今年秋收季节,黑龙江省遭遇持续大范围降水,大部分水田里由于积水和倒伏现象严重,作业环境十分恶劣,普通轮式水稻收获机根本无法下地作业,履带式收获机的作业优势凸显。
近年来,履带式水稻收获机以其独特的优势获得市场青睐,每年都有约7万-8万台履带式水稻联合收获机投放市场。履带式水稻联合收获机分为半喂入系列与全喂入系列两大类。全喂入系列又分为单横轴流式、双横轴流式和纵轴流式三种。履带式全喂入系列联合收获机由于可以兼收油菜,价格较半喂入联合收获机低,是我国目前主要的机型。
目前应用较广的高档智能型半喂入联合收获机采用先进的电液控制技术、喂入深浅调节技术、秸秆还田技术以及先进的无级变速系统等配置,具有操作简单、自动化程度高、性能可靠等优势,是收获水稻的理想机型,但价位高、不能用于油菜收获等因素制约,其产量也仅为履带式全喂入联合收获机国内年总销量的1/5至1/6至之间。
国内传统的水稻联合收获机通常都采用单横轴流式脱粒装置,工作时,作物自滚筒的一端径向喂入,随着滚筒的旋转,作物贴着凹板与盖组成的圆筒内弧面作螺旋运动,沿着滚筒轴线方向流过脱粒装置。谷粒、颖壳、碎秸秆、碎叶等谷粒混合物在滚筒离心力的作用下同时由凹板筛孔落下,长秸秆则从滚筒的另一端排出。为使机器达到很好的脱粒指标,如何来选择滚筒直径、转速、凹板面积、导板倾斜角度、螺旋圈数成为关键。滚筒转速高即线速度高,对作物的打击力度大,脱净率高,损失少,但对作物的损伤也大,破碎率高,同时因碎秸秆多,含杂率也高。反之虽破碎率低,但由于对作物的打击力小,一些生长不好和不太成熟的谷粒直到后半段才被脱下,产生较大的夹带损失。传统的解决方案是:选择一个对作物有一定伤害但又不至于太大(控制破碎率在1%-2%左右)的线速度,作物在滚筒内转4-5圈,受总体布置的限制,滚筒直径选择500-600毫米的参数组合为宜。该装置及参数的实际效果虽能基本满足国家及行业对联合收获机的相关标准,但碰到难脱品种或超级杂交稻以及在潮湿、倒伏状态下往往会严重超标。
双横轴流式脱粒装置,即在原单个横置轴流滚筒的基础上再增加一个横置轴流滚筒。如目前在国内外畅销的星光农机股份有限公司于2008年投放市场的4LL-2.0D多功能(双横轴流)全喂入联合收获机。该类型机的脱粒装置相当于2个脱粒滚筒横置并联,并将前脱粒滚筒的转速设计为比较柔和的适合水稻脱粒的慢转速滚筒,而后脱粒滚筒的转速设计为能彻底脱清的快转速滚筒。目的是:联合收获机在工作时作物先进入转速较低的前脱粒滚筒进行脱粒,使70%-80%左右的谷粒(特别是成熟饱满的谷粒)在低转速滚筒的梳刷、击打下脱落下来,然后尚未脱净的稻秆再进入较高转速的后脱粒滚筒脱粒,使稻秆上剩余的较不易脱落的谷粒在更强力的打击下脱落下来,从而有效地解决了长期以来联合收获机存在的收获脱净率与破碎率不能很好兼顾的矛盾。实践证明,双横轴流脱粒装置的水稻脱净率高达99.9%(即总损失非常少),而破壳率、含杂率均比传统单横轴流装置有较大的降低,约0.5%-1.2%左右(行业标准≤2%)。
纵轴流式水稻联合收获机的脱粒滚筒轴向布置,这种结构设计起源于欧美,主要收获小麦、油菜及大豆。由于该结构滚筒设计的很长,目的就是减少损失(与上述双横置滚筒结构的目的相仿),但由于是纵置,即滚筒的旋转方向与作物的喂入方向成90°,不如水平横置结构的流畅,再加上挂接在脱粒室前的中间输送槽内的输送滚筒线速度不够即抛撒力不够,不足以使脱粒滚筒充分抓取禾秆,为弥补这一缺陷,纵置脱粒滚筒的喂入段均设计成锥形且带搅龙叶片,但效果仍不够理想,当收获高秆作物特别是倒伏、茎秆有病作物的特殊情况时,还是会发生脱粒滚筒喂入口堵塞现象。除此之外,还有一个较难解决的缺陷是清选损失明显高于横轴流式结构。原因是,脱粒滚筒既然纵置大大减少了宽度,相应振动筛的面积也大大减少了,再加上滚筒出口端落下的谷粒直接落在振动筛的后段,很容易被风吹走。为此,纵轴流装置的振动筛的调节叶片间隔往往设计的很大,虽然有效地缓解了这一不足,但也增加了含杂率。
根据以上分析,2米割幅以下的机型横置脱粒装置优于纵置,3米以上割幅的机型纵置脱粒装置优于横置,而2-3米割幅的机型横置与纵置均可。目前,国内一些履带式水稻联合收获机的性能、设计及制造水平已经达到了国际先进水平,并在东南亚地区畅销,是我国广大农户首选的机型。