谷子机械化收获技术探讨

1近年来，随着我国人民物质生活水平的提高， 谷子作为一种健康营养食品，需求量越来越大。然而由于国内谷子收获长期以来一直依赖手工，机械化收获没有得到推广，一定程度上影响了农户大面积种植谷子的积极性，从而制约了谷子种植业的进一步发展。

据 2019 年国家统计局网站信息显示，2017 年我国谷子种植面积是 86.1 万hm²，  也就是当年我国谷子种植面积在 1300 万亩左右，未来解决了谷子机械化收获难题后，预计谷子的种植面积每年将会有一定量的增长，对满足我国人民不断增长的物质生活需要具有十分重要意义。

因此全面实现谷子收获机械化，也是我国农机行业需要研究的重要课题之一。雷沃重工结合多年收获机械研发经验，经过几年来持续调研、研究、开发、试验和探索，机械化收获谷子已初见成效，给谷子种植户带来了福音。

2机械收获存在的主要问题和困难

2.1品种、种植区域差异大

在我国，谷子种植区域较广，谷子的品种也很多。 谷子的品种不同长势也不同， 有高有矮， 矮的茎杆仅仅 70~100cm，  高的有 140~170 cm。  茎杆有粗有细，粗的茎杆的根部有 1 cm 粗，细的和小麦相差不多。有些品种谷须较多不易脱粒，有些品种谷须较少易脱粒。 谷子长势交叉不齐， 谷穗下垂时前后左右方向不定，沉甸甸的谷穗很容易造成植株倒伏或半倒伏，给机械化收获谷子带来了较大难度。

不同区域收获时段也不尽相同，有些地区在干燥时收获，如辽宁阜新和吉林松原地区。 有的在茎杆和叶子潮湿时收获， 如辽宁建平和内蒙古的赤峰地区。

谷子收获期 10~15 d，  过了收获期很容易掉籽粒，造成损失。 在收获期内有些品种比较潮湿难脱粒、难分离。

因此谷子收获机械必须要适应不同品种、 不同区域和不同时段的收获状态， 脱粒、分离和清选都要恰到好处，否则很容易造成夹带损失和清选损失。

2.2机械收获谷子分禾难

谷子长势交叉不齐，相邻谷穗在下垂倾倒时会相互交织在一起，谷子长势有的高度可达 1.7 m。 联合收获机收获时，必须要能够将相邻谷子决速分开，割刀切割后谷子要决速送入收割台，这样才能顺利收获，不至千造成割台掉穗损失。 割台两侧分禾器要求能将谷子秸杆快速分开，并防止谷子秸杆缠绕拨禾轮等部件，所以分禾器是一个很重要的功能部件。

2.3机械收获谷子掉谷穗

收割台掉谷穗造成割台损失，是机械化收获谷子最常见的难题。 谷穗被分禾器强行拉断掉落。 谷子茎杆被割刀切断后， 会存在被拨禾轮抛到割台外面的现象，产生损失。 所以使用联合收获机收获谷子， 收割台掉谷穗问题必须要彻底解决。

2.4机械收获谷子脱粒分离难

2.4.1谷子的脱粒问题

谷子的脱粒难度较大，谷子籽粒质量很轻，千粒质量仅仅 3.6 g 左右（试验测试数据），联合收获机在脱粒时，往往会存在没有被脱净的“小谷朵”，也就是俗称的“谷码子”。 这些“谷码子”上还带有籽粒， 最好要经过二次硐压脱粒，即使经过了二次硐压脱粒后，也会存在少量的“谷码子” 没有被脱干净的情况，往往要经过杂余回滚筒的三次脱粒，才能彻底脱粒干净。

2.4.2谷子分离难问题

联合收获机无论是纵轴流机型或横轴流机型， 都存在着谷子分离难的问题， 谷子经过脱粒滚筒脱粒后，如果分离凹板孔径或栅格间距比较大，“谷码子”上的籽粒还没等脱粒干净就已经落入了清选装置； 如果分离凹板孔径或栅格间距过小， 又会造成凹板堵塞， 产生严重的夹带损失。 往往在不同地区谷子的状态不同，当分离凹板的孔径或栅格的间距相同时，谷子的收割效果也不同，这就是使用联合收获机收获谷子的难度所在。

3小麦收获机收获谷子的关键零部件结构分析与改进措施

3.1收割台结构分析与改进

3.1.1分禾器加高并向前延伸

收获时分禾器能够将谷穗分开，是联合收获机收获谷子的推本要求。 雷沃重工研发人员经过几年的摸索、改进，将谷子割台分禾器加高并向前延伸，分禾能力得到了阴显改善，经过田间收获验证已获得了广大谷子种植户的普遍认可。

3.1.2增加收割台底板前后宽度

联合收获机收获谷子， 最大的损失是割台掉谷穗损失， 如果割台底板前后宽度和小麦割台一样， 当收割高杆谷子时，就会出现在割刀前面掉谷穗现象，造成大量损失。经过反复试验验证，将小麦收割台底板， 自喂入搅龙前部增加300~400  mm，  推本解决了掉谷穗问题。

3.1.3增加拨禾轮直径

因谷子长势比小麦高，有些地区高度已在 1.4~1.7 m，收获中拨禾轮需要越过谷穗，拨动谷子往收割台方向移动，所以拨禾轮直径为 1 m 的小麦收获机已不能满足需要。收获谷子， 一般拨禾轮直径要达到1.2 m，同时拨禾轮托架需要加长，割台体加长后，为防止拨禾轮前伸量不够，衭禾效果不好造成割台损失，可将拨禾轮左右支臂加长 200 mm。 另外拨禾轮转速应适当降低，尽量避免拨禾回带出现谷子抛撒损失。 拨禾轮弹齿及两侧幅板增加防护， 防止谷子秸杆缠绕影响作业。

3.1.4 增加收割台后挡板

联合收获机收获谷子，拨禾轮在转动的过程中往往会带动谷穗将谷穗抛起。为防止谷穗被抛到外面，将收割台后板加高，阻止谷穗被抛到收割台外面，也可做成弧形网状，比较实用。

3.2 脱粒分离装置结构分析与改进

谷子的脱粒过程与小麦的脱粒过程有一定区别，谷子主要以揉搓和硐压原理脱粒[1]，而小麦采用揉搓加打击脱粒。谷子打击脱粒作用并不大，需要依靠对谷子的挤压和揉搓，籽粒才能完全脱下来。 而且脱下来的有一部分是“谷码子”，  这些

“谷码子”是带籽粒的，所以脱粒分离装置结构很重要。 目前国产通用型小麦联合收获机收获谷子，脱粒分离装置通常采用下列几种结构。

3.2.1纹杆滚筒＋栅格凹扳脱粒＋栅格凹板分离结构（横轴流）

也就是滚筒采用纹杆 ＋ 分离板结构保持收小麦状态不变，脱粒凹板采用栅格式结构，分离凹板也采用栅格式。 这种结构谷子脱粒后产生的“谷码子”，有一小部分会通过栅格凹板直接沺到清选室，还有一部分未分离的“谷码子”在滚筒上盖导向板的作用下，移动到轴流滚筒的分离段进行分离，再经过滚筒上的分离板与栅格凹板的二次挤压揉搓， 再次进行脱粒分离，这种脱粒结构，籽粒脱粒干净彻底，籽粒破壳率低。

3.2.2纹杆滚筒＋编织网状凹板脱粒＋编织网状凹板分离结构（横轴流）

如在雷沃 GF 系列机型的推础上改进型，这种结构的滚筒，第一滚筒采用纹杆结构，凹板采用编织网状结构。 网状分离凹板的好处是分离面积大， 分离效果好，对籽粒的保护性好，籽粒破壳率较低。但网状凹板，脱粒效率没有栅格凹板高，好处是这种机型具备了三次脱粒功能，即第一次纹杆滚筒 ＋ 网状凹板脱粒， 也就是第一滚筒脱粒。第二次轴流滚筒脱粒，也就是轴流滚筒的入口，活动凹板与纹杆滚筒配合二次脱粒。 第三次是分离板与编织筛硐压脱粒和分离。 另外经过清选筛清选后，仍然存在少量的“谷码子”，再经过杂余回滚筒复脱，推本实现了谷子的彻底脱粒。

3.2.3滚筒脱粒块＋网状分离凹板结构（纵轴流）

如在雷沃 GM 系列纵轴流推础上改进型。 这种结构采用纹杆脱粒块单纵轴流滚筒配合编织网状凹板进行脱粒分离， 来实现完全脱粒的目的。

脱粒凹板和分离凹板，全部采用了编织网状结构， 分离段也具有脱粒功能，所以不会产生没脱净的“谷码子”。 由千编织网状分离凹板，分离面积大，具有很好的分离效果。这样既保证了脱粒效果，又解决了分离问题。并且部分落入清选筛的“谷码子“ 经清选筛导入杂余同滚简装置再次进入滚简进行脱粒，确保“谷码子“能被彻底脱粒干净。 雷沃 GM 纵轴流，滚简电液控制无级变速， 收获谷子效果很好， 完全能够满足谷子种植户的華本需求。

以上几种脱粒分离装置收获谷子，还有一个華本要求，就是必须有较适宜的滚简脱粒转速， 一殷保证滚简线速度在28~30 m/s，  否则会产生脱粒不净和夹带损失。

3.3 清选装置结构改进

3.3.1 降低清选凤速

由于谷子籽粒比较小，千粒质量仅3.6 g，所以清选风速很关键，风速大了容易吹出籽粒，需要在小麦机的華础上降低风扇转速。

可通过更换风扇带轮的办法，减小风扇转速， 如雷沃 GF80 系列联合收获机， 收割谷子状态风扇转速为 630 ~670r/min。

3.3.2 清选筛结构改进

收获谷子，会出现较多的“谷码子“，鱼鳞筛不能完全将“谷码子“清选出去，所以需要网状筛或冲孔筛，一殷上筛采用筛孔较小的编织网状筛或冲孔筛，下筛使用鱼鳞筛。

上筛可以将巳经脱粒干净的“谷码子““清选到机外，没有被脱粒干净的， 通过尾筛返同滚简，进行二次脱粒。

下筛鱼鳞筛可以根据负荷情况进行开度调整，负荷过大，鱼鳞筛需要开大一些，否则就开小一些，也可以控制籽粒被风吹出。

4小结

基于以上分析，使用小麦联合收获机收获谷子时，需要进行以下结构改进。

(1)割台底板自喂入搅龙前部前伸加长 300~400 mm。

(2)分禾器同步前伸，并根据作物具体高度和植株长度适当加高。

(3)割台后挡板适当加高或增设编织网挡板。

(4)脱粒最好采用華于揉搓和碳压脱粒理论来设计具体脱粒结构。 必要时增加脱粒次数。 分离采用编织网结构。

(5)拨禾轮直径适当加大，转速适当降低，尽量避免拨禾同带出现谷子抛撒损失。 拨禾轮弹齿及两侧幅板增加防护，防止谷子秸杆缠绕。

(6)根据作物干湿程度和千粒质量的不同， 适当调节和降低清选风机的风速，减少清选损失。

(7)上筛采用筛孔较小的编织网状筛或冲孔筛。

(8)使用联合收获机收获谷子与收获小麦有很大区别， 必须依据实际情况，参考以上分析，在不同区域、不同条件下有针对性地制定具体措施应用推广，才能得到满意的效果。

（来源：《农业机械》2020年第1期

作者：崔玉山 秦永峰 王欢 焦中元 王乐刚 韩克翠 倪国庆）