机。脱粒滚筒为钉齿式或纹杆式两种，根据不同作物品种选装。转速调节范围为240-980r/min，收水稻的转速一般为500 r/min，在这样的低转速下，经室内试验脱粒滚筒只脱了60%-70%水稻，水稻的破碎率很低。剩余的谷物进入板齿式分离单滚筒。该滚筒具有强大的复脱和分离能力，有效脱粒分离和度2.7m，转速 700 r/min，。在充足的脱粒分离时间和脱粒分离面积下，谷物被完全有效地复脱和分离，同晨也保证了低破壳率。外观上，该机型与JDL-1042的外型基本一致。性能方面，继承了3518CTS切流滚筒与纵轴流组合式联合收割机的优良工作性能和较好的作物适应性，主要技术就是在原逐稿器的位置配置板齿式分离单滚筒，单滚筒的长度和向上的倾角与逐稿器接近，通过合理的接口连接结构，突破并解决了在单切流与单轴流转换时，作物物流转向角度大、物流收缩大的技术难题，从而保证了作物流的连续性和均匀性，实现了作物平滑、顺畅的换向过渡，大降低了收割机的无效功率的消耗。该机型具有喂入量大、分离能力强、作业效率高心脏清洁度高、损失率低等优点，适于收割潮湿、分离难度大、高产的水稻。该产品的研制成功，为收割机领域增加了一个新的亮点。