联合收割机结构原理点滴谈1：开篇

在农机智能化技术全面研究推进的今天，其装备先进性评价有较高权重是技术性中新结构新原理，即装备智能化必定是建立在先进结构原理基础之上的，否则就是空中楼阁。

20世纪80年代末，新疆-2及佳联3060型谷物联合收割机在我国的研制成功，以及90年代中期开始的大规模小麦联合收割机跨区作业，加快了我国联合收割机生产和使用发展速度。到目前为止，经过农机战线上人们艰辛努力，小麦机收率达到98%以上。国内自走式谷物联合收割机在这四十多年快速发展中，逐步形成了社会化生产的多品牌系列产品。市场横轴流机经过工艺及外观改进，可靠性逐步提高。究其主要结构仍是新疆-2或佳联3060的变型，其布置和核心技术基本没有大的改变。

多年来，由于市场收割机保有量逐渐增多和农村道路通行性不便，市场对联合收割机收获小麦提出了“喂入量即作业速度和机手收益加快”的新课题。于是，各主机厂突破国内外教科书描述过的结构原理，不断做“发动机功率和关键部位工作速度提高”的改进措施，同时加宽输送过桥和清选筛面，使整机收割速度、作业性能、产品质量等方面得到了较大提升。

经过多年生产实践考验, 以“新疆-2”为基础版本的自走式横轴流谷物联合收割机已经成为我国中型谷物联合收割机代表机型。其使用和技术经济性基本满足广大机手的需求：“割的快、脱的净、损失少、故障小、价格低、服务好”，成为机手选购联合收割机重要标准。到2022年，由于国内材料工业技术提升和社会零部件制造质量好转，横轴流谷物联合收获机在结构、性能、质量上已经达到一个新的高度，在某些方面接近世界水平。喂入量已从2kg/s普遍上升到8kg/s，并继续向9-10kg/s做努力。 

自走式小麦联合收割机有三种发展趋势值得探讨： 

一是配套动力继续向更大功率发展。 

以新疆-2机最初设计为依据，现有机型在其他部位变化不大的情况下，增加最多的是发动机功率，能使作业速度加快，喂入量增大。如此也足以证明新疆-2最初设计的谨慎和为脱粒清选装置提高喂入量留有足够的余量。当然作业速度加快和喂入量增大还与提高主要工作部件运转速度也有极大关系。 

二是提高主要工作部件运转速度。 

目前各类横轴流机主要工作轴转速相对新疆-2最初设计都有提高：发动机1/10，切割器摇臂轴1/5，拨禾轮轴1/3，割台搅龙筒轴1/2，过桥链耙轴1/7，脱粒滚筒轴1/8，清选筛驱动轴1/8，卸粮搅龙轴将近一倍。由于作业速度提升，即由过去常规作业速度1m/s提高到目前普遍2m/s，使喂入量增大更多。实践证明：只有提高相应工作部件转速，才能适应大喂入量作业。当然为了提高作业，在可靠性方面还做了主要工作部件增大几何尺寸、板材厚度和筒轴直径的改动。

上述在喂入量提升改造中，主要解决物料流动速度和脱粒滚筒超负荷能力。当然相应传动件强度和整机刚性也做了适应性改造。 在做了这些改进后，用户对加快作业速度和提高收割机利用率又不断提出新需求。

三是采用纵轴流脱粒结构。

纵轴流联合收割机由于作物品种适应性强，脱粒性能好，跨区作业时间长等优势，在东北、新疆维吾尔自治区和多种作物种植区都有较大市场。但在中原华北田间作业，实践证明中小型同功率纵轴流机与横轴流机作业效率差别不大，这也说明我国各类型联合收割机还有向个性化、区域化方向发展的需求。 

横轴流小麦机喂入量达到8kg/s应当说是国家补贴政策推动的，因为补贴是按照喂入量确定。也可以说是机手推动的，因为都想多作业多赚钱。还可以说是企业推动的，因为还想在市场中占有较大的份额，而提高作业效率是重要的途径。 

为此，在不大改变新疆-2原结构的基础上还能提高多少喂入量的问题已经提出来。 

目前横轴流机提升作业效率的主要问题： 

1、作业速度：按国际普遍认识，机手操纵视觉在1-1.5m/s比较合适，而1m/s是理想速度，所以国外机型割台配置都较宽。虽然机器喂入量可以用缩窄割台宽度提高作业速度实现，但从土地规模效益、车轮碾压田块次数、发动机功率配置等综合性指标讲，宽割台低速度比窄割台高速度更要经济。而国内因农村道路窄，土地规模和田块面积小，要求田间作业机动性好，只能配置窄割台。为此，在与国外同等脱粒滚筒直径与长度、清选筛面宽度与长度的情况下，只有加快作业速度，才能保证与国外机有相同作业效率。 

2、脱粒与清选装置能力：脱粒装置形成的混合物目前大都是下落到抖动板上，再由抖动板向后输送到上筛前端。抖动板在输送过程中虽有分层作用，但在喂入量较大、混合物较多的情况下铺层过厚分层效果不好。加之在下落到上筛面过程中，气流经过抖动板与上筛面之间时因通道过窄，也无法完全将混合物中的杂余托起并一次送出机外，由此产生堆积给上筛籽粒分离造成较大难度。而如果将抖动板下落到上筛前的杂余一次送出机外，则需要增大气流速度。但气流速度增大籽粒则会吹出机外。 

 3、作物适应性：横轴流机主要收割小麦。收获其他作物，如玉米穗从过桥进入前切流滚筒易产生断穗破籽，果穗形成小块后较难再脱粒。对于大豆，则需要较低的滚筒脱粒速度，而目前横轴流滚筒转速通过更换带轮很难调整到位，使大豆粒破碎较多。对于含水率较高作物脱粒，由于滚筒长度有限，降速会产生未脱净或夹带损失，不降速则产生籽粒和秸秆破碎等现象，与纵轴流较长滚筒脱粒相比无法实现柔性脱粒的效果。当然横轴流机身短，价格低，同喂入量机型小麦收割作业速度不低于纵轴流，对不进行跨区作业，只收割小麦的区域，横轴流仍然有较好的市场用户群体。 

综上所述，联合收割机仍有许多结构原理问题需要研究和讨论。例如：

割台与过桥（输送槽）的输送：如可变幅割台、拨禾轮辅助喂入器、超喂入量控制装置、喂入量自动调节装置结构原理的研究和使用。

切流与轴流脱粒装置的能力：小麦长秸秆保留方案、小麦脱粒过程穗头位置对脱粒效果的影响、纵轴流脱粒滚筒喂入口防堵结构及滚筒喂入搅龙叶片形状对喂入均匀性的分析、兼收多种作物脱粒滚筒构造、脱粒滚筒防堵塞方案、切流滚筒脱粒玉米防碎结构结构原理的研究和使用。清选系统气流分布、风量、风向、风压及混合物在筛面上各处混合物层厚及运动情况：风机进出风口的形状、清选室内杂余全悬浮送出机外、清选损失提前告知、籽粒提前分离、籽粒提前透筛、筛面混合物防堆积、籽粒杂余防滞留滑板、粮箱全排净、湿粮防破损卸出、卸粮方式简化等装置结构原理的研究和使用。

玉米割台和剥皮机防果穗啃粒破碎装置结构原理的研究和使用。