聯(lián)合收割機生產(chǎn)技術(shù)建設(shè)項目可行性研究報告

..專業(yè)基金項目：四川省教育廳青年基金項目(編號：08202024)，四川省教育廳自然科學(xué)重點項目(編號：09202032)作者簡介：王和順(1975)，男，四川省西昌市人，博士，副教授，主要從事流體機械、測控技術(shù)的教學(xué)和科研工件，TelE-mail:wangheshun@.聯(lián)合收割機生產(chǎn)技術(shù)建設(shè)項目可行性研究報告目錄TOC\o"1-4"\h\z收割機技術(shù)歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 41.1聯(lián)合收割機的技術(shù)發(fā)展 41.1.1國內(nèi)外收獲機械技術(shù)發(fā)展歷史 41.1.2國內(nèi)外收獲機械技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 81.2聯(lián)合收割機主要結(jié)構(gòu) 113.2.1割臺部分 133.2.2夾持輸送部分 163.2.3脫粒部分 173.2.4清選部分 203.2.5谷物輸送機構(gòu) 253.2.6割臺升降控制部分 283.2.7 收割機行走部分 303.2.8 收割機的控制系統(tǒng) 331.3市場常見半喂入式水稻聯(lián)合收割機及其技術(shù)特點 373.3.1 國外常見品牌 373.3.2 國產(chǎn)常見品牌 423.3.3 國內(nèi)外常見品牌性能參數(shù)對照 473.3.4 日本半喂入聯(lián)合收割機新成果介紹 481.4半喂入聯(lián)合收割機存在的技術(shù)問題 513.4.1發(fā)動機部分存在的問題 523.4.2脫粒不凈 543.4.3 夾持輸送部分容易堵塞 563.4.4 聯(lián)合收割機智能控制研究的關(guān)鍵問題 581.5水稻聯(lián)合收割機發(fā)展預(yù)測 583.5.1 半喂入式是水稻聯(lián)合收割機發(fā)展的趨勢 583.5.2 南方丘陵地區(qū)水稻聯(lián)合收割機發(fā)展預(yù)測 61參考資料 65產(chǎn)品方案的分析論證 662.1設(shè)計任務(wù)與基本原則 662.2擬定的半喂入聯(lián)合收割機總體結(jié)構(gòu)分析 672.3割臺部及其方案論證 672.4夾持鏈輸送裝置方案論證 712.5脫離分離裝置方案分析論證 772.6清選裝置方案分析與論證 842.6.1清選裝置的功用與組成 842.6.2清選裝置分析論證 852.6.3清選裝置主要部件構(gòu)造的分析論證 872.6.4清選裝置的傳動機構(gòu) 892.6.5篩子和階梯抖動板的運動參數(shù)選擇 902.6.6小結(jié) 902.7行走傳動系統(tǒng)方案分析論證 912.7.1行走方式選擇 912.7.2履帶行走裝置 912.7.3履帶行走裝置的受力分析 922.7.4履帶轉(zhuǎn)向及驅(qū)動方式 932.7.5整機的行走變速方式 952.7.6發(fā)動機類型和選擇原則 962.7.7小結(jié) 982.8液壓系統(tǒng)的分析和論證 982.8.1聯(lián)合收割機上配置的典型液壓系統(tǒng) 982.8.2收割機上割臺部分液壓系統(tǒng)的分析 1002.8.3割臺升降液壓裝置的選取 1012.8.4靜液壓無級變速系統(tǒng)（HST）原理結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用 1022.8.5液壓系統(tǒng)方案小結(jié) 1042.9總體方案 104參考資料 108生產(chǎn)技術(shù)方案分析論證 1123.1收割機產(chǎn)品生產(chǎn)組織形式 1123.1.1生產(chǎn)組織形式 1123.2收割機零件工藝技術(shù)方案 1133.2.1工藝成本及其影響因素分析 1133.2.2收割機工藝過程的一些基本問題 1143.2.3收割機工藝性相關(guān)因素及措施分析 1153.2.4沖壓工藝在收割機中應(yīng)用 1173.3收割機部分零件加工工藝介紹 1173.3.1鏈條零件的加工工藝分析 1173.3.2收割機車身與底盤的連接工藝 1193.3.3附板加工工藝 1203.3.4聯(lián)合收割機圓筒形零件的加工工藝分析 1203.3.5收割機刀片毛坯的制造工藝 1213.4主要生產(chǎn)設(shè)備 1213.4.1沖壓設(shè)備 1213.4.2鑄造設(shè)備 1223.4.3焊接設(shè)備 1233.5小結(jié) 124參考文獻： 125..專業(yè)收割機技術(shù)歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢谷物聯(lián)合收割機簡稱聯(lián)合收割機，在50年代初被稱作康拜因，是能夠一次完成谷類作物的收割、脫粒、分離莖桿、清除雜余物等工序，從田間直接獲取谷粒的收獲機械。在聯(lián)合收割機沒出現(xiàn)以前，脫粒機和機械收割機這些器械，大大提高了19世紀(jì)時的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率。這使得用比以前少的工人去收割更多的谷物成為可能。但19世紀(jì)后期的這一發(fā)明，更進一步地提高了收獲效率。聯(lián)合收割機使收割與脫粒機結(jié)合在一個整件中，使農(nóng)民能以單一的操作去完成收割和脫粒。聯(lián)合收割機按動力分為自走式及背負式，自走式機型又分輪式和履帶式；按進入脫粒方式分為半喂入式收割機和全喂入收割機兩種。全喂入式收割機，把莖桿全部輸入脫粒機脫粒，吐出稻桿基本破碎，實現(xiàn)稻草還田，機子造價也相對較低一些。半喂入式收割機收割稻谷后，只把谷穗輸入脫粒機脫粒，可以完整地吐出稻桿，稻草容易收集，但機子造價較高。使用聯(lián)合收割機收獲能大大節(jié)省時間和勞力，降低作業(yè)成本，提高勞動效率，減輕勞動強度，減少谷物損失，實現(xiàn)稻草還田，增加土地肥力。聯(lián)合收割機的技術(shù)發(fā)展國內(nèi)外收獲機械技術(shù)發(fā)展歷史國內(nèi)收獲機械技術(shù)發(fā)展歷史我國水稻聯(lián)合收割機的研制工作始于上個世紀(jì)六十年代。1965年廣東省農(nóng)機所在鑒定牽引-60型聯(lián)合收割機后，開始研究軸流式脫粒裝置。1966年開始，先后與惠陽地區(qū)農(nóng)機所惠陽縣農(nóng)機一廠、廣東機引農(nóng)具廠和佛山農(nóng)機廠共同研制了配豐收-35拖拉機的“豐收-I型”、配套東方紅-54拖拉機的“珠江-2號”、配工農(nóng)-Ⅱ手扶拖拉機的“工農(nóng)-I型”懸掛式全喂入軸流型水稻聯(lián)合收割機。同時，廣東省農(nóng)機所還研制了金屬覆帶行走裝置，解決聯(lián)合收割機下水田的問題。這一階段，各類水稻收獲機械研制工作己全而鋪開，為進一步發(fā)展水稻收獲機械打下了基礎(chǔ)。七十年代至八十年代初，中國農(nóng)機院組織有關(guān)研究所，從原理到結(jié)構(gòu)，從試驗性能到結(jié)構(gòu)工藝性，對日本四大公司的半喂入聯(lián)合收割機作了全面剖析，并進行了大量的零部件試驗、研究，掌屋了設(shè)計技術(shù)。同期，全國開發(fā)研制了幾個品種，結(jié)構(gòu)、性能達到了日本八十年代初水平。這一時期我國水稻聯(lián)合收割機技術(shù)發(fā)展較快，1972年組織了水稻聯(lián)合收割機殲滅戰(zhàn)課題組，分別在廣東的東莞、惠陽，江西的泰和及湖南等地集中了近六十名技術(shù)人員，進行了五種產(chǎn)品的研制工作，并定型了這類機型。采用了臥式割臺的輸送裝置、半喂入倒吊脫粒以及半全通用脫粒裝置等，使半喂入聯(lián)合收割機作業(yè)質(zhì)量有顯著提高。但機器重量大、水田通過性和對倒伏作物適應(yīng)性差，影響了推廣使用。這階段我國水稻收獲機械有了一定的發(fā)展，但是，重復(fù)研制多。據(jù)不完全統(tǒng)計，研制了約100種機型，其中通過省級鑒定的約有30種機型，而能夠生產(chǎn)的僅有幾種機型，大部分機型不具備投產(chǎn)條件，造成人力、財力和物力的大量浪費。為提高收割機的水田作業(yè)性能和對作物的適應(yīng)性，浙江、湖北、江西、上海和福建等省市先后研制了3～5馬力專用或多用底盤收割機。主要機型有直接輸送側(cè)向條放的湖北“鄂100-3型”和“上海-90型”收割機，中間輸入側(cè)向條放的浙江“嘉興100-3”型、江西“南豐100-4”型收割機、福建“南靖-140”型和江西“萬安躍進-150型”集束堆放圓盤式收割機等。這類機型的割幅多在1米左右，具有較合理的作業(yè)速度，整機重量輕，并采用并列雙輪胎或超低壓寬斷面輪胎，提高了水田通過性。此外，中國農(nóng)機院研制的帶簡易扶禾器的立式割臺收割機在一些地區(qū)也有推廣使用。1986年前后，中國農(nóng)機院和浙江省農(nóng)機所為減少大傾角割臺落粒損失，分別研制了小傾角立式割臺。浙江省將這種割臺成功地運用到半喂入聯(lián)合收割機，研制鑒定了“浙江-120型”，但其扶倒能力不如大傾角立式割臺。從1993年下半年開始，在持續(xù)兩年多的低谷徘徊之后，包括聯(lián)合收割機在內(nèi)的整個農(nóng)機市場開始走向復(fù)蘇，壟斷逐步被打破。由于水稻收獲機械是技術(shù)含量最高的農(nóng)機，是水稻生產(chǎn)機械化的難點，也是各地發(fā)展農(nóng)機化的切入點，加上水稻聯(lián)合收割機跨區(qū)作業(yè)取得的顯著效益和影響，水稻聯(lián)合收割機熱一直在持續(xù)。農(nóng)機大企業(yè)、一些非農(nóng)大企業(yè)和集團以及民營企業(yè)受利好和國家政策的影響也加盟水稻聯(lián)合收割機生產(chǎn)行列，如常柴、一拖、北汽福田公司、長江集團、金浪公司、柳林、三聯(lián)、星光等加入到研制、生產(chǎn)當(dāng)中，大企業(yè)和集團憑借資金與技術(shù)優(yōu)勢很快切入市場，并且大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量、性能和技術(shù)含量，使產(chǎn)品的升級、更新?lián)Q代的能力顯著增強，推動了我國水稻收獲機械化的發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計我國水稻聯(lián)合收割機生產(chǎn)廠家近300多家。在“九五”、“十五”期間國家把水稻收獲列入重點攻關(guān)項目組織科研單位、大專院校和企業(yè)進行聯(lián)合攻關(guān)，農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所、河北天同神農(nóng)機械有限公司、黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院工程所、山東工程學(xué)院、廣東省農(nóng)機研究所、福建省機械研究院、江蘇省鋒陵集團等單位對割前脫粒技術(shù)進行了研究。這種機型采用了目前國際上最先進的梳脫收獲工藝、梳脫——莖稈切割整齊鋪放聯(lián)合作業(yè)的工藝流程，其作業(yè)的工藝路線是：梳脫裝置先將谷物梳脫下來，經(jīng)輸送裝置送入復(fù)脫清選裝置中進行復(fù)脫清選，獲得干凈的籽粒，同時設(shè)置的切割裝置將梳脫干凈的草秸切割并整齊鋪放在田間，也有的機型配粉碎裝置或切碎裝置將莖稈切碎還田。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院研制的4ZTL-1800機型專利發(fā)明，為了利用摘脫滾筒作業(yè)速度快的優(yōu)點，對上述摘脫臺進行重大改造：用氣流吸運脫出物，取消了螺旋推運器和中央輸送鏈耙，從而獲得充裕的空間以便設(shè)置禾秸的切割摟集裝置，實現(xiàn)了摘脫同時收割禾秸的聯(lián)合收獲。后者摟成條鋪于兩履帶之間通過。由于氣吸使得它對作物不同生長狀態(tài)的適應(yīng)性增強，無論慢速或快速作業(yè)，落粒損失均較低。采用了軸流滾筒復(fù)脫，立筒篩與環(huán)形道垂直氣流清選機構(gòu)，結(jié)構(gòu)較簡單、造價較低。缺點是能耗比摘脫臺增加，但與其他類型相比較并不遜色，體積顯得龐大但體重增加不多，噪聲有所增大。2002年以后，水稻聯(lián)合收割機進入了進一步改進提高階段。出現(xiàn)了新的機型，如“湖州100-12"和“龍江-120"型等，此外，還有江蘇、上海和云南三省在“龍江-120型”的基礎(chǔ)上研制鑒定了“江南-120型”，湖北、江西等省研制的與12馬力機耕船配套的半喂入聯(lián)合收割機，分別于1980年前后鑒定定型。廣東省改進提高了“南粵-215”半喂入聯(lián)合收割機的整體拆裝方便性。中國農(nóng)機院和福建等單位為“閩江-150"型研究設(shè)計了三角皮帶無級變速專用底盤，首先應(yīng)用在國產(chǎn)半喂入水稻聯(lián)合收割機上，實現(xiàn)了作業(yè)的無級變速。同時，對刀片進行了技術(shù)攻關(guān)，對半喂入機型的主要零部件還進行了三化設(shè)計工作。浙江省等單位研制了輕型切割器等。中國農(nóng)機院、廣東農(nóng)機所和江西農(nóng)機所等先后開展了脫粒部件的室內(nèi)外臺架試驗研究，探討最佳的結(jié)構(gòu)和運動參數(shù)。中國農(nóng)機院對半喂入聯(lián)合收割機的主要工作部件——脫粒、分離和清選部件進行了室內(nèi)臺架試驗研究工作。這些基礎(chǔ)工作為今后我國水稻半喂入聯(lián)合收割機的發(fā)展和產(chǎn)品系列化做了技術(shù)準(zhǔn)備工作。國外收獲機械發(fā)展歷史18到19世紀(jì)，在英、美等國曾有許多人研制和設(shè)計聯(lián)合收割機，其中有的人還獲得了專利或制造出了樣機，但基本都不具備實用價值，未能得到推廣。1799年英國最早出現(xiàn)馬拉的圓盤割刀收割機；1822年在割刀上方增加了撥禾裝置。1826年出現(xiàn)采用往復(fù)式切割器和撥禾輪的現(xiàn)代收割機雛型，用多匹馬牽引并通過地輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動切割器。1831年，美國農(nóng)民發(fā)明家麥克科密克（C.McCormik）設(shè)計制作出第一臺由兩匹馬牽引的聯(lián)合收割機，其收割效率超過了30個人工，這是聯(lián)合收割機研制的重大突破。此后，麥克科密克一直致力于聯(lián)合收割機的改進和制造，他生產(chǎn)的聯(lián)合收割機供不應(yīng)求。到1870年，他制造的大型聯(lián)合收割機由40匹馬牽引，收割幅寬達30米，收割機上還裝有麥秸打包裝置。1889年，美國人貝斯特（Best）設(shè)計制造出第一臺由蒸汽機驅(qū)動的自走式聯(lián)合收割機，一天最多可收割50多公頃農(nóng)田。此后，又相繼誕生了由內(nèi)燃機驅(qū)動的自走式聯(lián)合收割機。20世紀(jì)20年代，聯(lián)合收割機首先在美國的小麥產(chǎn)區(qū)大規(guī)模使用，隨后迅速推廣到了蘇聯(lián)、加拿大、澳大利亞和西歐諸國。1920年以后由于拖拉機的普遍使用，同拖拉機配套的收割機開始取代畜力收割機。日本是世界上半喂入式水稻聯(lián)合收割機(以下簡稱半喂入聯(lián)合收割機)技術(shù)最先進的國家。半喂入聯(lián)合收割機擺脫了歐美全喂入式的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有機器小、適應(yīng)性強、可靠性高、效率高等優(yōu)點。作為適合亞洲水稻農(nóng)作的高性能機械，半喂入式聯(lián)合收割機完全損失小，拆裝簡便、操作舒適、電子自動監(jiān)控、稻、麥均可收獲等特點，能在小田塊、高濕爛田進行作業(yè)。經(jīng)過幾十年的砰究和改進，日本半喂入聯(lián)合收割機技術(shù)非常成熟。目前主要生產(chǎn)企業(yè)有久保田、井關(guān)、洋馬、三菱四個公司，年產(chǎn)量10萬臺，市場保有量120萬臺，實現(xiàn)了水稻生產(chǎn)機械化。韓國有國際、東洋、LG、大同四個公司。它們從1975年開始，分別引進久保田、井關(guān)、洋馬、三菱四個公司技術(shù)，并在日本機的基礎(chǔ)上結(jié)合本國特點進行了國產(chǎn)化，到90年代，聯(lián)合收割機機收面積達到85%。國內(nèi)外收獲機械技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢國內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢隨著農(nóng)村城市化的進程，越來越多的耕地被占用，糧食的總產(chǎn)量在逐年減少。一些農(nóng)學(xué)專家為了解決我國糧食問題正在研究超級雜交稻，畝產(chǎn)在700千克以上的雜交水稻已經(jīng)問世，并逐步在大面積推廣。超級雜交稻最高畝產(chǎn)可望達到900千克。截至2004年底，超級稻新品種在四川、福建、湖南、安徽、遼寧、浙江等水稻主產(chǎn)區(qū)已累計推廣1000萬公頃。據(jù)悉，我國將在廣東、福建、湖南、湖北、江西、江蘇、浙江、安徽、四川、重慶、吉林、遼寧等12個省市率先啟動實施超級稻示范推廣項目，力爭短期內(nèi)超級稻推廣面積達到400萬公頃。超級雜交稻與現(xiàn)有水稻的特性差別很大，單產(chǎn)高、長勢密、莖稈粗、稈青葉茂、含水率高。收獲這種水稻，對現(xiàn)有全喂入和半喂入機型在技術(shù)是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，現(xiàn)有推廣使用的聯(lián)合收割機都不適應(yīng)超級稻的收獲，脫粒裝置處理容量與高產(chǎn)大流量不匹配，稈青葉茂的作物在大流量的條件下分離更加困難。如何解決這種高產(chǎn)超級稻的收獲問題已引起收獲機械專家們的注意，也已成為科技領(lǐng)導(dǎo)部門重視和關(guān)注的問題。有些收獲機械專家認為，割前脫粒（梳脫式）機型由于作業(yè)時莖稈不進入機器中，可以減少機具對物料的處理量、降低損失、減少功耗、提高工作效率，是解決超級稻收獲的理想機具之一。在我國xx些地區(qū)近年因為稻草作為工業(yè)原料的用途迅速增加，用戶要求整草的呼聲很高。寧夏中衛(wèi)地區(qū)對水稻莖稈保留有強烈的要求，主要用于大棚及苗木覆蓋；有的地區(qū)用莖稈作為食用菌的培養(yǎng)基。很多地區(qū)梳脫式收獲后整草回收每畝草秸可售180～200元，給農(nóng)產(chǎn)帶來可觀的經(jīng)濟效益。對全喂入機型草秸不能回收，割茬高反映強烈，有些地區(qū)全喂入機型已不受歡迎。河北省正在進行一項研究，小麥?zhǔn)斋@時在田間保留秸稈不切割，夏季種植玉米時采用免耕種植方式，以利于保墑，玉米產(chǎn)量也增加。黑龍江省正在進行一項試驗和研究，水稻收獲后保留莖稈不割，下茬種植時僅在要插秧的行上采用免耕或少耕法，莖稈腐爛氨化后既增加了土壤肥力，又減少了病蟲害。農(nóng)民要求秸稈完整性的需求將促進梳脫式機型和半喂入機型的發(fā)展。當(dāng)前主流機型的發(fā)展是在保證良好性能的前提下，向高效、大功率、大喂入量方向發(fā)展，以提高生產(chǎn)率；對收獲損失率低、高清潔度的主要工作部件的研究更為深入，研制單滾筒或雙滾筒縱置的軸流式脫粒分離結(jié)構(gòu)；新材料和先進制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用使產(chǎn)品性能更好、可靠性更高；以人為本，廣泛應(yīng)用機電一體化和自動化技術(shù)，向舒適性、使用安全性、操作方便性方向發(fā)展；向智能化收獲機發(fā)展，使操縱、調(diào)節(jié)更加靈活、快捷、方便。我國地形復(fù)雜，水稻種植的農(nóng)藝、作物品種、土壤情況、水文條件相差較大，單一的水稻收獲機械不可能適用所有的水稻收獲，加上自然條件和經(jīng)濟因素的影響，多品種、多機型將成為近一段時期內(nèi)水稻收獲機械的發(fā)展特點。在工業(yè)發(fā)達國家，水稻收獲機械已經(jīng)有了長足的發(fā)展，除了具有傳統(tǒng)的基本功能外，自動化控制秸稈堆放處理、自動打包等技術(shù)也在水稻聯(lián)合收割機上得到了應(yīng)用，這也必將成為我國水稻聯(lián)合收割機發(fā)展的主要方向。全喂入式水稻聯(lián)合收割機須用切流脫粒滾筒加軸流分離滾筒，小型機以橫置、大型機以縱置為宜，目前以深受廣大農(nóng)場及農(nóng)村用戶認可。半喂入式水稻聯(lián)合收割機宜積極發(fā)展國產(chǎn)機型，不宜盲目模仿追求現(xiàn)代化，要善于簡化以降低成本。割前摘脫式水稻聯(lián)合收割機的誕生，必將在將來的市場競爭中占有一席之地。我國水稻收獲機械的發(fā)展任重道遠。國外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢目前，國外農(nóng)戶越來越趨向使用大功率和可靠性高的聯(lián)合收割機。為了適應(yīng)這一市場發(fā)展的需要，近年來，國外聯(lián)合收割機生產(chǎn)企業(yè)均對聯(lián)合收割機產(chǎn)品進行了大量的技術(shù)改進：如增大分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸，裝用大功率發(fā)動機，采用電子和信息技術(shù)系統(tǒng)等。在近期推出的一些攪龍式聯(lián)合收割機產(chǎn)品上，主要的技術(shù)改進就是為了提高收獲質(zhì)量（包括作物秸稈和糧食）以及生產(chǎn)效率。以日本為代表的半喂入聯(lián)合收割機，整機造型更加美觀。其以人機工程為基礎(chǔ)，考慮了老年人、婦女操作的輕便性、安全性和舒適性。廣泛采用自動控制及報警系統(tǒng)、輕型材料、零部件的快速裝拆機構(gòu)、電動式喂入深度調(diào)節(jié)機構(gòu)、整機潤滑系統(tǒng)等；進一步加大發(fā)動機的配套動力；強化主要零部件、機架、割臺的強度和剛度，延長使用年限，從而降低使用成本。在行走機構(gòu)上，大都采用液壓無級變速機構(gòu)，懸掛式支承輪和在履帶中部設(shè)置可轉(zhuǎn)動支重輪，利于跨溝過埂，清除淤泥。其代表機型是久保田PR0481型聯(lián)合收割機。根據(jù)相關(guān)資料，國外近期推出的谷物聯(lián)合收割機大多采用結(jié)構(gòu)改進后的新型分離系統(tǒng)，對作物秸稈的破碎率較低，并裝有脫粒回流性能監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)法規(guī)的要求，收割機所收獲的谷物產(chǎn)品必須清潔干凈，糧食顆粒不得有破碎現(xiàn)象，對收割作業(yè)部件的清潔度也有嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。也就是說，聯(lián)合收割機產(chǎn)品必須完全滿足現(xiàn)行的技術(shù)法規(guī)要求，才準(zhǔn)予上市銷售。當(dāng)前，所有新型谷物聯(lián)合收割機的各種操縱控制系統(tǒng)，均無一例外地采用了電子技術(shù)和信息技術(shù)，并均普遍采用GPS系統(tǒng)，使聯(lián)合收割機實現(xiàn)最佳化的收獲作業(yè)。當(dāng)前，國外大型聯(lián)合收割機的小麥日收獲最高可達到500噸。2007年11月的德國漢諾威Agritechnica國際農(nóng)機展覽會上，出現(xiàn)了發(fā)動機功率達到550馬力的超大功率谷物聯(lián)合收割機，該收割機的收割作業(yè)割幅寬度達到10.50米，其谷物的小時收割量可達50噸。國外聯(lián)合收割機產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展至今，已進入新部件、新結(jié)構(gòu)加速發(fā)展的競爭時期，產(chǎn)品技術(shù)更新速度加快，幾乎每年都有采用新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品問世。近年來，大部分聯(lián)合收割機產(chǎn)品均采用新型的轉(zhuǎn)子式切向分離系統(tǒng)，也可叫做混雜式分離系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)形式已趨于多樣化。為了適應(yīng)攪龍式聯(lián)合收割機向更大功率方向發(fā)展，國外不少聯(lián)合收割機生產(chǎn)企業(yè)采用一種輔助分離轉(zhuǎn)子機構(gòu)，這種機構(gòu)也可以叫做離心式分離器或流量加速分離器。此外，近來推出的新型聯(lián)合收割機上，廣泛采用了一種新型谷物流量調(diào)節(jié)器和一種行走平衡系統(tǒng)，可以極大地提高作業(yè)效率，尤其可以極大地改善聯(lián)合收割機的技術(shù)性能和作業(yè)質(zhì)量。國外谷物聯(lián)合收割機近年來的技術(shù)發(fā)展趨勢，是逐步向完全自動化進行收獲作業(yè)的方向發(fā)展，大部分聯(lián)合收割機均已采用電子傳感器對所收獲的糧食質(zhì)量進行不間斷監(jiān)控，并隨時進行調(diào)控。近年來國外的一些大型農(nóng)機展覽會上，不少新型聯(lián)合收割機還采用了新型的收割系統(tǒng)，所裝用的割臺的長度可調(diào)，這樣就進一步提高了聯(lián)合收割機收割油菜和黑麥的質(zhì)量。為了提高聯(lián)合收割機的技術(shù)特性，國外谷物聯(lián)合收割機的放料漏斗增加了結(jié)構(gòu)尺寸，并提高了安裝位置，使其容量最大可達11立方米。xx些聯(lián)合收割機的前進行駛速度最高可達30km/h，這一速度可在谷物收獲期間節(jié)省運送時間。對于在收獲作業(yè)時的秸稈處理問題，這也是所有聯(lián)合收割機生產(chǎn)廠家特別重視的一個問題。近年來，所有市場上銷售的大型聯(lián)合收割機的秸稈分布均達到了最佳化程度，但由于裝用了秸稈粉碎機，也引起了能耗增加。越來越多的谷物聯(lián)合收割機采用通過GPS輔助系統(tǒng)進行綜合管理，使其走上谷物收獲自動化的一個新階段。聯(lián)合收割機的割幅和作業(yè)質(zhì)量的提高，不僅取決于收割系統(tǒng)和分離系統(tǒng)的設(shè)計，而且也取決于大量的附加裝置，包括遙感技術(shù)系統(tǒng)。顯而易見，大中型聯(lián)合收割機通過采用智能化邏輯程序，成功使用了大量的電子調(diào)節(jié)和操縱系統(tǒng)。由于電子技術(shù)的應(yīng)用，使聯(lián)合收割機的使用效能達到最佳化。另外，由于采用了電子技術(shù)，也使得聯(lián)合收割機產(chǎn)品的作業(yè)質(zhì)量得到保證。今后，聯(lián)合收割機將更為廣泛地使用各種軟件程序和數(shù)字邏輯設(shè)計技術(shù)。因為對于聯(lián)合收割機需要的操作方法和產(chǎn)品質(zhì)量越來越嚴(yán)格。在應(yīng)用程序邏輯方面的另一個好處是：對聯(lián)合收割機的駕駛和管理均可以采用電子系統(tǒng)進行自動化管理。同時，還可以對其實施的遙測技術(shù)服務(wù)和對一些組合復(fù)雜機械的故障診斷等。從國內(nèi)外相關(guān)資料可以看出，半喂入水稻聯(lián)合收割機將朝著單人操作、智能化、高效、可靠、經(jīng)濟實用方向發(fā)展。單人操作是指由駕駛員一人完成全部作業(yè)內(nèi)容。目前，部分機型需要一名輔助接糧人員(帶糧倉的機型除外)，只有少數(shù)機型上裝有糧箱顯示器，并有滿箱報警裝置。這種裝有糧箱顯示器、滿箱報警裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)單人操作的技術(shù)將會隨著勞動力價格的上漲而被普遍采用。智能化，是指通過電腦對主要零部件的工作狀況進行監(jiān)控、顯示、故障報警、自動選擇最佳工作狀態(tài)、執(zhí)行駕駛員指令、自動停機等。由于各國國情不同，智能化適度有一定的差異。高效可靠、經(jīng)濟實用是指:(1)通過增大發(fā)動機功率，強化結(jié)構(gòu)，拆裝簡便、省力省時，減少非作業(yè)時間，提高生產(chǎn)率。(2)進一步完善、簡化結(jié)構(gòu)，降低制造成本，提高整機可靠性。(3)技術(shù)上將會強化“實用、先進”的原則，追求聯(lián)合收割機的最大經(jīng)濟效益，即生產(chǎn)企業(yè)效益、農(nóng)機經(jīng)營戶機收效益的最優(yōu)化。另外，改善駕駛員的作業(yè)環(huán)境，減輕勞動強度，等效壽命設(shè)計等也是發(fā)展重點。聯(lián)合收割機主要結(jié)構(gòu)聯(lián)合收割機由行走機構(gòu)、動力傳動機構(gòu)、割禾和輸送機構(gòu)、脫粒機構(gòu)、振動式篩選分離機構(gòu)、谷物輸送機構(gòu)等組成。其整體外形如圖3-1所示。圖3-1聯(lián)合收割機整體外觀示意圖1-割臺2-變速傳動系統(tǒng)3-脫粒部分4-切斷機構(gòu)5-夾持輸送部分6-底盤部分作物進入割臺由扶禾器扶起、夾持后切割，通過中間輸送機構(gòu)送到喂入深度調(diào)節(jié)機構(gòu)，調(diào)整到適宜的喂入深度后；經(jīng)喂入夾持裝置夾持輸送，經(jīng)過脫粒工作部件脫粒后，稻草輸送到排草裝置，再通過切碎裝置分段切碎還田或整齊條放，堆放于田間。谷物與雜物經(jīng)凹板分離后，由清糧裝置清糧。潔凈的谷粒集中于糧箱后分口裝袋。雜余物經(jīng)復(fù)脫器復(fù)脫后，由輸送裝置送到清糧裝置再次清糧，輕雜物排出機外。圖3-2半喂入水稻聯(lián)合收割機傳動圖1-發(fā)動機2-微拖底盤3-復(fù)脫滾筒4-收割機離合器5-脫粒滾筒6-輸送攪龍7-撥禾輪8-割刀9-傳動輸送鏈小型收割機的動力裝置通常只有一個，即柴油機。通過傳動機構(gòu)，將動力傳送到各個執(zhí)行機構(gòu)，如收割機的行走裝置，割刀的往復(fù)切割，攪龍的運轉(zhuǎn)等，維持收割機正常工作時所需要的動力。如圖3-2所示，為一小型半喂入式水稻聯(lián)合收割機的傳動示意圖。3.2.1割臺部分它由撥禾輪或扶禾機構(gòu)、切割機構(gòu)、割臺輸送機構(gòu)及割臺框架等組成。其功用是完成割禾工作，并隨機把割倒的谷物集中連續(xù)不斷的輸送給輸送槽。割臺是半喂入式聯(lián)合收割機的主要技術(shù)難點之一，特別是莖稈導(dǎo)向桿、導(dǎo)向板形狀復(fù)雜，交接口多是制造的難點，也是故障的多發(fā)部位。根據(jù)收割機的不同特點，割臺有以下幾種不同的型式。帶攪龍輸送器的臥式割臺這種割臺工作時撥禾輪把作物撥向割刀，待割刀把作物割斷后，撥禾輪壓板隨即把谷物推倒在割臺上，由割臺攪龍集中運送給輸送槽。此種割臺使用的歷史最長，變化不大，所以亦稱它為常規(guī)型割臺，目前各國的全喂入自定式類型的聯(lián)合收割機都采用了這種型式的割臺。其特點是適應(yīng)性好；稻、麥和豆類都適用，割幅大、小都可以用。此外它工作可靠。缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大。帶攪龍輸送器的臥式割臺外形如圖3-3所示。圖3-3帶攪龍輸送器的臥式割臺輸送帶式臥式割臺這種割臺和上述第一種型式的割臺基本相同。所不同的是割臺輸送裝置用帆布帶輸送或帶撥指的鏈條輸送代替了攪龍輸送裝置，因此割倒在割臺上的谷物莖稈能整齊的向一側(cè)輸送，這是這種割臺的最大特點。所以這種割臺既可用在牽引式聯(lián)合收割機上，亦可用在具有臥式割臺的半喂入式聯(lián)合收割機上。此外它和上述第一種割臺一樣具有較好的適應(yīng)性，即可適應(yīng)收多種作物，另外割幅大小和速度快慢都可用它。因此它是目前半喂入式收割機的主要割臺型式之一。但因這種割臺割倒后的谷物成縱向鋪放在割臺上，所以割臺的縱向尺寸較大，因之造成整臺收割機長度大。這將降低機組的靈活性，同時因前伸重量大使機組重心前移。其外形如圖3-4所示。圖3-4輸送帶式臥式割臺立式割臺這種割臺的工作原理與臥式割臺完全不同，工作時割刀把谷物切斷后，靠機組一定的前進速度，借助未割谷物對已割谷物的擠壓作用，使已割谷物在割臺上保持瞬時直立狀態(tài)而達到直立輸送的目的。谷物直立橫向輸送是靠上、下兩條裝有撥齒的立式鏈條或平皮帶輸送的。因為這種割臺割倒后的谷物不是臥倒而是直立輸送，所以割臺縱向尺寸可以大為縮短，重量也輕，結(jié)構(gòu)也比較緊湊，此外對作物的高矮具有較好的適應(yīng)性，因此這種割臺目前被廣泛的應(yīng)用。常見的半喂入式水稻聯(lián)合收割機多采用立式割臺，如久保田公司的PRO208、PRO488系列，洋馬公司的Ee-60，國產(chǎn)的如鋒陵4LBZ-150型、宇成4LBZ-150型、開元4LBZ-100型也都采用了這種割臺型式。如圖3-5所示。圖3-5立式割臺旋轉(zhuǎn)式割臺這種割臺采用的是圓盤式割刀，如圖3-6所示。工作時，割刀本身相對于割臺來說，既作公轉(zhuǎn)又作自轉(zhuǎn)，由于割刀的自轉(zhuǎn)而把作物切斷。切斷后的谷物由攬禾機構(gòu)欖住成束的交給夾禾輸送裝置運走。這種割臺的優(yōu)點是：工作時割臺振動小，對收倒伏作物有一定的適應(yīng)性。適用于低速和割幅不大(一般割幅不超過1.2米)的小型半喂入式收割機。它的缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、前伸重量大、割臺損失控多且難于回收。圖3-6旋轉(zhuǎn)割臺由于聯(lián)合收割機的種類不同，收割作物種類也不盡形同，因此割臺部分的組成也有所差異。如在我國北方地區(qū)廣泛應(yīng)用的全喂入式聯(lián)合收割機，由于小麥秸稈挺立，因此割臺中割刀前面只有撥禾輪而沒有扶禾器，且其質(zhì)地較脆，因此容易割斷。而南方地區(qū)廣泛種植的水稻，由于其易倒的特性，因此需要在割臺的前部設(shè)置扶禾機構(gòu)。具體采用哪種割臺型式，要綜合考慮多方面的因素，選擇最佳的結(jié)構(gòu)型式應(yīng)用到實際設(shè)計中去。3.2.2夾持輸送部分圖3-7所示為xx型號半喂入式聯(lián)合收割機夾持輸送部分的示意圖。夾持輸送裝置在半喂入聯(lián)合收割機中是較關(guān)鍵的部件。夾持輸送機構(gòu)是聯(lián)合收割機上不可缺少的工作部件，依靠它把切割、脫粒和清糧等互相獨立工作的工作機構(gòu)有機的聯(lián)系起來，使它們協(xié)調(diào)的進行工作。夾持輸送裝置的作用是將用扶禾器整齊的扶起，按要求的割茬進行切割后的作物連續(xù)的喂入給脫粒裝置。在莖稈根部和穗頭整齊的情況下進行脫粒時，脫粒損失少。如圖3-7所示，切割下來的作物是用帶撥齒的鏈和皮帶來輸送的。為了使作物在最適合于脫粒的狀態(tài)下輸送，在不同的機型上采取了各種不同的措施。莖稈輸送裝置采用了長皮帶和鏈條，這些物件伸長時會引起輸送不可靠，或者不能輸送，必須定期張緊。圖3-7半喂入式收割機夾持輸送裝置(a)圖1-穗頭輸送鏈2-莖桿根部輸送鏈(b)圖1-穗頭輸送鏈2-莖桿根部輸送鏈3-輸送壓桿輸送裝置的臺面、臺面的形狀和材質(zhì)對輸送效果有很大影響，對壽命也有影響。另外，輸送裝置對脫粒也有影響，所以有必要根據(jù)作物長勢情況設(shè)置調(diào)整輸送裝置的機構(gòu)。尤其是對帶橫向輸送形式的脫粒裝置的半喂入聯(lián)合收割機來說，為減少由莖稈長短不齊引起的脫粒損失，這種機構(gòu)是不可缺少的。一般都采用調(diào)整輸送裝置的方式，但也有調(diào)整脫粒裝置的。在現(xiàn)有的大中型半喂入聯(lián)合收割機中，谷物在整個輸送脫粒過程中，作物經(jīng)割刀切割后需多次轉(zhuǎn)向，需要在幾條不同的夾持輸送鏈之間進行傳遞。由于需要考慮到稻谷的輸送、轉(zhuǎn)向和不同夾持鏈條間銜接配合問題，因此如何設(shè)計夾持輸送部分，是聯(lián)合收割機的一大技術(shù)難點所在。夾持裝置通常是由鏈條和帶有彈簧的按壓裝置組成，靠彈簧的彈性力對輸送進來的谷物進行加緊的。如圖3-8所示。圖3-8夾持輸送器1-彈簧2-夾持臺3-夾持輸送鏈3.2.3脫粒部分脫粒是收獲過程中最重要的作業(yè)項目之一，脫粒分離裝置的功用是將谷粒從谷穗上脫下，并且在脫粒的同時盡可能的從脫出混合物(有谷粒、短莖稈、穎殼和雜物等組成)中將谷粒分離出來。脫粒分離裝置是聯(lián)合收割機的核心部件，在很大程度上決定了整機的工作質(zhì)量和生產(chǎn)率。對脫粒分離裝置的主要要求是脫粒干凈；谷粒損失和損傷少；分離性能好；通用性好，能適應(yīng)多種作物及工作條件的變化；功耗低；能滿足不同地區(qū)對莖稈的不同要求。其主要由脫谷滾筒、凹板篩和附有導(dǎo)向螺旋的蓋板等組成。脫粒裝置的基本脫粒原理有以下幾種：(1) 碾壓脫粒：靠脫粒元件對谷穗施加壓力而使谷粒脫粒，作用在谷粒上的力主要沿谷粒表面的法向，使谷粒與穗軸之間形成剪切破壞，同時存在沿谷粒表面的切向力也起脫粒作用。(2) 梳刷脫粒：將谷穗通過排列較密的脫粒元件的縫隙，靠脫粒元件對谷粒施加拉力和沖擊力將其脫粒。(3) 沖擊脫粒(打擊脫粒)：靠脫粒元件與谷物穗頭之間相互沖擊使谷物脫粒。(4) 揉搓脫粒：靠脫粒元件對谷物及谷物之間的相互揉搓進行脫粒，主要是切向力。(5) 振動脫粒：利用脫粒元件對谷物施加高頻振動進行脫粒。不論何種機械脫粒裝置進行脫粒時都不是采用的單一原理，都是多種脫粒原理的綜合應(yīng)用。圖3-9所示為一脫粒裝置整體結(jié)構(gòu)圖。整個脫粒裝置的工作過程是，被割刀割斷了的稻谷，由夾持輸送裝置輸送到脫粒滾筒處，滾筒上的滾齒對谷物穗部進行脫粒。打落下來的谷物首先落在凹板上面，短桿等體積較大的雜余物被篩選在外，谷粒則通過篩孔進入到清選裝置進行下一階段的清選工作。圖3-9脫粒部分整體結(jié)構(gòu)示意圖1-脫粒滾筒2-凹板3-抖草筒4-雜余垂直攪龍5-吸風(fēng)扇6-雜余水平攪龍7-振動篩8-籽粒攪龍9-吹風(fēng)扇聯(lián)合收割機脫粒分離裝置的種類按照不同的分類方式有以下幾種：(1) 根據(jù)作物喂入脫粒分離裝置的情況可分為半喂入式脫粒分離裝置和全喂入式脫粒分離裝置兩大類。(2) 半喂入式脫粒裝置根據(jù)工作時滾筒和作物相對位置不同可分為倒掛輸送側(cè)脫、平移輸送上脫和平移輸送下脫三種脫粒方式。(3) 全喂入式脫粒分離裝置根據(jù)喂入作物沿滾筒的運動方向可分為切流式、軸流式(橫軸流、縱軸流)及其組合方式。(4) 按脫粒元件的形式脫粒分離裝置可分為：紋桿式、釘齒式、弓齒式、齒板式、板齒式等，以及不同脫粒元件的組合式。圖3-10脫粒滾筒1-割臺2-喂入口3-梳導(dǎo)齒4-脫粒齒5-滾筒體6-輸送攪龍7-排草口圖3-10所示為脫粒滾筒的示意圖?？梢詫L筒喂入端設(shè)計為一段截錐體，便于谷物軸向喂入。示意圖中，由割臺1割倒的稻谷，通過夾持輸送裝置送到喂入口2，然后由滾筒體5對谷穗進行脫粒。打落的谷物通過輸送攪龍6傳輸后，進行下一步清選工作；脫粒后的谷穗則通過排草口7輸送到機器外部。圖3-11半喂入軸流型脫谷機構(gòu)1-夾禾機構(gòu)2-滾筒3-凹板篩4-集谷攪龍5-排草輪目前常見的水稻聯(lián)合收割機多采用半喂入軸流型脫谷機構(gòu)，其示意圖如圖3-11所示。這種脫谷機構(gòu)其滾筒釘齒采用弓齒式，滾筒蓋板與凹板篩組成的圓筒不是封閉的，而是沿著滾筒軸向開有一條送禾通道。工作時，割臺送來的谷物，由夾持輸送鏈把作物根部整齊的夾住，然后輸送到脫谷機構(gòu)。禾穗部分進入脫谷室內(nèi)，而禾根部分則由夾持輸送鏈夾住沿著滾筒軸向移動，谷物在作軸向移動的過程中由于禾穗不斷受到滾筒弓齒的梳刷、打擊和震動，把谷粒脫了下來。脫下的谷粒穿過凹板篩落到清糧室或集谷攪龍上，而完整的禾稈則由出口端由夾持鏈送出去，或整齊的鋪放到田地上或聚集成束的放到田地上。這種脫谷機構(gòu)不僅解決了整稈問題，而且谷物中的雜物也比較少，再者因莖稈不進入脫谷機構(gòu)內(nèi)，所以消耗的功率也比較少，是目前南方水田地區(qū)一種比較理想的脫谷機構(gòu)。3.2.4清選部分經(jīng)脫粒裝置分離出來的谷雜混合物中除谷粒外還有雜余、短莖稈、穎殼、塵粒等夾雜物。清選系統(tǒng)的功用是把混雜在谷粒中的輕雜物清除出去。谷物脫粒后對谷雜混合物的清選分離是谷物收獲工作的重要組成部分，清選是利用谷粒和雜質(zhì)的物理機械性質(zhì)的不同將它們進行分離的。據(jù)它們尺寸大小的不同可以用篩子進行分離；根據(jù)兩者空氣動力學(xué)特性的不同可用氣流進行分離。在清選中脫粒物的空氣動力學(xué)特性一般用臨界速度(漂浮速度)來表示。所謂的臨界速度，就是當(dāng)物體在垂直氣流的作用下，氣流對物體的推用力等于物體本身的重力時，氣流本身所具有的速度。顯然氣流的速度高于物體的臨界速度時，物體將被帶走。如果只用篩子清選，夾雜在雜余中的谷粒直接穿越篩孔的機會就較少，雜余也較易堵塞篩孔，若再加上氣流清選，可將輕雜余吹離篩面，并將不少余雜吹走，便于分離，故在大中型聯(lián)合收割機上多采用氣流和篩子相結(jié)合的清選分離。為了簡化結(jié)構(gòu)，減少整機重量，不少單位采用不設(shè)清選篩，只用氣流清選的清選系統(tǒng)。清選系統(tǒng)是谷物收獲機械的主要工作部件，它對整機工作質(zhì)量的好壞有很大影響，直接影響著聯(lián)合收割機的清潔率、損失率、生產(chǎn)率等多項指標(biāo)，也是關(guān)系著整機機構(gòu)復(fù)雜性和機體大小的關(guān)鍵因素。目前常用的清選系統(tǒng)主要有以下幾種形式。風(fēng)機——振動篩型清選系統(tǒng)上世紀(jì)八十年代以前，我國使用的復(fù)式脫粒機、谷物聯(lián)合收割機普遍采用往復(fù)式平面振動篩和離心風(fēng)機組成的風(fēng)機—振動篩型清選系統(tǒng)。這種傳統(tǒng)的風(fēng)篩式清糧裝置一般多為一、兩個風(fēng)扇和兩、三個篩子組成，以三篩式為例，它利用抖動板與上篩、上篩與中篩、中篩與下篩之間的“落差”，配合氣流的作用，來提高清選質(zhì)量，進行分離。這種清選系統(tǒng)經(jīng)長期研究應(yīng)用，已經(jīng)發(fā)展得比較完善，但其性能的提高受其結(jié)構(gòu)的限制，現(xiàn)已不得不靠增加風(fēng)道或加長篩面的方法來提高其清選性能，這就使其結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、龐大。且該種清糧裝置的篩架質(zhì)量大，又是做往復(fù)運動，具有較大的慣性力，容易引起機器的振動和連接處的松動，且當(dāng)物料較濕時，易堵塞網(wǎng)眼，使其濕分性能和可靠性較差。若將其配置于小型、微型聯(lián)合收割機，會出現(xiàn)動力不足、結(jié)構(gòu)不配套或由于整機位置所限，結(jié)構(gòu)過于簡單不能滿足清選要求。故它不適于小型、微型谷物聯(lián)合收割機。風(fēng)機——圓筒篩型清選系統(tǒng)為了簡化結(jié)構(gòu)，減少整機重量，提高清選能力，自上世紀(jì)八十年代起國內(nèi)外開始了對一些新型的清選系統(tǒng)的研制，如風(fēng)機——圓筒篩型清選系統(tǒng)，該清選系統(tǒng)以低速轉(zhuǎn)動的圓筒篩代替?zhèn)鹘y(tǒng)的往復(fù)式平面振動篩，并配以離心風(fēng)機或橫流風(fēng)機進行清選。河南科技大學(xué)對圓筒篩型清選機構(gòu)進行了多年的研究，論述了其流場中谷粒的運動軌跡及分離機理，并使清潔率達到了過國家要求的標(biāo)準(zhǔn)。它是一種較新型的清選系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的清選機構(gòu)相比具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率高、濕分性能好、震動小，工作可靠等優(yōu)點，目前應(yīng)用的也較廣泛。幾十年來，各國學(xué)者為了提高其清選性能，提出和研究了一些改進裝置，如改變篩筒截面形狀等，取得了不少成績。但其清選性能不夠穩(wěn)定，還不能完全滿足生產(chǎn)需要。且該裝置對于干作物，尤其是后期收獲作物的適應(yīng)性較差，不得不靠增加圓筒篩或風(fēng)道來改善其清選性能。以上兩種清選系統(tǒng)均屬于篩子——氣流組合式的清選系統(tǒng)。圖3-12所示為xx款收割機的篩子——氣流組合清選系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。它由上篩(魚鱗篩)、下篩(沖孔蜆殼篩)、風(fēng)扇等組成。魚鱗篩的前部上方固定有一蜆殼篩。魚鱗篩孔的開度可根據(jù)作物的干濕和篩面脫出物情況進行調(diào)節(jié)，當(dāng)作物較潮濕或篩面上脫出物較厚時，應(yīng)將魚鱗篩孔的開度加大，使谷粒易于通過篩面，減少在篩尾的谷粒損失。反之，作物較干燥或篩面上脫出物較薄時，應(yīng)減少開度，以減少雜物通過篩面。魚鱗篩孔開度的調(diào)節(jié)可以利用篩子尾部的螺母來實現(xiàn)。篩子的運動由曲柄連桿機構(gòu)來驅(qū)動，在傳動鏈輪5上有一曲柄銷6，木連桿7的一頭與曲柄銷6相絞連，另一端與驅(qū)動搖臂8相連，驅(qū)動搖臂8、搖臂10與驅(qū)動軸9焊合成一體，搖臂的運動通過木軸承11使篩來回運動，這樣就將由傳動鏈輪傳來的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)楹Y子的往復(fù)運動。上篩和下篩由同一驅(qū)動軸驅(qū)動，驅(qū)動軸在上、下篩的中間，因此工作時上篩和下篩一前一后相對運動。經(jīng)脫粒后的谷粒和短莖稈通過凹板篩漏到上篩上，脫出物中的細小輕雜物在落下過程中，由于受到風(fēng)扇氣流的作用，被吹出機體外，較大的短莖稈則被魚鱗篩片的阻留不能穿過篩孔，最后由于篩片的推逐而被拋出機體外，而飽滿的谷粒落到魚鱗篩面后，由于篩子的往復(fù)抖動而穿過篩孔落到下篩再進行清選。穿過魚鱗篩的谷粗和部分輕雜物，由于受到氣流的再次吹選和篩孔阻留，輕雜物被逐出機體外，而純凈的谷粒則穿過蜆殼篩最后落到集谷攪龍，至此完成了全部清糧過程。圖3-12篩子——氣流組合式清選機構(gòu)1-蜆殼篩2-魚鱗篩3-蜆殼篩4-風(fēng)扇5-傳動鏈輪6-曲柄銷7-木連桿8-驅(qū)動搖臂9-驅(qū)動軸10-搖臂11-木軸承12-吊桿13、14-滑谷板旋風(fēng)分離型清選系統(tǒng)旋風(fēng)分離器的分離原理是利用懸浮的顆粒(與糠雜相比)不易隨氣流方向的改變而迅速改變的特性，在旋流室內(nèi)把顆粒從xx種氣體中分離出來，同樣也可以利用這種特性以及根據(jù)不同顆粒的懸浮速度的不同，對顆粒進行分類，即使懸浮物經(jīng)過適當(dāng)?shù)牟煌ǖ溃褢腋☆w粒分離分類。該裝置顯示了利用混合物各成分在漂浮速度和慣性力方面的差異達到分離農(nóng)業(yè)谷雜混合物的可能性。關(guān)于氣流清選，HurburghJr,C.R曾做過大豆氣吸清選試驗，結(jié)果表明：氣吸式清選系統(tǒng)與篩選機構(gòu)相比，在任一氣流速度(10～l9m/s)下，都移去了較少的可出售物和較多的雜質(zhì)。同時旋風(fēng)分離式氣流清選系統(tǒng)采用氣力輸送方式，這種輸送方式已較成熟，應(yīng)用也十分廣泛。有數(shù)據(jù)表明，在輸送稻殼時采用氣力輸送是最理想的方式，其不但可以保證大喂入量，而且輸送穩(wěn)定、安全可靠、可調(diào)性能也好。因此采用氣力清選、氣流輸送，省去了傳統(tǒng)風(fēng)篩清選結(jié)構(gòu)中的篩子及與篩子相連的傳動結(jié)構(gòu)，從而使清選機構(gòu)的結(jié)構(gòu)大大簡化，重量也大大減輕，節(jié)省了動力。因此在谷物聯(lián)合收割機上采用旋風(fēng)分離型清選系統(tǒng)是有一定依據(jù)的和發(fā)展前途的。簡易旋風(fēng)型清選系統(tǒng)為進一步簡化結(jié)構(gòu)，降低造價，一些單位利用氣流清選原理，在一些小型收割機上采用了簡易的風(fēng)選裝置，這種清選系統(tǒng)，特別是采用了的異向直接分離原理的清選系統(tǒng)，雖提高了工作效率，但其損失嚴(yán)重，且在實際應(yīng)用中，機手往往為了趕時趕量，采用快速行走，加大清選風(fēng)速，使其損失更為嚴(yán)重。3、4兩種清選方式，都屬于氣流清選方式，也叫做無篩風(fēng)選式。其原理說明圖如圖3-13所示。氣流清選方式是利用各種脫出物不同的空氣動力學(xué)特性來達到清選的目的。圖3-13風(fēng)扇清選示意圖圖中，風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流，對從上方垂直落下的脫出物進行吹揚，這時落下的脫出物除受本身重力作用外，還受到氣流的作用力。飄浮系數(shù)較大的混雜物，受氣流的作用力較大，被氣流吹得較遠，而飄浮系數(shù)較小的谷粒，則落得較近，從而達到了清選的目的。近年來，為降低含雜率，科研單位和生產(chǎn)廠家對清選機構(gòu)做了多項改進設(shè)計，主要有：(1) 增設(shè)二次回收裝置將原魚鱗篩尾落下的清選物(含雜余)通過新增設(shè)二次回收攪龍4重新送回清選篩清選(圖3-14)。(2) 增設(shè)雜余復(fù)脫裝置魚鱗篩尾部的脫出物(含雜余)經(jīng)一組新增設(shè)的水平——垂直攪龍2送到復(fù)脫裝置，處理后從復(fù)脫器凹板篩進入魚鱗篩再次清選。復(fù)脫器由一組小型脫粒滾筒和凹板篩組成，從而有效地減少短莖桿數(shù)量并使難脫水稻品種帶粒小穗徹底脫粒，能有效地提高籽粒清潔度(圖3-14)。圖3-14雜余復(fù)脫裝置1-復(fù)脫裝置2-雜余垂直攪龍3-脫粒室4-籽粒垂直攪龍5-雜余水平攪龍6-籽粒水平攪龍(3) 應(yīng)用“徑向風(fēng)機——圓筒篩”清選裝置取消清選室魚鱗篩，以2個圓筒篩和一個徑向風(fēng)機取而代之，形成雙篩雙風(fēng)機結(jié)構(gòu)。從凹板篩分離的脫出物在離心風(fēng)機的風(fēng)力下，大部份籽粒在前圓筒篩落下，其余進入后圓筒篩清選，短莖桿等重雜質(zhì)由徑向分機吸走排往機外(圖3-15)。圖3-15徑向風(fēng)機清選裝置1-輸送槽2-凹板篩3-徑向風(fēng)機4-前圓筒篩5-后圓筒篩6-離心風(fēng)機7-攪龍徑向風(fēng)機的工作原理與離心風(fēng)機不同，它殼體兩端封閉，中間部份敞開。當(dāng)葉輪在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動時，氣流在其內(nèi)部形成一個低壓中心，使風(fēng)機內(nèi)外產(chǎn)生很大壓力差，外部氣流在風(fēng)扇的整個寬度上徑向吸入，穿越葉輪的進口風(fēng)葉柵，隨后從擴散管排出。其特點是氣流從兩維空間內(nèi)流過葉輪，因而氣流比較均勻；沒有側(cè)向進氣口，不受側(cè)向風(fēng)的影響；在相同轉(zhuǎn)速下，為獲得相同的出口速度，葉輪直徑幾乎只有離心風(fēng)機的一半，因而結(jié)構(gòu)緊湊，功率消耗小。研究表明，從軸流式脫粒裝置分離出的脫出物比切流式多，約占總喂入量的55%～65%,脫出物中需清除的雜質(zhì)占30%～35%，清選負荷大。風(fēng)篩式清選裝置篩面氣流的合理分布要求是篩子前段應(yīng)有適當(dāng)長度的高風(fēng)區(qū)，風(fēng)速可隨縱向逐漸下降，篩尾風(fēng)速可略有上升，以排出重雜質(zhì)。前部風(fēng)速7～8m/s，中部5～6m/s，后部1～2m/s。有關(guān)試驗表明，(糧箱)籽粒含雜率的71.5%是篩尾推出的短莖桿、空穗頭等雜質(zhì)，這是由于篩尾風(fēng)速偏低不能將其推出機外所致，篩尾風(fēng)速過大將增大清選損失。因此含雜率較高。而“徑向風(fēng)機圓筒篩”式清選裝置設(shè)在后上方的徑向風(fēng)機有助于后部的重雜質(zhì)吸走，從而有效地降低含雜率。3.2.5谷物輸送機構(gòu)谷粒輸送機構(gòu)是將從稻穗上打落下的谷物進行傳輸?shù)臋C構(gòu)。常用的谷粒輸送機構(gòu)有以下幾種型式：攪龍式、帆布袋式、鏈指式、鏈耙式、刮板式、斗式、揚谷器和氣流式。由于各種輸送機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式和工作原理的不同，其適用范圍也不一樣，使用時應(yīng)根據(jù)具體場合合理的選擇應(yīng)用。下面簡要的介紹幾種常見型式。螺旋式輸送器（攪龍）攪龍在農(nóng)、牧、副業(yè)加工機械上應(yīng)用最為廣泛，除了單獨用于輸送外，還可以在輸送的同時對輸送物進行混合、壓縮、揉擯和洗滌等。谷物聯(lián)合收割機上的攪龍，主要用來輸送割臺割下的谷物和輸送脫粒后的谷粒等。其外形如圖3-16所示。攪龍輸送的特點是：適應(yīng)性廣，可以水平輸送，也可以傾斜或垂直輸送；輸送韌可以是長、短莖稈，也可以是粒狀、塊狀、粉狀和糊狀的物料。此外它還具有結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，使用安全可靠，工作不受自然條件影響，且轉(zhuǎn)速可以在很大的范圍內(nèi)變化等的優(yōu)點。其缺點是：易于使輸送韌損傷和破碎，消耗的功率也比其它類型〔氣流輸送例外)輸送機構(gòu)的大，通常大50～100%，并且要求喂入均勻。圖3-16螺旋輸送器1-螺旋2-輸送管3-活門刮板式輸送機構(gòu)刮板式輸送機構(gòu)（圖3-17）由固定在套筒滾子鏈上的橡皮刮板(或鐵刮板)和鏈輪及外殼等組成，刮板多為梯形。其特點是可以水平輸送，也可傾斜輸送，可以輸送粒狀、粉狀和糊狀的物品，在收割機上常用它來輸送谷粒及雜余。根據(jù)輸送機構(gòu)的構(gòu)造和用途不同，可以用下邊的鏈條(沿外殼的底部)或上邊的鏈條(沿外殼當(dāng)中的隔板)來輸送物品。當(dāng)用來輸送割倒的谷物時，則可改用鏈耙式，鏈耙式輸送機構(gòu)與刮板式類似，不同的是刮板改用一段角鐵，角鐵兩端各固定在一條套筒滾子鏈上，為了減少刮板對輸送槽底的摩擦，在角鐵上裝上一塊與角鐵等長帶鋸齒狀的橡膠皮帶。圖3-17刮板式輸送器工作原理示意圖斗式升運機構(gòu)斗式升運機構(gòu)構(gòu)造比較簡單(如圖3-18所示)，它由固定在皮帶上的升運斗、皮帶輪、外殼和喂入斗等部分組成。其特點是適宜于運粒狀的物料，不適宜于運潮濕多雜物的谷粒，故聯(lián)合收割機上不宜用它。但谷物干燥機、糧食加工廠和飼料加工廠中則廣泛應(yīng)用它，多用作垂直輸送。圖3-18斗式升運機構(gòu)拋扔器（揚谷器）拋扔器又名揚谷器，其構(gòu)造如圖3-19所示，主要由揚升葉輪、傳動軸和揚升管等組成，它具有構(gòu)造簡單、使用方便、易制造、重量輕等優(yōu)點，因此目前被廣泛的應(yīng)用在電動脫谷機和聯(lián)合收割機上，此外在飼料加工機械上也應(yīng)用很普遍。其缺點是對均勻連續(xù)喂入很嚴(yán)格，如突然過量喂入時就會產(chǎn)生堵塞，同時對葉輪的轉(zhuǎn)速要求穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速下降時拋扔力不夠，也易造成堵塞。另外葉片和底殼容易磨損，所以葉片和底殼的材料應(yīng)進行熱處理，以提高其耐磨性。圖3-19揚谷器構(gòu)造圖工作時，揚谷器主要是利用其高速旋轉(zhuǎn)的葉片把物料拋扔出去，而葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強烈氣流則起輔助輸送作用。為了盡量利用氣流的輔助輸送作用，同時也為了提高輸送谷粒的清潔度，所以在出糧口的上方開設(shè)一排塵筒，它一方面能排除輕雜物，還可以作為揚谷器的工作信號(如發(fā)現(xiàn)排塵筒沒有混雜有輕雜物的氣流噴出時，則說明揚谷器被堵塞了，應(yīng)立即停機)。為了減少物料揚升阻力，最理想的是垂直揚送，如果工作條件要求傾斜揚送時，其傾角也不應(yīng)小于60°～65°。并且揚升管道最好是采用等截面的圓形管或方形管，以便減小對管壁的摩擦阻力。3.2.6割臺升降控制部分割臺升降機構(gòu)是聯(lián)合收割機上的一個不可缺少的輔助機構(gòu)，它可以根據(jù)實際工作的需要隨時把割臺升起或降下，并可以調(diào)整割茬的高低。一般情況下，對割臺升降機構(gòu)主要有以下幾個方面的要求：(1) 反應(yīng)靈敏，升降迅速，一般從最低位置升到最高位置最多不超過3～5秒鐘。(2) 主要在南方地區(qū)使用的收割機，割臺設(shè)計的提升高度，小型機的應(yīng)不少于300毫米，中型機的應(yīng)不少于500毫米，大型機的應(yīng)不少于700毫米，否則跨越水溝或上下田埂時割臺易與地面碰撞。(3) 提升或下降過程中能穩(wěn)定停留在任何需要的位置上。(4) 工作可靠。(5) 操縱方便、省力。(6) 結(jié)構(gòu)簡單、易制造、造價低。割臺升降機構(gòu)常用的有以下幾種型式。手桿式割臺升降機構(gòu)當(dāng)割臺要升起或降落時，由駕駛員扳動手桿再通過連桿機構(gòu)把割臺升起或降落。它的優(yōu)點是構(gòu)造簡單，易制造，工作可靠。缺點是操縱費力，升降的靈敏度也很低，因此它只適用于小型收割機上。例如湖州100-12型半喂入聯(lián)合收割機上就用這種升降機構(gòu)。機械式割臺升降機構(gòu)機械式割臺升降機構(gòu)的主要工作部件是蝸輪蝸桿，由蝸輪帶動絞盤通過鋼絲繩帶動割臺升起或降落，之所以必須要蝸桿蝸輪，是因為蝸輪蝸桿可以正轉(zhuǎn)，也可以反轉(zhuǎn)，同時本身有自鎖作用，這正是割臺升降機構(gòu)所需要的三個位置：即升、降和中立。帶動蝸輪正反轉(zhuǎn)的機構(gòu)常用的有錐摩擦輪、錐齒輪和圓柱齒輪等(如圖3-20所示)，這種升降機構(gòu)只用于配套在手扶拖拉機上的小型收割機上。圖3-20機械式割臺升降機構(gòu)1-主軸齒輪2-提升齒輪3-齒輪托架4-蝸桿軸齒輪5-蝸桿軸6-換向撥桿7-中間齒輪8-下降齒輪液壓式割臺升降機構(gòu)利用液體壓力通過油缸柱塞的往復(fù)運動，帶動杠桿，使割臺實現(xiàn)升降工作。這種升降機構(gòu)的優(yōu)點是：反應(yīng)靈敏，起落迅速，操縱省力方便，通常大、中、小型收割機都用它。在大、中型懸掛式聯(lián)合收割機上，直接利用拖拉機上的液壓機構(gòu)來升降割臺。對于自走式聯(lián)合收割機，其割臺具備有較理想的液壓升降機構(gòu)，結(jié)構(gòu)比較緊湊，是割臺升降最常用的型式。聯(lián)合收割機割臺液壓升降機構(gòu)由兩個基本部分組成：一是懸掛機構(gòu)，割臺通過懸掛機構(gòu)與收割機機架相連接，而懸掛機構(gòu)則由一系列杠桿和鉸鏈組成。它借助于杠桿和鉸鏈來升降割臺。二是液壓機構(gòu)，它產(chǎn)生液體壓力，推動油缸柱塞，通過上述懸掛機構(gòu)帶動割臺升降。圖3-21所示為xx型號液壓控制割臺升降系統(tǒng)的示意圖。圖3-21割臺升降液壓系統(tǒng)示意圖1-油泵2-三位四通閥3-安全閥4-貯能器5-油缸6-固定式節(jié)流閥收割機行走部分行走機構(gòu)設(shè)計被認為是水稻聯(lián)合收割機的主要難題之一。要充分發(fā)揮收割機收割作業(yè)的優(yōu)越性，除了收割、脫粒、清選和輸送等機構(gòu)外，收割機還應(yīng)當(dāng)配備有性能良好的行走機構(gòu)。針對水田收割機械的行走機構(gòu)，我國的科研人員曾進行過大量的研究、研制和實驗工作，取得了很大的成績，已先后研制出了多種型式的水稻收割機的行走機構(gòu)。現(xiàn)有水稻聯(lián)合收割機的行走機構(gòu)，基本上有兩種型式，一種是輪式行走機構(gòu)，另一種是履帶式行走機構(gòu)，而以采用后一種型式的較多。輪式行走機構(gòu)輪式行走機構(gòu)的優(yōu)點是：(1) 結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，輪胎是標(biāo)準(zhǔn)件，價格便宜。(2) 堅固耐用、拆裝方便。(3) 在路面或干地上行走時，機動性好，行走阻力也小。然而南方水稻收割機如果采用輪式行走機構(gòu)時，則存在著極其嚴(yán)重的缺點，主要是：(1) 對自然條件適應(yīng)性差，例如配中型拖拉機的全懸掛收割機，其機組的接地壓力約為1.1公斤/平方厘米，而采用履帶行走機構(gòu)的收割機，其接地壓力要比輪式的小得多。所以輪式行走機構(gòu)收割機在濕田或水田中工作時，下陷深，行走阻力大，拐彎困難，后輪側(cè)邊推起的泥團會影響下一行程割臺的工作。(2) 輪式行走機構(gòu)跨越水溝和田埂的能力也差，所以轉(zhuǎn)移田塊時往往需要人工鋤埂、填溝，為它開路。為了改善輪子在水田中的附著性能，有些地區(qū)則加防滑鏈，有些地區(qū)別采用高花紋輪胎。履帶式行走機構(gòu)由于履帶式行走機構(gòu)具有如下優(yōu)點：(1) 接地面積大，接地壓力小，下陷小，所以對水、旱田的適應(yīng)性較好。(2) 拐彎靈便，拐彎半徑小。(3) 具有輪式行走機構(gòu)無法比擬的跨構(gòu)越埂能力。因此，它被廣泛的采用為水稻聯(lián)合收割機的行走機構(gòu)。當(dāng)然，它也有缺點：主要是重量大、成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易磨損、行走平穩(wěn)性較差、在公路上行駛時易破壞路面等。但對于作為水稻聯(lián)合收割機的行走機構(gòu)來說，其優(yōu)點顯然是主要的。目前應(yīng)用在收割機上的履帶有如下三種形式：(1) 全金屬履帶它具有易制造，耐用，部分零件磨損后可更換等優(yōu)點，但在旱地上行走時平穩(wěn)性稍差。(2) 金屬板嵌膠刺履帶它和全金屬履帶基本相同，不同的是履刺用嵌入的膠刺代替，這就改善了履帶行走的平穩(wěn)性。(3) 橡膠履帶它具有結(jié)構(gòu)簡單、易于大批生產(chǎn)、價錢便宜、消耗于自身的行走阻力小、行走平穩(wěn)性好和不破壞路面等優(yōu)點。但使用壽命較短，又無法修復(fù)。只能作為收割機專用，不能用作其它牽引作業(yè)。實踐表明橡膠履帶式行走裝置是水稻濕田收獲的最佳行走機構(gòu)。但1995年剛面市時，普遍采用孔型驅(qū)動輪、后驅(qū)動、窄履帶和整體式剛性臺車(支重輪座)設(shè)計方案，進入角和離開角偏小，存在履帶強度差、易脫軌、接地比壓大、通過性差等問題。近年來，為了提高收割機的行走性能，對其底盤作了如下改進設(shè)計:(1) 由后驅(qū)動改為前驅(qū)動為降低重心高度，聯(lián)合收割機底盤均采用低置驅(qū)動輪布置。采用后驅(qū)動存在如下問題:① 由于行走器為環(huán)狀橡膠履帶，與驅(qū)動輪和導(dǎo)向輪的貼合性較差。而且履帶上帶為松邊，當(dāng)張緊力不足時，易出現(xiàn)脫軌。② 履帶在濕地行走時，履刺插入并擠壓土壤，使土壤變形并產(chǎn)生驅(qū)動力。但前后履刺引起土壤的變形是不一致的。因為履帶支承面后部的履刺離開土壤時，還未離開土壤的其它履刺受到了額外的載荷。即履帶支承面從前到后的變形量逐個增大，后部附著條件變差。③ 履帶式行走機構(gòu)接近角α一般均大于離去角β。由于低置驅(qū)動，β角小，易受爛泥與雜草堵塞而影響驅(qū)動輪正常工作。④ 由于操縱臺必須設(shè)在底盤前部，驅(qū)動輪在后方時，操縱機構(gòu)不緊湊。因此，前驅(qū)動設(shè)計較為合理(圖3-21)。(2) 驅(qū)動輪由輪孔式(Φ312)改為輪齒式(Φ232)使履帶α角從25°增大到45°,提高了通過性。(3) 設(shè)置平衡輪支重輪中間一組改為可偏轉(zhuǎn)的平衡輪，提高了行走平順性。(4) 提高履帶強度履帶內(nèi)芯鋼絲強度增大，使履帶的抗拉強度從1.79MPa增大到2.55MPa。(5) 增大履帶帶寬以帶寬350mm替代原300mm履帶，降低了接地比壓。(6) 加大了履帶軌距由原來的810mm增大到900mm以上，提高了橫向穩(wěn)定性。(7) 改變支重輪配置方式由原來的行走梁兩側(cè)配置為外側(cè)懸掛。減少了掛泥掛草，方便保養(yǎng)。(8) 改進履帶導(dǎo)向桿設(shè)計由平直改為弓形，減小了履帶與導(dǎo)向桿的磨擦，延長了它們的使用壽命。以上改進設(shè)計使履帶行走機構(gòu)的可靠性提高，行走性能改善。圖3-22所示為新、舊型式行走履帶對照圖。(a)舊式行走機構(gòu) (b)新型行走機構(gòu)圖3-22新、舊型式行走履帶對照圖1-橡膠履帶2-驅(qū)動輪3-行走支架4-支重輪1-橡膠履帶2-驅(qū)動輪3-導(dǎo)向桿4-支重輪5-平衡輪5-張緊器6-調(diào)節(jié)螺母7-調(diào)節(jié)絲桿8-張緊輪 6-調(diào)節(jié)螺母7-調(diào)節(jié)絲桿8-張緊器9-張緊輪10-后支重輪11-行走梁總成履帶自走式全喂入聯(lián)合收割機一般將8.8KW手拖變速箱改進后作底盤變速箱。其級差變速設(shè)計和轉(zhuǎn)向制動裝置不太適應(yīng)聯(lián)合收割機作業(yè)要求，近年來有如下改進設(shè)計：(1) 增設(shè)無級變速裝置。利用原聯(lián)合收割機液壓系統(tǒng)，加裝液壓無級變速裝置(HST)，與原變速箱機械傳動系統(tǒng)結(jié)合作為新的無級變速箱?？筛鶕?jù)作物、地面情況實現(xiàn)高效作業(yè)。該項設(shè)計的技術(shù)繼承性和經(jīng)濟性都較好。(2)以帶式制動器取代蹄式制動器。原轉(zhuǎn)向制動裝置是將原轉(zhuǎn)向軸中間截斷，用兩只銅套與中央傳動齒輪相接，并在其另一端增設(shè)蹄式制動器。由于銅套磨損，易引起齒輪嚙合間隙改變而造成轉(zhuǎn)向制動不暢，是該型聯(lián)合收割機故障最多的部位之一。新設(shè)計的制動器恢復(fù)轉(zhuǎn)向軸的整軸結(jié)構(gòu)并采用帶式制動，提高了轉(zhuǎn)向制動機構(gòu)的可靠性。(3) 以“整軸式多摩擦片制動器”取代“蹄式制動器”聯(lián)合收割機轉(zhuǎn)向頻繁，該項技術(shù)解決了牙嵌式離合器沖擊力大易磨損，蹄式制動片易磨損的不足。圖3-23所示為新型磨片式轉(zhuǎn)向制動裝置。圖3-23磨片式轉(zhuǎn)向制動裝置1-整體式轉(zhuǎn)向軸2-變速箱軸承蓋3-摩擦式4-鋼片5-彈簧6-撥叉7-滑動轉(zhuǎn)向齒輪8-中央傳動齒輪9-壓盤10-滾動軸承收割機的控制系統(tǒng)目前在工作部件的狀態(tài)監(jiān)測與自動控制方面取得了不少科研成果。我國的聯(lián)合收割機也有較大的發(fā)展。性能良好的收割機，應(yīng)在不超過允許損失量的前提下發(fā)揮最大的收獲效率。收獲質(zhì)量的好壞與收割機本身的工作狀態(tài)、操作水平、作物性質(zhì)及地面形貌等密切相關(guān)。大的行走速度可以提高生產(chǎn)效率，但行走速度的提高要受到眾多因素的限制。首先，行走速度太快，會使脫粒裝置過載，脫粒滾筒轉(zhuǎn)速下降導(dǎo)致?lián)p失量增加，甚至造成堵塞；其次，大的喂入量會使分離損失指數(shù)增加從而引起總損失量超標(biāo)；此外，田間情況不佳，行走功率也在不斷變化。有必要對行走速度加以調(diào)整，以防止發(fā)動機過載熄火。聯(lián)合收割機工作時，駕駛員要密切注視機器的工作狀態(tài)，從各部件發(fā)出的噪聲中分辨異常聲音，以及早發(fā)現(xiàn)并排除故障。隨著聯(lián)合收割機日益向大型化、高速化發(fā)展，僅用人的聽力和視力去識別故障將變得越來越困難，這就迫切需要研究相應(yīng)的故障監(jiān)測手段與自動控制方法，對聯(lián)合收割機各性能參數(shù)進行綜合調(diào)整，這在客觀上也決定了聯(lián)合收割機向以計算機為輔助的機電一體化方向發(fā)展；另外，相關(guān)學(xué)科如自動控制理論、微機技術(shù)、動態(tài)測試與傳感器技術(shù)的高速發(fā)展，必然將其成果滲透于農(nóng)業(yè)機械，從而加快農(nóng)業(yè)機械化進程。因而實現(xiàn)聯(lián)合收割機自動控制對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著重要的意義。自動調(diào)平機構(gòu)聯(lián)合收割機自動控制是從工作部件超載自動報警和減輕操作人員勞動強度的自動控制裝置開始的。坡地上的自動調(diào)平機構(gòu)是最早用于生產(chǎn)的聯(lián)合收割機自動控制裝置，它利用U型連通器原理感知析組橫向傾斜量，當(dāng)傾角大于允許值時，連通器膜片活塞接通電觸點，經(jīng)電磁液流分配閥驅(qū)動調(diào)平油缸，保持機組傾角處在一定的范圍內(nèi)。實驗證明，采用這種機構(gòu)可使坡地上工作的聯(lián)合收割機損失量大大下降。行走速度自動控制行走速度自動控制的目的是使?jié)L筒負荷穩(wěn)定，保持合理的、均勻的喂入量，使整機損失量不超過允許值。保持滾筒負荷穩(wěn)定一般有三種途徑：改變行走速度、改變割茬高度及改變割幅寬度。其中通過改變行走速度控制喂入量因易于實現(xiàn)、通用性強而得到廣泛應(yīng)用。圖3-24a是機——液式行走速度控制原理圖。傳感器測量傾斜輸送器鏈條的浮動量，當(dāng)其超過一定值時，拉絲拉動液流分配閥，使行走機構(gòu)無級變速器的油缸動作，改變變速器的傳動比，從而使喂入量穩(wěn)定在設(shè)定值附近。圖3-24b是電——液式行走速度控制系統(tǒng)圖。當(dāng)谷物層厚度變化時，傳感器隨傾斜輸送器左右擺動，喂入量超過設(shè)定值時，觸點a接通，電磁閥左線圈通電，壓力油進入油缸下腔，驅(qū)動行走無級變速器，使行走速度下降；反之喂入量小于設(shè)定值時，b點接通。電磁閥右線圈通電，油缸上腔進油。行走速度加大，從而使喂入量穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。范圍的大小由a、b兩觸點的位置確定。在久保田ZX3000半喂入式聯(lián)合收割機上，直接測量滾筒扭矩，通過電子回路，用電動機改變無級變速器中的油泵斜盤角度，從而調(diào)節(jié)行走速度，使負荷穩(wěn)定。(a)機—液式行走速度控制原理圖 (b)電—液式行走速度自動控制原理圖圖3-24行走速度控制原理圖1-傳感器2-拉絲3-調(diào)節(jié)桿 1-傳感器2-橫桿3-線圈4-分配閥4-分配閥5-油缸6-無級變速器圓盤 5-油缸6-無級變速器圓盤喂入深度自動控制日本的半喂入聯(lián)合收割機廣泛使用了喂入深度自動控制裝置，YANMARTC系列收割機在滾筒入口處設(shè)置三個傳感器，如圖所示。當(dāng)?shù)谝粋€傳感器探測到穗頭進入滾筒時，后面的兩個傳感器開始工作，以判斷穗頭是否處在第二和第三兩個傳感器之間，否則表明喂入深度不合適，系統(tǒng)發(fā)出指令，由油缸移動夾持鏈條的位置，直到臺適的喂入深度。圖3-25喂入深度自動控制圖1-脫粒滾筒2-傳感器（3只）3-喂入鏈4-喂入深度調(diào)節(jié)油缸5-分配閥脫粒滾筒轉(zhuǎn)速自動控制對于一特定的作物，脫粒滾筒轉(zhuǎn)速與喂入量之間應(yīng)有良好的匹配關(guān)系，當(dāng)喂入量增大時滾筒轉(zhuǎn)速應(yīng)相應(yīng)增加，以提高對作物的脫粒能力。研究表明，對于潮濕谷物，采用轉(zhuǎn)速自動控制后，谷粒損失量約減少75%，而谷粒損傷率只提高0.7%，這種系統(tǒng)同時檢測喂入量和滾筒轉(zhuǎn)速，根據(jù)喂入量變化及實際轉(zhuǎn)速相對于設(shè)定轉(zhuǎn)速的偏差，通過液壓系統(tǒng)和無級變速器控制滾筒轉(zhuǎn)速。這種方案當(dāng)發(fā)動機過載時會導(dǎo)致控制失效。以上控制方法都是當(dāng)被控量超過設(shè)定極限值時，系統(tǒng)才起調(diào)節(jié)作用，由于聯(lián)合收割機系統(tǒng)存在大延時，誤差變化難以及時掌握，往往使被控量在大范圍內(nèi)起伏變化，系統(tǒng)控制指標(biāo)產(chǎn)生振蕩，易于引起控制目標(biāo)超差或滾筒堵塞，而且監(jiān)測多用機械方式，不便于實現(xiàn)自動控制。割茬高度自動控制在大中型聯(lián)合收割機上，采用仿形液壓板控制割茬高度，以使割茬高度均勻。在小型聯(lián)合收割機上，一般在分禾器下設(shè)置檢測滑撬或位置開關(guān)，以控制割臺油缸動作，達到同樣的目的。如前所述控制割茬高度的另一個目的是使?jié)L筒負荷穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。先用傳感器檢測出株高，對應(yīng)于株高，由液壓系統(tǒng)調(diào)整剖臺高度，使其不至于過低而增加脫粒與分離負擔(dān)，又不至于過高而漏割穗頭。除以上所述外，日本針對小型聯(lián)合收割機的特點，研究了自動操向、自動裝袋自動停車等問題，并在實驗室內(nèi)試制出無人駕駛聯(lián)合收割機樣機，在自動檢測與報警方面，主要研究了滾筒、二次處理裝置、輸糧攪龍的過載報警及損失量檢測傳感器?？傊酝?lián)合收割機自動報警或自動控制，基本上是各自獨立處理，各參數(shù)之間彼此聯(lián)系不密切，如何利用先進的控制理論將多個參數(shù)綜合起來進行協(xié)調(diào)控制已成為今后聯(lián)合收割機自動控制的一個研究方向。市場常見半喂入式水稻聯(lián)合收割機及其技術(shù)特點3.3.1 國外常見品牌久保田PRO488-CN4-S50(日本)久保田在PR0481型基礎(chǔ)上專為中國市場而開發(fā)了PR0488型聯(lián)合收割機，該機型經(jīng)過改良后能適應(yīng)高濕爛田的濕田型機器。其具有以下幾個方面的特點：(1) 前伸量小的帶扶禾器的立式割臺① 扶禾器采用門形結(jié)構(gòu)，前伸量小， 圖3-26久保田PRO488收割機實物圖割臺剛度好，不易損壞變形，轉(zhuǎn)向更靈活。割臺動力單向同步輸送，扶禾高度和速度可適時調(diào)節(jié)，滿足不同高度作物、不同脫粒難度品種和倒伏作物要求，對嚴(yán)重倒伏作物也能輕松扶起并順利輸送。③ 切割裝置采用動定刀組合及動刀左右雙驅(qū)動機構(gòu)，割臺振動小，零部件不易損壞。④ 割幅寬，各鏈條交接口設(shè)計緊湊，交接平穩(wěn)順暢，輸送平滑均勻整齊，不易堵塞。⑤ 割臺導(dǎo)軌采用實心方銅，提高輸送鏈條和鏈條架等易磨損零部件的剛度和強度。(2) 高處理能力的脫粒清選裝置① 采用下脫式軸流二次清選機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單新穎，脫粒清選等各項性能指標(biāo)極佳。② 大直徑超長單脫粒筒，凹板包角大，脫粒間隙可調(diào)，脫粒能力超強，降低籽粒破碎率，提高籽粒清潔度。上抬式脫粒筒，脫粒清選室可完全打開，清掃拆裝和維修保養(yǎng)方便。整體箱式大搖擺振動篩，多級篩分選，氣選方式并用，提高清選能力，改善濕脫性能。采用可更換的高強度鋼板篩網(wǎng)，并可根據(jù)實際情況增設(shè)唇形加強板、加強筋等方式來增強對難脫作物品種的適應(yīng)性。高效率并能輕松裝接糧輸糧。(3) 大排量、高功率、省油的發(fā)動機普遍采用直噴式高速柴油機，動力強勁，功率大，油料消耗少。高速作業(yè)中體現(xiàn)低振動、低噪聲和低消耗的優(yōu)異性能。動力儲備充足合理，可以承受大負荷作業(yè)，滿足7500—11250kg/hm高產(chǎn)水稻收割需要，收割優(yōu)質(zhì)高效。發(fā)動機高位采氣，3級濾芯過濾，吸入空氣清潔；冷卻進風(fēng)口大，進風(fēng)充足，散熱效果好。(4) 操作輕便的液壓行走無級變速機構(gòu)行走變速采用靜液壓無級變速機構(gòu)與簡單的齒輪式變速箱相結(jié)合的變速方式，操作舒適。單手柄液壓操作，動力變速時不必踩下主離合器踏板，只需扳動主變速桿即可實現(xiàn)，能最大限度減輕勞動強度。視野寬闊的操作臺，設(shè)計合理的組合操縱手柄，即使在滿載或陡急的彎道也能輕松駕馭，確保平穩(wěn)操作。(5) 低接地壓力的橡膠履帶行走裝置普遍采用耐高濕爛田的輕型重量平衡設(shè)計，寬幅履帶、大行走輪、高離地間隙，使機器接地壓力小，適合中國地塊小、田埂多、濕爛田多及多季作業(yè)等惡劣條件，進一步改善了田間通過性，在濕地上也能更加平穩(wěn)工作；可單獨更換帶輪內(nèi)藏式履帶張緊螺栓，可快維修保養(yǎng)降低維修成本和時間。(6) 反應(yīng)靈敏的自動控制報警裝置① 普遍采用了機電液一體化技術(shù)，實現(xiàn)模擬人工的自動化控制，在易發(fā)生故障或人工難以監(jiān)測到的重要工作部位裝有先進的自動控制裝置，部分實現(xiàn)了自動監(jiān)測和控制，大大降低了勞動強度。普遍采用高可靠性的液壓電氣裝置，能有效防止故障發(fā)生并延長使用壽命。水溫、莖稈堵塞和發(fā)動機油壓等各種自動裝置在儀表盤上能自動報警，令檢測更快捷容易。其性能參數(shù)詳表如表3-1所示：表3-1PRO488性能參數(shù)表整機尺寸長×寬×高（mm）4150×1900×2200整機重量（Kg）2220發(fā)動機型號V2203-M-DI-C-E-2型式立式水冷4缸沖程直噴式柴油機總排氣量（mL［L］）2197（2.917）額定輸出/轉(zhuǎn)速（ps（KW）/rpm）48(35.3)/2700燃油0#柴油（高等級）油箱容量（L）50起動方式起動馬達蓄電池（V·Ah）12·52行走部分履帶寬度×接地長度（mm）400×1300中心距離（mm）970平均接地壓力（Kgf/cm）0.213變速方式靜液壓無極變速（HST）變速檔次無極副變速3檔行走速度前進（m/s）低速：0~0.86標(biāo)準(zhǔn)：0~1.22行走：0~1.65后退（m/s）轉(zhuǎn)向方式電磁液壓式收割部收割行數(shù)（行）4收割寬度（mm）1450割刀寬度（mm）1436割茬高度范圍（mm）35~150脫粒深度控制系統(tǒng)自動/手動適應(yīng)作物高度（全長）（mm）650~1300倒伏適應(yīng)性（程度）順割：低于85°逆割：低于70°（麥低于45°）扶禾檔數(shù)3脫粒部脫粒系統(tǒng)下脫、單筒、軸流式脫粒部直徑×寬（mm）424×800轉(zhuǎn)速（rpm）505二次輸送方式螺旋攪龍二次處理方式再篩選螺旋桿齒篩選方式鼓風(fēng)、吸引、分離筒、搖動篩選式卸谷部取谷漏斗式集谷箱容量（L（袋×50L））200（約4袋）卸袋口3切草部出廠樣式切草長度：50mm切草刀：齒形圓盤陶瓷洋馬4LBZG(J)-77B（Ee-60）(日本)洋馬聯(lián)合收割機Ee-60具有靈巧的機身與齊備的性能。糧倉容量為100升，400×1160mm的濕田履帶和能在濕爛地塊中保持重量平衡的糧倉組合,提高了濕爛田的通過性。收割機割臺可以左右滑動(最大15mm)。為保證潮濕作物的輸送,采用了傾斜角度比較舒緩的螺旋方式。另外,采用2段分割式軌道,方便堵塞清掃。圖3-27洋馬Ee-60半喂入聯(lián)合收割機實物圖表3-2Ee-60性能參數(shù)表整機尺寸長×寬×高（mm）2695×1540×1660整機質(zhì)量（Kg）920發(fā)動機型號3TNV70型式水冷四沖程三缸立式柴油發(fā)動機總排氣量（L(cc)）0.854（854）額定功率（Kw（PS））10.3（14.0）額定轉(zhuǎn)速（rpm）2500使用燃料0號燃料油箱容量（L）13啟動方式電啟動行走部履帶寬×接地長（mm）400×1160中心距離800平均接地壓力（KPa（KPf/cm））9.6（0.098）變速方式HST液壓式無極變速變速檔速前進后退無極×副變速2檔行駛速度（m/s）前進=低速：0~0.63、高速：0~1.4（發(fā)動機轉(zhuǎn)速固定時）后退=低速：0~0.50、高速：0~1.08割臺部割臺行數(shù)（行）2分草桿前端間距（