玉米是我國(guó)主要的農(nóng)作物之一, 全國(guó)種植面積近2 500 萬(wàn)公頃, 主要分布在東北、華北和西北等地區(qū)。長(zhǎng)期以來(lái), 由于各地區(qū)的玉米種植行距不統(tǒng)一, 收獲工藝不同, 以及玉米價(jià)格偏低、機(jī)收成本高、機(jī)器可靠性和適應(yīng)性差等諸多因素, 嚴(yán)重影響了玉米收獲機(jī)械在我國(guó)的推廣使用。

 

　　國(guó)內(nèi)玉米收獲機(jī)械產(chǎn)品現(xiàn)狀

 

　　我國(guó)玉米收獲機(jī)械的研制走過(guò)了艱難的歷程, 從20 世紀(jì)70 年代全國(guó)只有1 家企業(yè)能批量生產(chǎn)1 種型號(hào)的玉米收獲機(jī),到現(xiàn)在已有近60 家企業(yè)研制開(kāi)發(fā)出不同型號(hào)的多種玉米聯(lián)合收獲機(jī)械。其中有些機(jī)型已經(jīng)進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段, 但大多數(shù)企業(yè)還處在研制開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)階段。我國(guó)生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)按收獲工藝可分為兩種: 摘穗―剝皮―果穗收集―莖稈粉碎還田( 或收集) 、摘穗―果穗收集―莖稈粉碎還田( 或收集) 。根據(jù)這兩種收獲工藝研制的機(jī)型有自走式、牽引式和懸掛式3 種, 每種機(jī)型各有其特點(diǎn)。

 

　　自走式機(jī)型具有自行開(kāi)道的功能, 生產(chǎn)效率高。目前研制生產(chǎn)的有2 行、3 行和4 行機(jī), 其中3 行機(jī)型的品種最多。自走式機(jī)型的發(fā)動(dòng)機(jī)功率為44～110 千瓦, 能適應(yīng)的玉米收獲行距為60～70 厘米, 玉米割臺(tái)的主要摘穗部件都采用摘穗板、拉莖輥結(jié)構(gòu)。2 行和3 行機(jī)一般具有摘穗、果穗收集、莖稈粉碎還田功能, 有的3 行和4 行機(jī)在此基礎(chǔ)上增加了剝皮和莖稈回收功能。4 行機(jī)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜, 其中由中國(guó)農(nóng)機(jī)院研制的“八五”重點(diǎn)項(xiàng)目4YZ- 4 型機(jī), 是目前我國(guó)收獲工藝最完善的玉米聯(lián)合收獲機(jī), 具有摘穗、剝皮、果穗裝車(chē)、莖稈收集切碎并拋送至青飼掛車(chē)或拋撒田間的功能。該機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率為110 千瓦, 每行程能收4 行玉米, 行距70 厘米, 割臺(tái)采用雙層結(jié)構(gòu), 既可收獲玉米果穗, 又可收集玉米莖稈。玉米果穗被剝皮后送至掛車(chē), 玉米莖稈則由切碎滾筒切碎并拋送, 拋送筒可旋轉(zhuǎn)180 度, 控制拋撒范圍和距離, 底盤(pán)采用5 擋無(wú)級(jí)變速裝置, 可覆蓋作業(yè)時(shí)所需的全部速度, 采用獨(dú)立的液壓系統(tǒng)和電器系統(tǒng), 由駕駛員一人控制機(jī)器的一切操作, 該機(jī)還在國(guó)內(nèi)首次采用了自動(dòng)掛接裝置。在自走式機(jī)型方面, 我國(guó)的玉米收獲機(jī)多數(shù)是采用小麥聯(lián)合收獲機(jī)的現(xiàn)有底盤(pán), 由于受原機(jī)構(gòu)的限制, 但多機(jī)器總體設(shè)計(jì)不夠合理, 存在先天不足。另外, 由于國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能不夠穩(wěn)定, 液壓件、傳動(dòng)件等工作不可靠, 產(chǎn)品零部件加工手段落后以及裝配質(zhì)量粗糙等原因, 使整機(jī)的性能和可靠性都受到嚴(yán)重影響。

 

　　牽引式機(jī)型與拖拉機(jī)配套使用, 適合在大面積地塊作業(yè)。由中國(guó)農(nóng)機(jī)院和黑龍江省趙光機(jī)械廠共同研制的4YW- 2 機(jī)型是我國(guó)惟一長(zhǎng)期堅(jiān)持生產(chǎn)的玉米收獲機(jī),該機(jī)可與55.8 千瓦拖拉機(jī)配套使用, 每行程收2 行, 行距70 厘米, 具有摘穗、剝皮、果穗裝車(chē)、莖稈粉碎還田或收集功能。經(jīng)過(guò)多年不斷的完善改進(jìn), 已從4YW- 2A 發(fā)展到4YW- 2G 等7 種機(jī)型, 可滿(mǎn)足不同的收獲工藝要求。目前, 牽引機(jī)型存在作業(yè)時(shí)機(jī)組太長(zhǎng)、轉(zhuǎn)彎半徑大, 而且收獲前要預(yù)先開(kāi)道等問(wèn)題。

 

　　懸掛式機(jī)型是我國(guó)近年來(lái)自行研制的產(chǎn)品, 有1～3 行機(jī)型, 可分別與不同型號(hào)的拖拉機(jī)配套使用。這種機(jī)型的特點(diǎn)是收獲結(jié)束后不占用動(dòng)力, 拖拉機(jī)可繼續(xù)使用,具有小巧靈活、價(jià)格低等特點(diǎn), 適合在農(nóng)村小面積田塊作業(yè)。懸掛機(jī)型的收獲工藝一般為摘穗―果穗裝箱―莖稈粉碎還田。1行機(jī)多為側(cè)懸掛式, 可與11～22 千瓦小四輪拖拉機(jī)配套作業(yè)。摘穗部件采用摘穗輥結(jié)構(gòu), 能適應(yīng)不同的玉米種植行距, 但缺點(diǎn)是收獲時(shí)不能自行開(kāi)道。2 行機(jī)有側(cè)懸掛與正懸掛之分, 側(cè)懸掛機(jī)型存在與1 行機(jī)相同的開(kāi)道問(wèn)題。2 行機(jī)的配套動(dòng)力多為50 型拖拉機(jī), 摘穗部件有摘穗輥和摘穗板兩種結(jié)構(gòu)。3 行機(jī)型基本采用正懸掛配置,摘穗部件為摘穗板、拉莖輥結(jié)構(gòu), 配套動(dòng)力為60、70 或80 型拖拉機(jī)。在牽引式和懸掛式機(jī)型方面, 由于受?chē)?guó)產(chǎn)拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)、功率、懸掛系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)等因素的限制, 也影響了整機(jī)的合理設(shè)計(jì), 降低了玉米收獲機(jī)的性能和使用功能。在自動(dòng)化程度方面, 由于國(guó)產(chǎn)玉米收獲機(jī)以實(shí)用為主, 主要考慮降低制造成本, 對(duì)自動(dòng)化要求不高, 因此明顯落后于國(guó)外產(chǎn)品。目前,在已研制的機(jī)型中還有可靠性差、效率低、對(duì)作物的不同行距適應(yīng)能力不強(qiáng)等問(wèn)題,個(gè)別機(jī)型的損失率和破碎率還有待進(jìn)一步降低。

 

　　國(guó)外玉米收獲機(jī)械應(yīng)用現(xiàn)狀

 

　　國(guó)外玉米收獲機(jī)的研究與生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟, 目前美國(guó)、德國(guó)、烏克蘭、俄羅斯等西方國(guó)家, 玉米的收獲( 包括籽粒和秸稈青貯) 已基本實(shí)現(xiàn)了全部機(jī)械化作業(yè)。由于其種植方式多為一年一季種植, 收獲時(shí)玉米籽粒的含水率很低, 大多數(shù)國(guó)家均采用玉米摘穗并直接脫粒的收獲方式。如美國(guó)的John Deere 公司、case 公司、德國(guó)的Mengle 公司、道依茨公司等的玉米聯(lián)合收獲機(jī), 絕大部分是在小麥聯(lián)合收獲機(jī)上換裝玉米割臺(tái), 并通過(guò)調(diào)節(jié)脫粒滾筒的轉(zhuǎn)速和脫粒間隙進(jìn)行玉米的聯(lián)合收獲, 主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)特點(diǎn)。

 

　　1.　在保證良好性能的前提下, 向高效、大型、大功率、大割幅、大喂入量和高速發(fā)展喂入量已由一般的5～6 千克/秒發(fā)展到10～12 千克/秒所配發(fā)動(dòng)機(jī)的功率最大到243 千瓦, 正在研發(fā)的有276 千瓦; 割臺(tái)最大割幅已超過(guò)9 米。配谷物聯(lián)合收割機(jī)的玉米割臺(tái)由收割4～6 行發(fā)展到收割8行。發(fā)動(dòng)機(jī)功率為19 千瓦。最高作業(yè)速度超過(guò)3.6 千米/小時(shí)。

 

　　2.　向擴(kuò)大機(jī)器的通用性和提高適應(yīng)性發(fā)展除發(fā)展多種專(zhuān)用割臺(tái)( 大豆、玉米、向日葵、水稻或捋穗型割臺(tái)) 外, 同一臺(tái)機(jī)器還可配不同割幅的割臺(tái)以適應(yīng)不同作物和不同單產(chǎn)的需要; 改進(jìn)機(jī)體結(jié)構(gòu)( 如收割臺(tái)的仿型機(jī)構(gòu)、清糧室的自動(dòng)調(diào)平裝置等) ,使其更好地適應(yīng)不同作物和傾斜地面; 行走裝置配置多種寬度的輪胎、履帶, 以提高工作的適應(yīng)能力。

 

　　3.　對(duì)保持收獲中低損失率、高清潔度的主要工作部件的研究更為深入新型脫粒分離裝置的研究, 以提高生產(chǎn)率, 減少谷粒損失為目標(biāo), 是現(xiàn)代玉米聯(lián)合收割機(jī)最主要的發(fā)展趨勢(shì)。在傳統(tǒng)的紋桿切流滾筒及鍵式逐鎬器的脫粒分離裝置之后, 雙滾筒橫置的軸流式結(jié)構(gòu)廣為應(yīng)用,繼而又研制了單滾筒或雙滾筒縱置的軸流式脫粒分離結(jié)構(gòu), 大大提高了脫粒率。

 

　　4.　新材料和先進(jìn)制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用使產(chǎn)品性能更好, 可靠性更高將玉米聯(lián)合收割機(jī)機(jī)架、割臺(tái)體加大壁厚或加強(qiáng)骨架, 用大直徑薄壁鋼管作軸,紋桿進(jìn)行表面硬化處理; 各種聯(lián)合收割機(jī)在易堵塞的部件上設(shè)置各種快速切離的安全裝置, 傳動(dòng)膠帶采用新的結(jié)構(gòu)和材料; 切割裝置都進(jìn)行8 小時(shí)以上磨合試驗(yàn)和升溫運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn); 重要工作部件裝機(jī)前的磨合試驗(yàn)或試運(yùn)轉(zhuǎn), 整機(jī)檢驗(yàn)項(xiàng)目達(dá)100～700項(xiàng), 嚴(yán)格保證體系, 使聯(lián)合收割機(jī)的首次無(wú)故障時(shí)間由原來(lái)的50 小時(shí)提高到70～100小時(shí)。

 

　　5. 　廣泛應(yīng)用機(jī)電一體化和自動(dòng)化技術(shù), 向舒適性、使用安全性、操作方便性方向發(fā)展為改善駕駛員工作條件, 普遍裝有現(xiàn)代化的密閉駕駛室以隔熱、隔噪音; 轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)速、收割機(jī)切割高度、谷物損失量、糧箱填充量、排草堵塞等配有信息顯示; 自控裝置包括自動(dòng)對(duì)行、割茬高度自動(dòng)調(diào)節(jié), 自動(dòng)控制車(chē)速, 自動(dòng)停車(chē)等; 安全生產(chǎn)的警報(bào)輸出和互鎖補(bǔ)償系統(tǒng)有故障警報(bào)、信號(hào)報(bào)警或語(yǔ)音報(bào)警、啟動(dòng)耳鎖、單柄操作互鎖、運(yùn)輸與收獲互鎖等功能。

 

　　6.　向智能化收獲機(jī)發(fā)展集全球衛(wèi)星定位系統(tǒng), 地理信息系統(tǒng)和遙感系統(tǒng)于一身的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)在智能化玉米收割機(jī)上的應(yīng)用是當(dāng)今收獲機(jī)械化最新、最重要的技術(shù)發(fā)展。通過(guò)以上的比較不難發(fā)現(xiàn), 我國(guó)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)械的現(xiàn)狀跟國(guó)外一些先進(jìn)技術(shù)相比還有相當(dāng)大的差距, 我國(guó)的科研人員在機(jī)器的制造質(zhì)量和可靠性、發(fā)展模式及如何使農(nóng)藝和農(nóng)機(jī)相結(jié)合等科研課題上, 應(yīng)該有很大的發(fā)展空間。