摘要：脫粒裝置是聯(lián)合收割機(jī)的核心部件之一，它直接影響整機(jī)和其它部件的工作性能。參考國內(nèi)外各類脫粒分離、清選裝置的組成特點(diǎn)及改進(jìn)思路，分析了現(xiàn)階段各種梳脫式割前摘脫聯(lián)合收割機(jī)設(shè)計(jì)過程中存在的問題。結(jié)合當(dāng)前梳脫式聯(lián)合收割機(jī)上復(fù)脫分離、清選裝置的相關(guān)參數(shù)及工作環(huán)境，考慮到梳脫式聯(lián)合收割機(jī)收獲工藝與傳統(tǒng)全喂入、半喂入式聯(lián)合收割機(jī)的明顯不同，對(duì)割前摘脫聯(lián)合收割機(jī)上的復(fù)脫分離、清選裝置進(jìn)行了較系統(tǒng)的理論分析和試驗(yàn)研究。對(duì)提高我國現(xiàn)階段聯(lián)合收割機(jī)的工作性能，加速新老產(chǎn)品的更迭，以及新型脫粒裝置的研制具有很好的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

    隨著我國農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，廣大農(nóng)村對(duì)中小型稻麥聯(lián)合收獲機(jī)械的需求日益迫切。而現(xiàn)有的一些國產(chǎn)聯(lián)合收割機(jī)在收獲水稻時(shí)，糧食損失大于5%，谷物破碎的損傷率有的達(dá)9％以上，細(xì)微損傷達(dá)50%，且工作可靠性較差，平均無故障工作時(shí)間不到20h。因此，研究新的收獲工藝和方法對(duì)豐富、完善現(xiàn)有的收獲原理具有較高的理論價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。
    國外最先開始割前脫離的研究，其中研究歷史較長的有英國希爾索工程研究所、前蘇聯(lián)農(nóng)機(jī)研究所、菲律賓國際水稻研究所等。前蘇聯(lián)農(nóng)機(jī)研究院自從20世紀(jì)80年代初期就開始研究收獲新機(jī)，他們最先發(fā)明了旋轉(zhuǎn)滾筒摘穗裝置，其利用向后拋扔的方式將摘穗齒與作物進(jìn)行分離。該機(jī)械可扶起倒伏作物，并在兩個(gè)滾筒間隙中拉摘作物，利用滾筒的旋轉(zhuǎn)氣流輔助輸送摘脫物。由于前蘇聯(lián)的作物是貼地倒伏的，所以單滾筒梳脫裝置不能滿足其收獲要求。經(jīng)過多年研究，研制了雙滾筒型梳脫裝置，這種裝置對(duì)倒伏作物有一定的扶起作用，試驗(yàn)表明，大多數(shù)情況下，割臺(tái)損失率＜2%。
    美國希爾索研究所（SRI）研制的滾筒摘穗裝置，可在其滾筒和上罩、壓禾鼻之間產(chǎn)生定向的氣流，減少摘脫物飛濺損失且利于后向的輸送。此V型滾筒直徑為450 mm，上面裝有8排摘脫元件，生產(chǎn)率高出普通割臺(tái)40％～100%，但割臺(tái)損失較高。
    菲律賓國際水稻研究所長期從事水稻抨穗收獲機(jī)具的研究工作，先后開發(fā)了SG450型、ST600小型持穗脫粒機(jī)。
    從目前國外研究情況來看，割前脫粒聯(lián)合收獲機(jī)摘脫滾筒還存在以下缺點(diǎn)和不足之處：（1）低速作業(yè)時(shí)，損失成倍增加；（2）在脫粒過程中谷物損失較大，主要原因是梳刷齒桿對(duì)穗稈有一定的梳刷與沖擊；（3）摘脫割臺(tái)存在前伸量過大，操作不夠靈活的缺陷；（4）聯(lián)合收獲機(jī)無法加裝摟集裝置，水田作業(yè)時(shí)不能一次性完成脫粒、割草聯(lián)合作業(yè)；（5）水田的通過性能較差。
    基于當(dāng)前梳脫式聯(lián)合收割機(jī)復(fù)脫裝置設(shè)計(jì)上存在的問題，對(duì)其復(fù)脫裝置進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和理論研究，希望本文的研究能為此復(fù)脫裝置提供更科學(xué)且符合實(shí)際情況的設(shè)計(jì)建議，進(jìn)而提高整個(gè)收割機(jī)的適用性和可靠性，為我國農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

    1 復(fù)脫裝置的設(shè)計(jì)過程
    1.1工作原理
    脫粒機(jī)械作為一種常用的農(nóng)業(yè)機(jī)械，其內(nèi)部的工作環(huán)境復(fù)雜。割前脫粒機(jī)是一種新式、高效的收割機(jī)械，它可將田間站立狀態(tài)的水稻從穗頭部位摘脫下來，然后采用復(fù)脫、分離和清選的方法將谷粒從穗頭部位脫下來。
    梳脫式聯(lián)合收獲機(jī)的復(fù)脫分離裝置性能直接影響到谷物復(fù)脫時(shí)的脫凈率、破碎率、分離均勻性等。梳脫式聯(lián)合收獲機(jī)收獲時(shí)，經(jīng)梳脫割臺(tái)梳摘下來的混合物（自由籽粒、斷穗頭、穗枝權(quán)、雜余和短莖稈）與傳統(tǒng)的先切割莖稈后脫粒的收獲工藝（全喂入式或半喂入式）所得到的待脫物料相比有明顯的不同，因此建立復(fù)脫分離裝置的數(shù)學(xué)模型對(duì)于研究梳脫式聯(lián)合收獲機(jī)的復(fù)脫分離性能至關(guān)重要。
    1.2復(fù)脫裝置性能特點(diǎn)及相應(yīng)參數(shù)
    在梳脫式聯(lián)合收割機(jī)中，被高速旋轉(zhuǎn)的板齒梳脫下來的混合物（大部分是籽粒，小部分是斷穗頭、雜余和少量的短莖稈等）經(jīng)梳脫割臺(tái)攪龍由輸送槽喂入到復(fù)脫分離裝置進(jìn)行二次脫粒，然后從凹板篩中分離出籽粒，實(shí)現(xiàn)分離。梳脫混合物進(jìn)入復(fù)脫分離裝置進(jìn)行脫粒分離的過程大致可分為兩個(gè)部分。一部分是未被脫粒的斷穗頭在脫粒元件、凹板、頂蓋等的聯(lián)合作用下被二次脫粒；另一部分是己經(jīng)被脫下來的籽粒在繞復(fù)脫滾筒的螺旋運(yùn)動(dòng)中，隨機(jī)地從凹板篩中分離出來。
    經(jīng)過20多年的發(fā)展，梳脫式聯(lián)合收割機(jī)制造技術(shù)上已趨成熟。但梳脫式聯(lián)合收割機(jī)復(fù)脫分離裝置的設(shè)計(jì)基本是從全喂入式聯(lián)合收割機(jī)的軸流脫粒分離裝置改裝而來的。實(shí)際上，梳脫式聯(lián)合收割機(jī)的自身收獲機(jī)理與傳統(tǒng)型聯(lián)合收割機(jī)有很大差別，進(jìn)入其內(nèi)部的梳脫混合物（主要成分為短莖稈、未脫凈斷穗頭、已脫籽粒和雜余等）與全喂入式收割機(jī)的帶有長莖稈的谷物有著明顯區(qū)別。這就決定了梳脫式聯(lián)合收割機(jī)的復(fù)脫分離裝置與全喂入式聯(lián)合收割機(jī)的傳統(tǒng)型脫粒分離裝置應(yīng)采用不同的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
    梳脫式聯(lián)合收割機(jī)如采用傳統(tǒng)型軸流脫粒分離裝置，其整機(jī)的復(fù)脫分離結(jié)構(gòu)會(huì)變得較大，水稻帶柄率、斷穗率、破碎率及含雜率等軸向分離不均勻，損失率和夾帶損失率也會(huì)變得較高。影響梳脫式聯(lián)合收割機(jī)復(fù)脫分離工作性能的主要因素有：復(fù)脫滾筒的轉(zhuǎn)速、凹板的類型與篩孔的尺寸、復(fù)脫滾筒的結(jié)構(gòu)類型及尺寸、復(fù)脫（凹板）間隙、頂距（滾筒外緣到滾筒頂蓋間的距離）的大小、頂蓋導(dǎo)向板的高度和角度。

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