玉米收获机械的结构特点与改良方向

王裕喜张传磊

山东大启机械有限公司山东临沂276700

摘要：当前，我国农业机械化发展步伐越来越快，各种先进生产技术得以广泛推广普及。农业生产技术的进步为实现可持续性发展提供优良氛围，同时提升玉米产业机械标准。

关键词：玉米收获机械；结构特点；改良方向

引言

当前我国已形成三大玉米生产区，一是北方玉米区，包括东北三省、内蒙、河北、山西及津京地区等，播种面积约占全国40%；二是黄淮平原玉米区，包括山东、河南、江苏等地区，播种面积约占全国25%；三是西南丘陵玉米区，包括云南、贵州地区等地区，播种面积约占全国15%。若按50%机收率计算，全国需要玉米收获机10万台以上。而现实情况是我国玉米机收率不到2%，远远低于小麦70%和水稻20%的机收水平。玉米机械化收获已成为制约农业机械化发展的瓶颈，因此加快玉米收获机械化的发展已成为当务之急。

1分段收获机械

1.1玉米摘穗收获机

在一年多季种植制度的地区，玉米收获时含水率较高，不适宜直接收获籽粒，需要使用玉米摘穗收获机先收获玉米果穗。玉米摘穗收获机收获果穗的关键机构分别为摘穗装置和剥皮装置。

1.1.1摘穗装置

玉米摘穗收获机的摘穗装置主要为3种结构：卧辊式、立辊式和摘穗板组合式摘穗装置。卧辊式摘穗装置主要由摘穗辊、喂入链、变速箱和摘穗间隙调节结构等组成，如图1所示。

1．变速箱2．摘穗辊后段3．摘穗辊中段4．摘穗间隙调节机构5．摘穗辊前段

图1卧辊式摘穗装置

其中，摘穗辊分为前、中、后三段：前段为引导段，主要结构为带有螺旋凸起的锥体；中段为摘穗段，主要结构为分布有螺旋状凸起的圆柱体；后段为强拉段，主要结构为带有凸棱的圆柱体。摘穗时玉米茎秆由喂入链条夹持输送至摘穗辊的引导段，引导玉米茎秆进入摘穗段，由相互配合的两个摘穗辊将玉米穗摘下，茎秆则在强拉段被强制拉出，防止堵塞摘穗装置。该类型摘穗装置对不同玉米茎秆适应性强、功率消耗少、收获玉米果穗含杂少，但结构较复杂，不便于多行配置，易造成玉米籽粒破碎。

立辊式摘穗装置主要由喂入链、上摘穗辊、下摘穗辊和挡禾板等结构组成。其中，上摘穗辊和下摘穗辊为分布有凸棱的圆柱体，摘穗辊轴线所在平面与垂直面夹角约为25°。摘穗时，玉米茎秆由喂入链条夹持输送，由上下两摘穗辊相配合将玉米果穗摘下。还有一种双组辊式摘穗装置，主要由喂入链、前摘穗辊、后拉茎辊和挡禾板结构等组成。摘穗时，玉米茎秆由喂入链条夹持输送，由前摘穗辊将玉米果穗摘下，拉茎辊拉伸玉米茎秆。该类型摘穗装置果穗损失率较低、工作性能较好，但对玉米茎秆压缩程度较大，茎秆易拉断造成堵塞，较难与自走式摘穗机相配合。

摘穗板组合式摘穗装置主要由拉茎辊、摘穗板和喂入链条等组成。其中，拉茎辊分为前后两段，前段为引导段，主要结构为带有螺旋凸起的锥体；后段为拉茎段，主要结构为带有突起的圆柱体。摘穗时玉米秸秆由喂入链条夹持进入拉茎辊引导段，引导茎秆向后输送至拉茎区，在拉茎区相对旋转的摘穗辊向下抓取玉米茎秆，在此过程中玉米穗被摘穗板摘下。该类型摘穗装置对玉米果穗损伤小，方便多行配置，但对茎秆冲击大，易造成断茎，功率消耗较大。

1.1.2剥皮装置

剥皮装置由剥皮辊和压送机构等组成，其中，剥皮辊的材料一般为耐磨橡胶或铸铁相组合，可减少剥皮时对玉米果穗的损伤，且剥皮辊表面分布有纹路，增加了对玉米苞叶的抓取能力。剥皮时，相对旋转的剥皮辊抓取和剥离玉米苞叶，压送机构使玉米果穗与剥皮辊稳定接触，避免玉米果穗跳动。铸铁辊加工成本低，制造方便，耐磨性好，使用寿命长；橡胶辊抓取能力强，剥净率高，玉米果穗损伤小。由于铸铁辊剥皮时对玉米果穗损伤较大，随着新材料的发展，具有高耐磨特性和良好强度的新型柔性材料将被应用于剥皮辊，可增加剥净率，减少玉米果穗损伤，延长使用寿命。

1.2玉米脱粒机

1.2.1家用脱粒装置

家用脱粒装置主要适用于农村脱粒批量小的家庭使用，由于脱粒批量小，对破碎率要求较低。脱粒装置结构多为安装有脱粒部件的闭式脱粒滚筒和冲孔式凹板或栅格式凹板。图2为钉齿式玉米脱粒机的内部结构。

1．脱粒凹板2．钉齿3．滚筒体

图2钉齿式脱粒装置

该装置中，脱粒滚筒为钉齿式，脱粒凹板为冲孔式凹板，工作原理：通过钉齿对玉米穗的击打作用，玉米籽粒从玉米穗上被脱下，且通过凹板的开孔分离，玉米芯通过脱粒机尾部开口排出机外。钉齿结构的脱粒装置棱角较多，脱粒时易造成玉米籽粒破碎。

1.2.2玉米制种用脱粒装置

玉米制种用脱粒装置适用对象一般为农业科研单位和制种企业，根据使用对象的需求，玉米种子脱粒装置结构多样，且该类型脱粒装置对玉米籽粒破碎率有较高要求，以保证玉米种子发芽率。该类型脱粒装置结构较家用脱粒装置复杂，籽粒破碎率小，玉米芯完整，但工作效率较低。

差速式玉米种子脱粒机，脱粒装置主要由螺旋辊和直辊等组成，其采用差速原理使籽粒有序脱下，破碎率低、未脱净率低和玉米芯完好；根据鸡喙切入籽粒间隙，需具备无损伤离散大片籽粒的能力，以及人裸手搓脱玉米粒的特性，设计了新型玉米种子仿生脱粒机，主要包括离散辊、脱粒辊及差速辊等。试验结果表明：玉米芯无破损，含杂少，可用于种子玉米果穗脱粒；通过改进脱粒机结构，脱粒装置改为浮动式，并改进喂入料斗结构，使玉米穗以合适的速度进入脱粒装置。

1.2.3大型脱粒装置

大型脱粒装置主要用于大批量玉米脱粒，脱粒效率一般在20t/h以上。5TY－190型自走式玉米脱粒机，脱粒装置采用单纵轴流结构，脱粒部件采用短纹杆。该类型玉米脱粒装置脱粒效率高，籽粒破碎率较低，可靠性高；但体积较大，结构复杂。随着对玉米脱粒效率要求的提高，玉米脱粒装置将向大型化和高效率方向发展。同时，由于制种企业对玉米籽粒破碎率较为敏感，制种用脱粒装置在保证生产率的前提下，在新材料和新结构方面将会有进一步的发展。

1.3穗茎兼收型玉米收获机。

该机可以及时收获青绿秸秆，达到玉米穗茎兼收的目的，目前尚处于试制阶段。代表机型有：河北省农机化研究所研制的4YZ-4型、天津市农业机械推广总站和天津富康公司合作研制的4YW-Q型。单行玉米收获机因为收获行数少、生产效率偏低，而且机具在田间往复行走易压实耕地，所以市场需求不旺，将逐渐被淘汰；多行披挂式玉米收获机价格适中、结构简单、使用方便、效率较高，已逐渐被农民机手所接受。特别是多行披挂式不对行玉米收获机更具发展前途，将成为近期玉米收获机械发展方向；多行自走式玉米收获机虽然收获效果较好，但售价较高，将对其推广应用形成制约。因此，生产企业必须尽快降低成本，使其售价降低到8万元以下，才能被市场所接受，但可以肯定，高性能的多行自走式玉米收获机将成为我国实现玉米收获机械化的主力机型。

结语

随着科技的发展，带动了农业机械化走向全新征程。机械收获玉米是为获得发展机会，首先应抓住眼前的机遇，将宏观调控作为前提，改良自身，提升机械收获玉米含量，使其能够更好的为玉米种植业发展。玉米收获机械，应将改革和创新作为未来发展方向，有关技术人员应重视研究玉米种植技术，重视开发技术，探究和玉米搭配的机械，进而提升科技含量，发挥其作用，提升农业发展水平。

参考文献：

[1]赵萍，钱晓辉，常建国，等.玉米收获机械发展现状、存在问题及发展趋势[J].农机使用与维修，2016（11）：20.

[2]林静，陈鹏，刘明国.玉米收获机械化发展的影响因素分析及前景预测[J].中国农机化学报，2014，35（05）：37-44.