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第八章+玉米联合收获机械_图文

第八章+玉米联合收获机械_图文

第八章

玉米联合收获机械

Maize harvesting machine

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第八章
第一节 概述

玉米联合收获机械

Maize harvesting machine

第二节 玉米联合收获机和玉米割台 第三节 摘穗器 第四节 剥皮装置和茎杆粉碎装置 第五节 我国玉米联合收获机发展及现状

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第一节 概述
一、玉米收获的特点 二、机械化收获玉米的方法 三、国内外玉米收获机械的发展概况

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一、玉米收获的特点
年种植面积约0.24亿hm2; 年种植面积约0 24亿 我国三大玉米产区: 我国三大玉米产区: 北方产区(辽、吉、黑、冀等省),播种面积占40%; 北方产区( 冀等省) 播种面积占40% 40 黄淮海平原产区,包括鲁、豫、苏等省,播种面积占25%; 黄淮海平原产区,包括鲁、 苏等省,播种面积占25% 25 西南丘陵玉米区,包括云、黔等省,播种面积占15%。 西南丘陵玉米区,包括云、黔等省,播种面积占15% 15 由于其种植范围很广,各地作物品种和气候条件不同,以及农 由于其种植范围很广, 各地作物品种和气候条件不同, 艺作业方法的差异,收获时的玉米茎秆和籽粒水分差别较大。气候 艺作业方法的差异, 收获时的玉米茎秆和籽粒水分差别较大。 干燥地区,玉米茎秆和籽粒含水量较小,果穗上的苞叶干软、膨松, 干燥地区, 玉米茎秆和籽粒含水量较小, 果穗上的苞叶干软、 膨松, 果穗易于摘落和剥皮,一般可将果穗直接脱粒。但在低温多雨地区, 果穗易于摘落和剥皮, 一般可将果穗直接脱粒。 但在低温多雨地区, 茎秆和籽粒含水量较大(30%以上),果穗上的苞叶青湿,一般要 茎秆和籽粒含水量较大( 30% 以上) 果穗上的苞叶青湿, 求先摘掉果穗并剥皮晾晒,直到水分下降到一定程度时方可脱粒。 求先摘掉果穗并剥皮晾晒, 直到水分下降到一定程度时方可脱粒。 在脱粒时如水分过大,将造成籽粒大量破碎,难以保管,如不能及 在脱粒时如水分过大, 将造成籽粒大量破碎, 难以保管, 时烘干,会霉烂变质。 时烘干,会霉烂变质。

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二、机械化收获玉米的方法
(一)分段收获法:分段收获有两种不同的作业程序: 分段收获法:分段收获有两种不同的作业程序: 用割晒机将玉米割倒、铺放,经几天晾晒后, (1)用割晒机将玉米割倒、铺放,经几天晾晒后,待籽粒湿度降 20-22% 用机械或人工摘穗和剥皮, 到 20 - 22 % , 用机械或人工摘穗和剥皮 , 然后运至场上用脱粒机 脱粒。 脱粒。

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二、机械化收获玉米的方法
用摘穗机在玉米生长状态下进行摘穗( (2)用摘穗机在玉米生长状态下进行摘穗(称为站 秆摘穗) 然后将果穗运到场上, 秆摘穗 ) , 然后将果穗运到场上 , 用剥皮机进行剥 皮而后脱粒, 或将果穗直接脱粒。 皮而后脱粒 , 或将果穗直接脱粒 。 茎秆用机器切碎 或圆盘耙耙碎还田。 或圆盘耙耙碎还田。

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二、机械化收获玉米的方法
(二)联合收获法: 联合收获法: 联合收获法有几种不同的收获工艺: 联合收获法有几种不同的收获工艺: 用玉米联合收获机,一次完成摘穗、剥皮(或脱粒, (1)用玉米联合收获机,一次完成摘穗、剥皮(或脱粒,此 时籽粒湿度应为25%-29%)、茎秆放铺或切碎抛撒还田等项作 时籽粒湿度应为25% 29% 25 然后将不带苞叶的果穗运到场上,经晾晒(或不经晾晒) 业,然后将不带苞叶的果穗运到场上,经晾晒(或不经晾晒)后 进行脱粒。 进行脱粒。

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二、机械化收获玉米的方法
该机特点: 该机特点: 1、拉茎辊—摘穗板组合式玉米 拉茎辊— 割台,籽粒损失少; 割台,籽粒损失少; 采用风机清选结构, 2、采用风机清选结构,果穗箱 清洁度高; 清洁度高; 采用先进的4组固定— 3、采用先进的4组固定—浮动 果穗压送机构,4组8对铁辊— 果穗压送机构, 对铁辊— 胶辊剥皮辊,剥皮率更高; 胶辊剥皮辊,剥皮率更高; 4、行走采用无级变速,提高劳 、行走采用无级变速, 动生产率; 动生产率; 5、液压翻转自卸大粮箱; 液压翻转自卸大粮箱; 6、还田型秸杆切碎机,可随地形自由浮动;回收型秸杆切碎机,可 还田型秸杆切碎机,可随地形自由浮动;回收型秸杆切碎机, 把切碎秸杆抛至拖车,满足不同作业需求。 把切碎秸杆抛至拖车,满足不同作业需求。
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二、机械化收获玉米的方法
(2)用谷物联合收获机换装玉米割台,一次完成摘穗、剥皮 用谷物联合收获机换装玉米割台,一次完成摘穗、 (脱粒、分离和清选)等项作业。在地里的茎秆用其他机械切 脱粒、分离和清选)等项作业。 碎还田,有的玉米割台装有切割器,先将玉米割倒, 碎还田,有的玉米割台装有切割器,先将玉米割倒,并整株喂 入联合收获机的脱粒装置进行脱粒、分离和清选。 入联合收获机的脱粒装置进行脱粒、分离和清选。 (3)用割晒机(或人工)将玉米割倒,并放成人字形条铺,经 用割晒机(或人工)将玉米割倒,并放成人字形条铺, 几天晾晒后,用装有拾禾器的谷物联合收获机拾禾脱粒。 几天晾晒后,用装有拾禾器的谷物联合收获机拾禾脱粒。

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二、机械化收获玉米的方法

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三、国内外玉米收获机械的发展概况
(一)国内情况 70年代以来 生产了两种玉米联合收获机(4YW- 4YL- 年代以来, 70年代以来,生产了两种玉米联合收获机(4YW-2;4YL-2) 并研制了玉米割台; 并研制了玉米割台; 80年代以来研制了青贮玉米联合收获机及小型单行玉米联合 80年代以来研制了青贮玉米联合收获机及小型单行玉米联合 收获机等。 收获机等。 90年代随着小麦联合收割机的进一步成熟和跨地区生产作业 90年代随着小麦联合收割机的进一步成熟和跨地区生产作业 大大提高机具使用率给农机户带来的丰厚利润, 大大提高机具使用率给农机户带来的丰厚利润,在小麦联合收割 机大发展的带动下,玉米联合收获机的开发、 机大发展的带动下,玉米联合收获机的开发、研制和生产形成了 一定的高潮,主要机型有4YW 4YW- 悬挂式)、4YW- 悬挂式)、 )、4YW 一定的高潮,主要机型有4YW-1(悬挂式)、4YW-2(悬挂式)、 4YZ— 4YZ- 4YZ—3、4YZ-4等。这些机具主要是与小型四轮和中型轮式拖拉 机悬挂配套。 机悬挂配套。

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三、国内外玉米收获机械的发展概况
(二)国外情况 在机械化程度较高的欧洲和美洲的某些国家, 在机械化程度较高的欧洲和美洲的某些国家,用机械收获玉 米已有20~70年的历史,一般到50年代和60年代已基本实现了玉 米已有20~70年的历史,一般到50年代和60年代已基本实现了玉 20 年的历史 50年代和60 米收获机械化,他们所走过的道路大致相同, 米收获机械化,他们所走过的道路大致相同,即先推广玉米收割 机、剥皮机和脱粒机;继而发展玉米摘穗机和玉米联合收获机。 剥皮机和脱粒机;继而发展玉米摘穗机和玉米联合收获机。 近年来由于谷物烘干设备的大量采用,玉米割台的迅速推广, 近年来由于谷物烘干设备的大量采用,玉米割台的迅速推广,多 用谷物联合收获机直接收获玉米籽粒。 用谷物联合收获机直接收获玉米籽粒。 目前国外的玉米联合收获机主要有两种机型,一种是俄罗斯 目前国外的玉米联合收获机主要有两种机型, 生产的KCKy- 型玉米联合收获机;一种是美国、 生产的KCKy-6型玉米联合收获机;一种是美国、德国等农机企 KCKy 业生产的大马力联合收获机配用的玉米摘穗台。 业生产的大马力联合收获机配用的玉米摘穗台。
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第二节

玉米联合收获机和玉米割台

一、纵卧辊式玉米联合收获机 二、立辊式玉米联合收获机 三、两种机型性能比较 四、其他形式玉米收获机介绍(非教材内容) 其他形式玉米收获机介绍(非教材内容) 五、玉米割台

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一、纵卧辊式玉米联合收获机
玉米联合收获机有自走式、悬挂式和牵引式三种机型。 玉米联合收获机有自走式、悬挂式和牵引式三种机型。一 般有以下三种: 般有以下三种: 收获行距:450收获行距:450-800mm 工作幅宽:1650工作幅宽:1650-1800mm 摘穗辊结构形式纵卧式 最小留茬高度: 最小留茬高度:50mm 摘穗高度: 摘穗高度:450mm 脱净率: 98% 脱净率:≥98% 籽粒破碎率: 籽粒破碎率:≤1% 果穗损失率: ≤ 3% 果穗损失率: 秸秆切碎合格率: 90% 秸秆切碎合格率:≥90% 生产效率: 生产效率:4-8亩/小时
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一、纵卧辊式玉米联合收获机
福田谷神 4YD— 4YD—2背负式玉 米收获机。 米收获机。该机 采用液压传动装 结构简单、 置,结构简单、 效率高, 效率高,行距可 调,摘穗台可整 体横向移动, 体横向移动,适 应各种农艺要求, 应各种农艺要求, 是国内同类玉米 联合收割机的升 级产品。 级产品。

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一、纵卧辊式玉米联合收获机
4YW4YW-2型玉米联合收获机是 河南科技大学和郑州航天机械 制造有限公司联合研制。 制造有限公司联合研制。该机 采用双行卧式摘穗装置, 采用双行卧式摘穗装置,可一 次性完成摘穗,输送装箱, 次性完成摘穗,输送装箱,秸 杆粉碎还田等田间作业。 杆粉碎还田等田间作业。 该机与拖拉机采用倒开配置, 该机与拖拉机采用倒开配置, 即拖拉机倒开作业, 即拖拉机倒开作业,既解决玉 米收获机割台过重的难题, 米收获机割台过重的难题,又 简化了机组传动机构, 简化了机组传动机构,并且视 业开阔,操作灵活。 业开阔,操作灵活。 该机具有结构紧凑合理,重量轻性能稳定可靠,生产效率高, 该机具有结构紧凑合理,重量轻性能稳定可靠,生产效率高,果穗箱 容量大等优点,该机采用新型的茎杆切碎刀具,降低了功耗, 容量大等优点,该机采用新型的茎杆切碎刀具,降低了功耗,实现了小型 拖拉机对两行玉米的联合作业。 拖拉机对两行玉米的联合作业。 20112011-5-9

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一、纵卧辊式玉米联合收获机
该机与苏产拖拉机配套, 该机与苏产拖拉机配套, 配套动力110kW 一次收获3 110kW, 配套动力110kW,一次收获3 行玉米, 完成摘穗、 行玉米,可同时 完成摘穗、 剥皮、 剥皮、果穗装车及秸秆切碎 输送作业; 输送作业; 存在的问题: 存在的问题: 我国73.6kW 73.6kW以上拖拉机保 ①我国73.6kW以上拖拉机保 有量少,配套动力不易满足; 有量少,配套动力不易满足; 该机是牵引式收获机, ②该机是牵引式收获机,田 间作业需人工开工艺道, 间作业需人工开工艺道,要 有拖拉机装果穗的拖斗, 有拖拉机装果穗的拖斗,需 要很大的转弯地头, 要很大的转弯地头,适用 于较大地块使用。 于较大地块使用。

乌克兰生产KKП- 乌克兰生产KKП-3型牵引式玉米联合收获机 KKП

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一、纵卧辊式玉米联合收获机
斯诺文尼亚玉米收获机

作业效率高,剥 作业效率高, 皮干净,谷物破损率 皮干净, 低,拖拉机动力消耗 小,谷物箱通过液压 控制,设备重心低, 控制,设备重心低, 稳定性好,所有功能 稳定性好, 都可以根据作物的生 长状况进行调节,适 长状况进行调节, 应范围广。 应范围广。

在剥皮器上面安装风扇和齿轮箱确保玉米剥皮更干净,STAR在剥皮器上面安装风扇和齿轮箱确保玉米剥皮更干净,STARSTAGE产生的简易气流确保滚筒的清洁 剥皮机顶盖中央调控, 产生的简易气流确保滚筒的清洁, STAGE产生的简易气流确保滚筒的清洁,剥皮机顶盖中央调控,重心 低确保了设备的灵活性,维修保养方便。 低确保了设备的灵活性,维修保养方便。
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一、纵卧辊式玉米联合收获机

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一、纵卧辊式玉米联合收获机
一般为两/三行牵引式,站秆摘穗。国产4YW- 一般为两/三行牵引式,站秆摘穗。国产4YW-2为纵卧辊式玉 4YW 米联合收获机,由分禾器、拨禾链、摘穗辊、果穗第一升运器、 米联合收获机,由分禾器、拨禾链、摘穗辊、果穗第一升运器、除 茎器、剥皮装置、果穗第二升运器、苞叶螺旋、 茎器、剥皮装置、果穗第二升运器、苞叶螺旋、籽粒回收螺旋和茎 秆切碎刀等组成。 秆切碎刀等组成。 其工作过程: 其工作过程:分禾器从根部将禾秆扶正并引向带有拨齿的拨 禾链,链分三层单排配置(机器外侧一排较长, 禾链,链分三层单排配置(机器外侧一排较长,机器内侧两排较 ),将茎秆扶持并引向摘穗辊 摘穗辊为纵向倾斜配置, 将茎秆扶持并引向摘穗辊。 短),将茎秆扶持并引向摘穗辊。摘穗辊为纵向倾斜配置,每行一 相对向里转动,前端为带螺纹的锥体,起导禾作用; 对,相对向里转动,前端为带螺纹的锥体,起导禾作用;中部为带 螺纹的圆柱体,起摘穗作用;后段为深槽状圆柱体, 螺纹的圆柱体,起摘穗作用;后段为深槽状圆柱体,将上部剩余或 拉断的茎秆拉下或咬断,以防阻塞。 拉断的茎秆拉下或咬断,以防阻塞。两辊在回转中将禾秆引向摘辊 间隙之中,并不断向下方拉送。 间隙之中,并不断向下方拉送。由于果穗直径较大通不过间隙而被 摘落。摘下的果穗由摘辊上方滑向中央第一升运器中。 摘落。摘下的果穗由摘辊上方滑向中央第一升运器中。果穗经升运 器被运到上方,并滑落到剥皮装置中。 器被运到上方,并滑落到剥皮装置中。

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一、纵卧辊式玉米联合收获机

剥皮装置 1.下剥皮辊 2.上剥皮辊 3.除茎器 4.压送器 5.隔离杆 1.下剥皮辊 2.上剥皮辊 3.除茎器 4.压送器 5.隔离杆

经过摘辊碾压后的茎秆,其上部多已被撕碎或折断, 经过摘辊碾压后的茎秆,其上部多已被撕碎或折断,基部约 有1m长左右仍站立在田间。在机器的后方设有横置卧式甩刀式 1m长左右仍站立在田间。 长左右仍站立在田间 切碎刀,将残存的茎秆切碎并抛撒于地面。 切碎刀,将残存的茎秆切碎并抛撒于地面。

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二、立辊式玉米联合收获机
黑龙江省东兴永继 农机制造有限责任公司 生产的4YL-4玉米收获 生产的4YL- 4YL 机,一次完成玉米的摘 穗、秸秆切碎、剥皮、 秸秆切碎、剥皮、 集仓等全过程, 集仓等全过程,具有操 作简单、安全耐用、 作简单、安全耐用、容 易维修等特点, 易维修等特点, 可以减轻农民劳动强度,提高劳动生产率,变秸秆为青肥, 可以减轻农民劳动强度,提高劳动生产率,变秸秆为青肥,有效 增强土壤肥力,促进农作物增产、增收,同时减少环境污染。 增强土壤肥力,促进农作物增产、增收,同时减少环境污染。

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二、立辊式玉米联合收获机
鞍山海虹工程机械有限公司

“海虹 4YZL— 4YZL—4自走式 立辊型玉米联合 收获机” 收获机” 国家 发明专利产品。 发明专利产品。 该产品与目前国 内同类机械相比, 内同类机械相比, 具有操作方便、 具有操作方便、 转弯半径小、 转弯半径小、损 失小、 失小、适用范围 广泛等突出特点。 广泛等突出特点。

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二、立辊式玉米联合收获机
它一般为两行或三行牵引式( 4YL- 为两行,丰收- 它一般为两行或三行牵引式(如4YL-2为两行,丰收-3 为三行),割秆后摘穗,并将茎秆放铺/切碎。 为三行),割秆后摘穗,并将茎秆放铺/切碎。 ),割秆后摘穗 4YL- 玉米联合收获机由分禾器、拨禾链、圆盘式切割器、 4YL-2玉米联合收获机由分禾器、拨禾链、圆盘式切割器、 喂入链、摘穗器、放铺台、果穗第一升运器、剥皮装置、果穗 喂入链、摘穗器、放铺台、果穗第一升运器、剥皮装置、 第二升运器、苞叶输送螺旋、 第二升运器、苞叶输送螺旋、籽粒回收螺旋和挡禾板等组成 (见下图)。其工作过程:分禾器(图12-5)将禾秆从根部 见下图)。其工作过程:分禾器( 12- )。其工作过程 扶正并引向拨禾链。拨禾链将禾秆推向圆盘式切割器。 扶正并引向拨禾链。拨禾链将禾秆推向圆盘式切割器。当茎秆 被割断后,在切割器和拨禾链的配合作用下送向喂入链。 被割断后,在切割器和拨禾链的配合作用下送向喂入链。喂入 链将茎秆夹紧并送向摘穗辊的间隙中,将穗摘下。 链将茎秆夹紧并送向摘穗辊的间隙中,将穗摘下。
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二、立辊式玉米联合收获机

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二、立辊式玉米联合收获机
摘穗辊为斜立式(垂直线倾斜25?)。每行有两对摘辊, 摘穗辊为斜立式(垂直线倾斜25?)。每行有两对摘辊,一般前 25?)。每行有两对摘辊 辊呈螺旋凸棱形表面,主要起摘穗作用,称为摘穗辊; 辊呈螺旋凸棱形表面,主要起摘穗作用,称为摘穗辊;后辊呈多梭形 表面,主要起拉引茎秆的作用,称为拉茎辊。 表面,主要起拉引茎秆的作用,称为拉茎辊。茎秆在摘辊的碾压作用 下向后方移动。由于挡禾板的阻挡, 下向后方移动。由于挡禾板的阻挡,使禾秆向垂直于辊轴方向旋转并 抛出。已摘下的果穗落入果穗第一升运器。升运至剥皮机构, 抛出。已摘下的果穗落入果穗第一升运器。升运至剥皮机构,茎秆落 入后方的放铺台,台上带拨齿的链条将茎秆间断地堆放到地面。 入后方的放铺台,台上带拨齿的链条将茎秆间断地堆放到地面。若需 茎秆还田时,可将放铺台拆下,换装切碎器,将茎秆切碎并抛撒还田。 茎秆还田时,可将放铺台拆下,换装切碎器,将茎秆切碎并抛撒还田。 它的剥皮装置与前述的机型类似, 它的剥皮装置与前述的机型类似,已剥去苞叶的果穗经第二升运 器与回收籽粒一起送入后方的拖车。 器与回收籽粒一起送入后方的拖车。

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三、两种机型性能比较
上述两种类型的玉米联合收获机在条件适宜的情况下工作性能基本 相同: 相同: 损失率为2%以下; 损失率为2%以下; 2%以下 落地漏摘果穗损失约2~3%; 落地漏摘果穗损失约2 总损失为4 总损失为4~5%; 籽粒破碎率为7 10%; 籽粒破碎率为7~10%; 苞叶的剥净率为80%以上。 苞叶的剥净率为80%以上。 80

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三、两种机型性能比较
但在条件较差的情况下,则各有特点: 但在条件较差的情况下,则各有特点: 一般在玉米青湿、植株密度较大、杂草较多情况下, 一般在玉米青湿、植株密度较大、杂草较多情况下,立 辊式玉米收获机故障较多,在摘辊处易发生堵塞, 辊式玉米收获机故障较多,在摘辊处易发生堵塞,而倾斜卧 辊式玉米收获机则适应性较强,故障较少; 辊式玉米收获机则适应性较强,故障较少; 在收获结穗部位较低的果穗时, 在收获结穗部位较低的果穗时,则立辊式机型比卧辊式 机型的漏摘果穗损失率较小。此外, 机型的漏摘果穗损失率较小。此外,立辊式机型能够进行茎 秆放铺和收集,而卧辊式机型则不能放铺茎秆。 秆放铺和收集,而卧辊式机型则不能放铺茎秆。

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四、其他形式的玉米联合收获机
河南新乡市花溪机械制造有 限公司制造 特点: 特点: 脱粒成籽,切割、输送、 脱粒成籽,切割、输送、 脱粒、清选、 脱粒、清选、秸秆切碎还田 一次性完成,割幅宽、 一次性完成,割幅宽、割茬 低、作业效率高,每小时可 作业效率高, 收割玉米5-8亩,每班可收割 收割玉米5 玉米50亩以上,破碎率、 玉米50亩以上,破碎率、丢 50亩以上
“花溪玉田”牌4YZT-2008款玉米籽粒收获机 花溪玉田” 4YZT-2008款玉米籽粒收获机

籽率和秸秆粉碎合格率远远 优于国家标准。 优于国家标准。

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四、其他形式的玉米联合收获机

4QZ-5.0型自走式青贮饲料收获机 4QZ-5.0型自走式青贮饲料收获机 北京市德乐机械厂 意大利青饲收获机 意大利青饲收获机

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五、玉米割台
(一)使用条件 玉米割台是与谷物联合收获机配套用于直接收获玉米籽粒的 专用装置。用玉米割台收获玉米,效率较高、工艺较简单, 专用装置。用玉米割台收获玉米,效率较高、工艺较简单,是一 种先进的收获方法。但必须具备下列条件,否则不宜采用。 种先进的收获方法。但必须具备下列条件,否则不宜采用。 (1)玉米品种应具有成熟度基本一致的特点,收获时籽粒含水量 玉米品种应具有成熟度基本一致的特点, 在32%以下,以25-29%为好。 32%以下, 25-29%为好。 (2)应具有充足的烘干设备,能在收获后及时地将籽粒含水量降 应具有充足的烘干设备, 到15%以下,以便储藏。 15%以下,以便储藏。

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五、玉米割台
玉米割台的收获行数,根据谷物联合收获机的生产能力而定, 玉米割台的收获行数,根据谷物联合收获机的生产能力而定, 一般有四行、六行和八行等几种。其构造大体相同,由分禾器、 一般有四行、六行和八行等几种。其构造大体相同,由分禾器、拨 禾链、拉茎辊、摘穗板、清除刀、 禾链、拉茎辊、摘穗板、清除刀、果穗螺旋和链耙式升运器等组成 (图12-6)。其工作过程如下: 12- )。其工作过程如下: 其工作过程如下 (二)构造与工作过程

玉米割台 1.分禾器 2.拨禾链 3.拉茎杆 4.摘穗板 5.清除刀 6.果穗螺旋 7.链耙升运器 1.分禾器 2.拨禾链 3.拉茎杆 4.摘穗板 5.清除刀 6.果穗螺旋 7.链耙升运器

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五、玉米割台
分禾器从根部将禾秆扶正并导向拨禾链(两组相对回转)。拨 分禾器从根部将禾秆扶正并导向拨禾链(两组相对回转)。拨 )。 禾链将禾秆引向摘板和拉茎辊间隙。每行有一对拉茎辊, 禾链将禾秆引向摘板和拉茎辊间隙。每行有一对拉茎辊,将禾秆强 制向下方拉引。在拉茎辊的上方设有两块摘穗板。 制向下方拉引。在拉茎辊的上方设有两块摘穗板。两板之间的间隙 较果穗直径小,便于将果穗摘落。 较果穗直径小,便于将果穗摘落。已摘下的果穗被拨禾链带向果穗 螺旋。果穗螺旋将收割台两侧将果穗向中央集中,并经中部的伸缩 螺旋。果穗螺旋将收割台两侧将果穗向中央集中, 扒指机构传给倾斜链耙。 扒指机构传给倾斜链耙。链耙将果穗送入谷物联合收获机的脱粒装 置脱出玉米粒。 置脱出玉米粒。拉茎辊下方设有清用装有玉米割台的谷物联合收获 机收获玉米,在条件适宜的情况下,籽粒损失率为0.5%, 机收获玉米,在条件适宜的情况下,籽粒损失率为0.5%,落地漏摘 0.5% 的果穗损失率为2 的果穗损失率为2-4%,总损失率为2.5-4.5%,籽粒破碎率为7 %,总损失率为2.5-4.5%,籽粒破碎率为7 总损失率为2.5 %,籽粒破碎率为 -16%。 16%。

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第三节

摘穗器

一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、 二、摘穗器的工作原理和参数分析

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、
现有机器上所用的摘穗器皆为辊式。分为纵卧式摘辊、 现有机器上所用的摘穗器皆为辊式。分为纵卧式摘辊、立式摘 横卧式摘辊和纵向摘穗板四种。 辊、横卧式摘辊和纵向摘穗板四种。 (一)纵卧式摘辊 它多用在站秆摘穗的机型上,由一对纵向斜置( 它多用在站秆摘穗的机型上,由一对纵向斜置(与水平线成 35~40?)的摘辊组成。两轴的轴线平行并具有高度差, 35~40?)的摘辊组成。两轴的轴线平行并具有高度差,由于其前端 高度相同,因而两辊长度不等,一般靠近机器外侧的摘辊较长( 高度相同,因而两辊长度不等,一般靠近机器外侧的摘辊较长(为 1100~1300mm)、靠近机器内侧的摘辊较短(740~1000mm)。 )、靠近机器内侧的摘辊较短 )。摘辊 1100~1300mm)、靠近机器内侧的摘辊较短(740~1000mm)。摘辊 的结构前、 后三段有所不同:前段为带螺纹的锥体, 的结构前、中、后三段有所不同:前段为带螺纹的锥体,主要起引 导茎秆和有利于茎秆进入摘辊间隙的作用; 导茎秆和有利于茎秆进入摘辊间隙的作用;中段为带有螺纹凸棱的 圆柱体,起摘穗作用(长度为500 700mm),其表面的凸棱高10mm 500~ ),其表面的凸棱高10mm, 圆柱体,起摘穗作用(长度为500~700mm),其表面的凸棱高10mm, 螺距为160 170mm,两对应摘辊的螺纹方向相反,并相互交错配置。 160~ 螺距为160~170mm,两对应摘辊的螺纹方向相反,并相互交错配置。

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、
有的机器为了加强摘穗 能力,在螺纹上相隔90?设有 能力,在螺纹上相隔90?设有 90? 摘穗钩(或称摘穗爪),以 摘穗钩(或称摘穗爪),以 ), 便将穗柄揪断。 便将穗柄揪断。摘穗辊的直 径一般为72~100mm,转速为 径一般为72 100mm, 820r/min。 600~820r/min。两摘辊之间 的间隙较茎秆直径为小, 的间隙较茎秆直径为小,约 为茎秆直径的30 50%, %,移动 为茎秆直径的30~50%,移动 摘辊前轴承可以调节间隙。 摘辊前轴承可以调节间隙。 调节范围为4 12mm。 调节范围为4~12mm。

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、

纵卧式摘辊 1.强拉段 2.摘穗段 3.导锥 4.可调轴承 5.茎杆 1.强拉段 2.摘穗段 3.导锥 4.可调轴承 5.茎杆 工作中,茎秆在两辊和两辊凸棱之间沿轴向移动时被向下拉伸, 工作中,茎秆在两辊和两辊凸棱之间沿轴向移动时被向下拉伸,由于茎秆的 抗拉力较大(1000~1500N),而果穗与穗柄的连接力及穗柄与茎秆的连接力较小 抗拉力较大(1000~1500N),而果穗与穗柄的连接力及穗柄与茎秆的连接力较小 ), (约500N),因此果穗在两摘辊碾拉下被摘落。果穗一般在它与穗柄的连接处被 500N),因此果穗在两摘辊碾拉下被摘落。 ),因此果穗在两摘辊碾拉下被摘落 揪断,并剥掉大部分苞叶。 揪断,并剥掉大部分苞叶。

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、
摘穗辊的后段为强拉段, 摘穗辊的后段为强拉段,表面上具有较高大的凸棱和沟槽 (长约120~320mm)。其主要作用是将茎秆的末稍部分和在摘 长约120~320mm)。其主要作用是将茎秆的末稍部分和在摘 120 )。 穗中已拉断的茎秆强制从缝隙中拉出和咬断,以防堵塞。 穗中已拉断的茎秆强制从缝隙中拉出和咬断,以防堵塞。 纵卧式摘辊的主要特点: 纵卧式摘辊的主要特点: 在摘穗时茎秆的压缩程度较小,因而功率耗用较小, 在摘穗时茎秆的压缩程度较小,因而功率耗用较小,对茎 秆不同状态的适应性较强,工作较可靠; 秆不同状态的适应性较强,工作较可靠;但摘落的果穗带有苞 叶较多 。

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、
(二)立式摘辊 多用在割秆摘穗的机型上,由一对(或两对)倾斜( 多用在割秆摘穗的机型上,由一对(或两对)倾斜(与竖直线成 25?夹角)配置的摘辊和挡禾板所组成,每个摘辊分上下两段, 25?夹角)配置的摘辊和挡禾板所组成,每个摘辊分上下两段,两段 夹角 之间装有喂入链的链轮。上段为摘辊的主要部分。 之间装有喂入链的链轮。上段为摘辊的主要部分。为了增加摘辊对 茎秆的抓取和对果穗的摘落能力,该段的断面为花瓣形( 茎秆的抓取和对果穗的摘落能力,该段的断面为花瓣形(3~4花 瓣)。下段为辅助部分,主要起拉引茎秆的作用。该段的断面或与 )。下段为辅助部分,主要起拉引茎秆的作用。 下段为辅助部分 上段相同或采用4 个梭形。摘辊的直径一般为80 95mm, 80~ 上段相同或采用4~6个梭形。摘辊的直径一般为80~95mm,上段长 为300mm左右,下段为150~200mm。摘辊转速为1000~1100r/min。 300mm左右,下段为150~200mm。摘辊转速为1000~1100r/min。 左右 150 1000

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、

立式摘辊 1.挡禾板 2.上段 3.下段 1.挡禾板 2.上段 3.下段

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、
工作过程: 工作过程: 工作时, 工作时,茎秆在喂入链的夹持下由根部喂入摘辊下段的 间隙中。在下段摘辊的碾拉下,茎秆迅速后移并上升, 间隙中。在下段摘辊的碾拉下,茎秆迅速后移并上升,在挡 禾板的作用下,向垂直于摘辊轴线方向旋转,并被抛向后方。 禾板的作用下,向垂直于摘辊轴线方向旋转,并被抛向后方。 果穗在两摘辊的碾拉下被摘掉而落入下方。 果穗在两摘辊的碾拉下被摘掉而落入下方。为了使摘辊对茎 秆有较强的抓取能力,其间隙较卧辊为小, 秆有较强的抓取能力,其间隙较卧辊为小,为2-8mm。间隙 8mm。 大小可借助移动上下轴承的位置进行调节。 大小可借助移动上下轴承的位置进行调节。

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、
立式摘辊的主要特点: 立式摘辊的主要特点: 摘穗中对茎秆的压缩程度较大,果穗的苞叶被剥掉较多, 摘穗中对茎秆的压缩程度较大,果穗的苞叶被剥掉较多, 在一般条件下,工作性能较好,但在茎秆粗大、大小不一致、 在一般条件下,工作性能较好,但在茎秆粗大、大小不一致、含 水量较多的情况下,茎秆易被拉断而造成摘辊堵塞。为了改善立 水量较多的情况下,茎秆易被拉断而造成摘辊堵塞。 式摘辊的性能,我国在研制4YL- 玉米联合收获机时, 式摘辊的性能,我国在研制4YL-2玉米联合收获机时,采用了组 4YL 合式立式摘辊( 12- ),即前辊采用表面具有钩状螺纹的辊型, 合式立式摘辊(图12-9),即前辊采用表面具有钩状螺纹的辊型, 即前辊采用表面具有钩状螺纹的辊型 主要起摘穗作用;后辊采用六棱形(成大花瓣形)拉茎辊, 主要起摘穗作用;后辊采用六棱形(成大花瓣形)拉茎辊,有较 强的拉引作用。试验证明,该组合式摘辊性能较好, 强的拉引作用。试验证明,该组合式摘辊性能较好,果穗损失率 较低,工作可靠性较大;但机构较复杂,功耗较大。 较低,工作可靠性较大;但机构较复杂,功耗较大。

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、

图12-9 组合式立式摘辊 121.前摘辊 2.挡禾板 3.后拉茎辊 1.前摘辊 2.挡禾板 3.后拉茎辊

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、
(三)横卧式摘辊 在自走式玉米联合收获机上有的采用横卧式摘辊。 在自走式玉米联合收获机上有的采用横卧式摘辊。其构造与 工作过程如下图所示。 工作过程如下图所示。 摘穗器由一对横式卧辊、喂入轮、喂入辊等组成。工作时, 摘穗器由一对横式卧辊、喂入轮、喂入辊等组成。工作时, 被割倒的玉米经输送器送至喂入轮和喂入辊的间隙中,继而向摘 被割倒的玉米经输送器送至喂入轮和喂入辊的间隙中, 穗轮喂送。该摘穗辊在回转中将茎秆由梢部拉入间隙并抛向后方, 穗轮喂送。该摘穗辊在回转中将茎秆由梢部拉入间隙并抛向后方, 果穗被挤落于前方。 果穗被挤落于前方。

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、

图12-10 横卧辊式摘辊器 121.拨禾轮 2.喂入轮 3.摘穗辊 4.喂入辊 5.输送器 1.拨禾轮 2.喂入轮 3.摘穗辊 4.喂入辊 5.输送器

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、
试验证明: 试验证明: 横式摘辊由梢部抓取茎秆,抓取能力较强, 横式摘辊由梢部抓取茎秆,抓取能力较强,果穗被咬伤率 也较大,摘辊易堵塞,但在收获青饲玉米时性能较好, 也较大,摘辊易堵塞,但在收获青饲玉米时性能较好,且结构 较简单、功耗较小。国外有的青饲玉米联合收获机采用了此种 较简单、功耗较小。 机构(如俄罗斯CK-2.6)。 机构(如俄罗斯CK-2.6)。 CK

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、
(四)纵向板式摘穗器 主要用于玉米割台上, 主要用于玉米割台上,由一对纵向斜置式拉茎辊和两个摘穗 板组成。 板组成。 特点: 特点: 工作可靠,果穗咬伤率小,籽粒破碎率低; 工作可靠,果穗咬伤率小,籽粒破碎率低;但果穗上带有的 苞叶较多,被垃断的短茎秆也较多。 苞叶较多,被垃断的短茎秆也较多。 拉茎辊: 一般由前后两段组成。前段为带螺纹的锥体, 拉茎辊: 一般由前后两段组成。前段为带螺纹的锥体,主要起引 导和辅助喂入作用。后段为拉茎段,其断面形状有四叶轮形、 导和辅助喂入作用。后段为拉茎段,其断面形状有四叶轮形、四 棱形、六棱形等几种( 12-11)。 棱形、六棱形等几种(图12-11)。

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、

a) 四叶轮式

b) 四棱形

拉茎辊 c) 六条圆肋式

d) 六条方肋式

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一、摘穗器的种类、构造和工作过程 摘穗器的种类、
其性能大致相同。拉茎辊的工作长度在各机型上差别较大, 其性能大致相同。拉茎辊的工作长度在各机型上差别较大, 为480~1100mm,多数为600~800mm;其直径为80~102mm;转速 480~1100mm,多数为600~800mm;其直径为80~102mm; 600 80 为850~1022r/min。拉茎辊的水平倾角与卧式摘辊相近,为25~ 850~1022r/min。拉茎辊的水平倾角与卧式摘辊相近, 25~ 拉茎辊的间隙可调, 20~30mm。 35 °,拉茎辊的间隙可调,为20~30mm。 2.摘穗板 位于拉茎辊的上方,工作宽度与拉茎辊工作长度相同。 位于拉茎辊的上方,工作宽度与拉茎辊工作长度相同。为了 减少对果穗的挤伤,常将摘穗板的边缘制成圆弧形。 减少对果穗的挤伤,常将摘穗板的边缘制成圆弧形。摘穗板的间隙 可调,入口为22~35mm,出口为28~40mm, 可调,入口为22~35mm,出口为28~40mm,具体尺寸根据果穗直 22 28 径大小在使用中选定。一般情况下可取中值。 径大小在使用中选定。一般情况下可取中值。

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
现有摘穗器多为摘辊式。按茎秆喂入摘辊的方向不同, 现有摘穗器多为摘辊式。按茎秆喂入摘辊的方向不同,摘 辊有径向喂入式和轴向喂入式两种。现对其工作的基本条件、 辊有径向喂入式和轴向喂入式两种。现对其工作的基本条件、 工作过程和参数选择等叙述如下 (一)摘辊工作的分析及其直径的确定(图12-12) 摘辊工作的分析及其直径的确定( 12-12) 1.摘辊工作的基本条件

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
(1)能抓取茎秆 设两摘辊为圆柱形断面, 设两摘辊为圆柱形断面,当茎秆在喂入机构的作用下与摘辊接触 时,则摘辊对茎秆端部便产生支反力N和抓取力T,摘辊能抓取茎秆的 则摘辊对茎秆端部便产生支反力N和抓取力T 条件是 Tx> Tx>Nx 即 而 Tcosα> Tcosα>Nsinα T=Nμj

μj——摘辊对茎秆的抓取系数; ——摘辊对茎秆的抓取系数 式中 μj——摘辊对茎秆的抓取系数; α——对茎秆的起始抓取角。 ——对茎秆的起始抓取角。 对茎秆的起始抓取角
摘辊抓取茎杆的条件 a) 开始喂入 b) 喂入后

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
代入上式得 Nμjcosα> Nsinα 简化得 μj> μj>tgα

即摘辊对茎秆的起始抓取角α的正切值应小于抓取系数μj。 即摘辊对茎秆的起始抓取角α的正切值应小于抓取系数μj。 μj 注意:抓取角α在茎秆进入摘辊间隙后则变小, 注意:抓取角α在茎秆进入摘辊间隙后则变小,为摘辊对茎 秆挤压的合力方向角α0, α0< 秆挤压的合力方向角α0,而α0<α。因此其抓取能力增强。轴 α0 因此其抓取能力增强。 向喂入式摘辊(纵卧式摘辊),则具有此有利条件。 向喂入式摘辊(纵卧式摘辊),则具有此有利条件。当其前方螺 ),则具有此有利条件 旋锥体将茎秆引入摘辊间隙后,摘辊的抓取能力已增强, 旋锥体将茎秆引入摘辊间隙后,摘辊的抓取能力已增强,因而工 作较可靠。 作较可靠。

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
(2)不抓取果穗 当茎秆在摘辊间隙中被向后拉引而穗与摘辊相遇时, 当茎秆在摘辊间隙中被向后拉引而穗与摘辊相遇时,摘辊对 果穗端部便产生支反力Ng和抓取力Tg。为了使果穗不被抓取, 果穗端部便产生支反力Ng和抓取力Tg。为了使果穗不被抓取,必 Ng和抓取力Tg 须满足下述条件( 12-13),图12须满足下述条件(图12-13),图12-13 挤落果穗条件 ), 即 式中 Ngsinαg>Tgcosαg Tg= Tg=Ngμg; μg-摘辊对果穗的抓取系数。 μg-摘辊对果穗的抓取系数。 代入上式得 Ngsinαg>Ngμgcosαg 简化得 tgαg>μg
图12-13 12挤落果穗条件

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
即摘辊对果穗的起始抓取角αg的正切值应大于果穗的抓取系 即摘辊对果穗的起始抓取角αg的正切值应大于果穗的抓取系 αg 数μg。 μg。 摘辊对茎秆和果穗的抓取系数μj及μg, 摘辊对茎秆和果穗的抓取系数μj及μg,因摘辊的材料和表面 μj 形状不同而异。 形状不同而异。一般为了增加摘辊对茎秆的抓取能力以提高工作可 靠性,常将摘辊制成凸凹不平的花瓣形( 靠性,常将摘辊制成凸凹不平的花瓣形(3-6花瓣)或带有螺旋肋 花瓣) 的断面。 的断面。其抓取系数为 μj≈μg=(1.6~2.3) μj≈μg=(1.6~2.3)f=0.7~1.1 =(1.6 0.7~ 式中 f——摘辊对茎秆的摩擦系数,铸铁f=0.4~0.5。 ——摘辊对茎秆的摩擦系数,铸铁f 0.4~0.5。 摘辊对茎秆的摩擦系数

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
(3)碾拉断果穗 摘辊在工作中不断向后方拉引茎秆, 摘辊在工作中不断向后方拉引茎秆,而果穗被挡在摘辊间隙之 外。当拉引茎秆的力大于茎秆前进阻力和果穗摘断力时,则果穗被 当拉引茎秆的力大于茎秆前进阻力和果穗摘断力时, 碾拉断,落在摘辊的前方。满足此条件的受力分析如图12-14。 碾拉断,落在摘辊的前方。满足此条件的受力分析如图12-14。 12 设摘辊对茎秆的水平拉引力为Tjx,茎秆进入摘辊的阻力为Njx, 设摘辊对茎秆的水平拉引力为Tjx,茎秆进入摘辊的阻力为Njx, Tjx Njx 碾拉断果穗需的力为Rg,则碾拉断果穗的条件为 碾拉断果穗需的力为Rg, Rg

T jx ? N jx >

Rg 2
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二、摘穗器的工作原理和参数分析
Tj cosα0 ? N j sinα0 >
N
j

Rg 2

Nj (?j cos 0 ?sinα0) > α

Rg 2

=

N cos

jy

α

0

N jy ( ? j ? tg α 0 ) >

Rg 2

α0——摘辊对茎秆的平均抓取角; α0——摘辊对茎秆的平均抓取角; ——摘辊对茎秆的平均抓取角 μj——摘辊对茎秆的抓取系数; μj——摘辊对茎秆的抓取系数; ——摘辊对茎秆的抓取系数 Rg——碾拉断果穗的拉断力,Rg=385-527N(前者为果穗从穗柄上的拉断力, Rg——碾拉断果穗的拉断力,Rg=385-527N(前者为果穗从穗柄上的拉断力,后者 ——碾拉断果穗的拉断力 为果穗连同穗柄从茎秆上的拉断力) 为果穗连同穗柄从茎秆上的拉断力) Njy——摘辊对茎秆的垂直挤压力,与茎秆压缩率成正比,与摘辊间隙h的选择有关。 Njy——摘辊对茎秆的垂直挤压力,与茎秆压缩率成正比,与摘辊间隙h的选择有关。 ——摘辊对茎秆的垂直挤压力 为了满足碾拉断果穗的上述条件,一般摘辊间隙为h=(0.3~0.5) 为了满足碾拉断果穗的上述条件,一般摘辊间隙为h=(0.3~0.5)d。式中d为茎秆 0.3 式中d 直径,h为摘辊间隙。 直径, 为摘辊间隙。

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
2.摘辊直径的确定 摘辊直径根据摘辊抓取茎秆而不抓取果穗两条件而确定。 摘辊直径根据摘辊抓取茎秆而不抓取果穗两条件而确定。 从抓取茎秆条件中, 从抓取茎秆条件中,可看出下列尺寸关系
D d ?h ? OB 2 2 cos α = = D OA 2

d ?h cos α = 1 ? D
d——茎秆直径; ——茎秆直径; 茎秆直径 α——摘辊茎秆的起始抓取角。 ——摘辊茎秆的起始抓取角。 摘辊茎秆的起始抓取角

式中

D——摘辊直径; ——摘辊直径; 摘辊直径 h——摘辊间隙; ——摘辊间隙; 摘辊间隙

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
由上式可看出: 由上式可看出: 当摘辊直径D与间隙h增大时,茎秆的起始抓取角α变小, 当摘辊直径D与间隙h增大时,茎秆的起始抓取角α变小,对茎 秆抓取有利;反之,则对抓取茎秆不利。 秆抓取有利;反之,则对抓取茎秆不利。 摘辊直径可从以下推导中得出: 摘辊直径可从以下推导中得出: 1 1 d ?h cos α = = 1? D 1 + tg 2 α 1 + tg 2α
D = 1 ? d ? h 1 1 + tg
2

α

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
因为

tgα ≤ ? j
tgα ≥ u g
d ?h 1 1+ ? 2 j

D ≥

1?

d ? h 1 1+ ?
2 j

因为

D ≤

d 1?

g

? h 1 1+ ?
2 g

1?

≤D≤

dg ? h 1 1? 2 1 + ?g
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二、摘穗器的工作原理和参数分析
(二)茎秆在摘辊中的运动分析和摘辊长度的确定 摘辊工作长度(摘穗段长度) 摘辊工作长度(摘穗段长度)系根据茎秆在摘穗过程中的运 动要求而确定。现按茎秆向摘辊的喂入方向不同,分别讨论如下: 动要求而确定。现按茎秆向摘辊的喂入方向不同,分别讨论如下: 1、茎秆在纵卧式摘辊中的运动及摘辊长度的确定 纵卧式摘辊在工作中由前部的螺旋锥体将茎秆引到摘穗段, 纵卧式摘辊在工作中由前部的螺旋锥体将茎秆引到摘穗段, 此后由于摘辊间隙变小而且越来越小, 此后由于摘辊间隙变小而且越来越小,茎秆受碾拉开始按摘辊的 运动规律运动。 运动规律运动。

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
摘辊的圆周速度v 摘辊的圆周速度v,可分 解为使茎秆沿轴向移动的相对 分速度v1和使茎秆向下拉伸的 分速度v1和使茎秆向下拉伸的 v1 相对分速度v2。 相对分速度v2。其值为 v2 v1= v1=vtgβ

v2 =

v cos β

若不考虑摘辊表面形状对速度 的影响,令茎秆沿轴向移过L段的时 的影响,令茎秆沿轴向移过L段的时 间与茎秆被拉伸Lg段时间相等,则可推得摘辊工作段最小长度L 间与茎秆被拉伸Lg段时间相等,则可推得摘辊工作段最小长度L。 Lg段时间相等
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二、摘穗器的工作原理和参数分析
Lg L = t = v1 v2
则得: 则得: L=Lgsinβ 式中: 式中: L——摘辊工作段的最小长度; ——摘辊工作段的最小长度; 摘辊工作段的最小长度 β——摘辊倾角,一般为30~40°; ——摘辊倾角,一般为30~40° 摘辊倾角 30 Lg——果穗最低结穗与最高结穗的高度差, Lg——果穗最低结穗与最高结穗的高度差, ——果穗最低结穗与最高结穗的高度差 一般Lg=0.4~0.6m(个别品种,Lg可达1m)。 一般Lg=0.4~0.6m(个别品种,Lg可达1m)。 Lg 个别品种 可达1m)
L vtg β = Lg v cos β

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
2.茎秆在立式摘辊中的运动及摘辊长度分析 当茎秆被喂入链从根部喂入摘穗辊后, 当茎秆被喂入链从根部喂入摘穗辊后,迅速由摘辊的下段过 渡到摘辊的上段,此后茎秆按上段的运动规律运动。 渡到摘辊的上段,此后茎秆按上段的运动规律运动。 摘辊的圆周速度可分解为摘辊的轴向移动速度v1茎秆的拉伸 摘辊的圆周速度可分解为摘辊的轴向移动速度v1茎秆的拉伸 v1 速度v2, 速度v2,即 v2

v1= v1=vctgβ0 v2= v2=vcscβ0
立辊中茎杆运动分析

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
式中 v—摘辊圆周速度; 摘辊圆周速度; β0—由于挡禾板的作用,茎秆在上段始端A β0—由于挡禾板的作用,茎秆在上段始端A位置时的倾角 (茎秆与摘辊轴线的夹角)。 茎秆与摘辊轴线的夹角)。 β0是一变值。当茎秆向上移动到摘辊末端B β0是一变值。当茎秆向上移动到摘辊末端B时,β0= 是一变值 β0= π/2。 v1及v2的平均值可由下式推得 π/2。因v1及v2的平均值可由下式推得

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
v1 p

∫β vctgβdβ =
2
0

π

π

2

? β0

=v

ln csc β 0

π

2

? β0

v2 p

∫β v csc βdβ = v =
2
0

π

ln ctg

β0
2

π

2

? β0

π
2

? β0

若令茎秆由A移动到B的时间( 若令茎秆由A移动到B的时间(t)与茎秆由A点拉伸到C点的时 与茎秆由A点拉伸到C 间相等,则可得摘辊的最小工作长度L0 间相等,则可得摘辊的最小工作长度L0
L ln csc =
0

t =

L v1 p

=

L v2

L

g p

v

π

β
0

g

2
0 0

? β

v ln ctg

β
2
0

0

π
2

? β

L = Lg

ln csc β ln ctg

β
2

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
(三)摘辊速度的选择 摘辊圆周速度是影响摘穗器性能的重要因素之一, 摘辊圆周速度是影响摘穗器性能的重要因素之一,其大小应 根据摘穗质量和生产率要求确定。现按摘辊配置不同分别讨论。 根据摘穗质量和生产率要求确定。现按摘辊配置不同分别讨论。 1、纵卧式摘辊的速度选择 试验指出:纵卧式摘辊在摘穗中, 试验指出:纵卧式摘辊在摘穗中,茎秆处于直立或少许向后 倾斜时,摘穗损失最小。建议采用下述数据范围: 倾斜时,摘穗损失最小。建议采用下述数据范围: K——比例系数 ——比例系数 v——摘辊圆周速度 ——摘辊圆周速度 vm——机器前进速度; vm——机器前进速度; ——机器前进速度 β——摘辊倾角 ——摘辊倾角

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
机器前进速度vm及摘辊圆周速度v 机器前进速度vm及摘辊圆周速度v分别与摘穗损失和生产率有着直 vm及摘辊圆周速度 接关系,其变化曲线如图12-19所示。 接关系,其变化曲线如图12-19所示。 12 所示

前进速度与摘辊速度的关系

前进速度vm及摘辊圆周速度v与损失ρ 前进速度vm及摘辊圆周速度v与损失ρ的关系 vm及摘辊圆周速度

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
即当机器前进速度增加时,摘辊速度应相应增加, 即当机器前进速度增加时,摘辊速度应相应增加,而摘辊速度与 摘辊损失为一曲线关系。当摘辊速度过大时, 摘辊损失为一曲线关系。当摘辊速度过大时,由于摘辊对果穗的冲击 力加大而落粒损失增大;但如摘辊速度过低时, 力加大而落粒损失增大;但如摘辊速度过低时,由于摘穗中果穗与摘 辊接触时间较长也增加了咬伤果穗和剥落籽粒的机率。 辊接触时间较长也增加了咬伤果穗和剥落籽粒的机率。 为此考虑两者关系,建议在机器作业速度为6 8km/h, 为此考虑两者关系,建议在机器作业速度为6~8km/h,取摘辊圆 周速度为3 4m/s时作业。 周速度为3~4m/s时作业。 时作业

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二、摘穗器的工作原理和参数分析
2、立式摘辊的速度选择 立式摘辊的工作长度较小,生产率受到限制, 立式摘辊的工作长度较小,生产率受到限制,且果穗被摘掉 后能迅速脱离摘辊,而不易咬伤。为了提高生产率, 后能迅速脱离摘辊,而不易咬伤。为了提高生产率,一般取其圆 周速度较卧辊稍高, 周速度较卧辊稍高,为4~5.5m/s。 5.5m/s。 3、拉茎辊的速度选择 在纵向倾斜摘穗板的下方设有拉茎辊, 在纵向倾斜摘穗板的下方设有拉茎辊,其长度较卧式摘辊为 短。为了提高该辊生产率以适应联合收获机作业速度的要求,取 为了提高该辊生产率以适应联合收获机作业速度的要求, 拉茎辊的速度较大, 4.5~5.1m/s。 拉茎辊的速度较大,为4.5~5.1m/s。

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第四节 剥皮装置和茎秆粉碎装置
一、剥皮装置 二、茎秆粉碎装置
玉米剥皮机

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一、剥皮装置
(一)剥皮装置的构造和工作过程 剥皮装置多为辊式。 剥皮装置多为辊式。它由若干对相对向里侧回转的剥皮辊和 压送器等组成( 12-20)。 压送器等组成(图12-20)。 剥皮辊是该机构的主要的工作部件,其轴线与水平成10?~ 剥皮辊是该机构的主要的工作部件,其轴线与水平成10?~ 10? 12?倾角,以利于果穗沿轴向下滑。每对剥皮辊的轴心高度不等, 12?倾角,以利于果穗沿轴向下滑。每对剥皮辊的轴心高度不等, 倾角 呈V形或槽形配置。V形配置结构较简单,但果穗容易向一侧流动 形或槽形配置。 形配置结构较简单, (因上层剥皮辊的回转方向相同),一般多用在辊数不多的小型 因上层剥皮辊的回转方向相同),一般多用在辊数不多的小型 ), 机器上。槽形配置的果穗横向分布较均匀,性能较好, 机器上。槽形配置的果穗横向分布较均匀,性能较好,目前采用 较多。在剥皮辊的下端设有深槽形的强制段, 较多。在剥皮辊的下端设有深槽形的强制段,可将滑到剥辊末端 的散落苞叶和杂草等从间隙中拉出以防堵塞. 的散落苞叶和杂草等从间隙中拉出以防堵塞.

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一、剥皮装置
在剥皮辊的上方,设有压送器, 在剥皮辊的上方,设有压送器,使果穗对剥辊稳定地接触而避 免跳动。压送器有键式、叶轮式和带式等几种。 免跳动。压送器有键式、叶轮式和带式等几种。目前胶板叶轮式压 送器应用较多。 送器应用较多。
A)带键式压送器的 A)带键式压送器的 剥皮装置 强 制 段 b) 带叶轮式压送器 的剥皮装置 V形配置 c) V形配置 d) 槽形配置

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一、剥皮装置
剥皮装置工作时,压送器缓慢地回转(或移动),使果穗沿 剥皮装置工作时,压送器缓慢地回转(或移动),使果穗沿 ), 剥皮辊表面徐徐下滑。由于每对剥辊对果穗的切向抓取力不同( 剥皮辊表面徐徐下滑。由于每对剥辊对果穗的切向抓取力不同(上 辊较小,下辊较大)果穗便回转。 辊较小,下辊较大)果穗便回转。果穗在旋转和滑行中不断受到剥 皮辊的抓取,将苞皮或苞叶撕开,并从剥辊的间隙中拉出。 皮辊的抓取,将苞皮或苞叶撕开,并从剥辊的间隙中拉出。 为了增加剥皮辊对苞叶的抓取能力,上置的剥皮辊一般为胶制, 为了增加剥皮辊对苞叶的抓取能力,上置的剥皮辊一般为胶制, 表面具有凸棱,其抓取能力较强;下置的剥皮辊为铸铁制, 表面具有凸棱,其抓取能力较强;下置的剥皮辊为铸铁制,表面具 有螺旋形槽纹,并带有可拆卸的凸钉, 有螺旋形槽纹,并带有可拆卸的凸钉,既有利于果穗下滑又具有较 强的抓取能力。当果穗青湿难以剥掉苞叶时, 强的抓取能力。当果穗青湿难以剥掉苞叶时,可加装凸钉以增强剥 取作用;当果穗干燥,籽粒容易脱落和破碎时, 取作用;当果穗干燥,籽粒容易脱落和破碎时,则由下方向上逐次 减少凸钉, 减少凸钉,以减少落粒和破碎损失 .
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一、剥皮装置
(二)剥皮装置的参数选择 1.剥皮辊直径 根据剥辊不能抓取果穗的条 件而确定。在现有机器上, 件而确定。在现有机器上,剥辊 直径为68 103mm。 68~ 直径为68~103mm。 2.剥皮辊轴心高度差 根据果穗在两剥辊中的稳定 性而确定。如图12 12性而确定。如图12-21 剥辊轴 心高度差即 α+γ<90?

剥辊轴心高度差

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一、剥皮装置
式中 α——果穗轴心到下辊中心连线CB与上、下辊中心连线AB的夹 ——果穗轴心到下辊中心连线CB与上、下辊中心连线AB的夹 果穗轴心到下辊中心连线CB与上 AB 角; γ——AB与水平线的夹角。 ——AB与水平线的夹角。 AB与水平线的夹角 在现有剥辊直径为70~100mm,果穗直径为20~32mm的情况 在现有剥辊直径为70~100mm,果穗直径为20~32mm的情况 70 20 下,一般取α≤40mm。 一般取α≤40mm。 α≤40mm 3.剥皮辊的转速 试验指出:剥皮辊的转速范围为200~400r/min较适宜。 试验指出:剥皮辊的转速范围为200~400r/min较适宜。转速 200 较适宜 过高,将影响苞叶剥净率;过低则生产率降低。 过高,将影响苞叶剥净率;过低则生产率降低。

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一、剥皮装置
4.剥皮辊长度 根据试验资料:剥皮辊以1m左右长为适宜。过长时, 根据试验资料:剥皮辊以1m左右长为适宜。过长时,剥净率无 1m左右长为适宜 明显增加,但破碎率增大;过短时,则剥净率降低。 明显增加,但破碎率增大;过短时,则剥净率降低。现有机器上的 剥皮辊长度为800~1100mm。 剥皮辊长度为800~1100mm。 800 5.剥皮辊的生产率 每对剥皮辊的生产率,根据对剥净率的要求不同,差别较大。 每对剥皮辊的生产率,根据对剥净率的要求不同,差别较大。 一般要求剥净率在80%以上时,生产率为400~700kg/h, 0.11~ 一般要求剥净率在80%以上时,生产率为400~700kg/h,即0.11~ 80 400 0.2kg/s。在玉米联合收获机上, 0.2kg/s。在玉米联合收获机上,摘穗辊对数与剥皮辊的对数比为 1∶2~1∶3。近来新型机器上,为提高生产率,一般取1∶3比例。 1∶2~1∶3。近来新型机器上,为提高生产率,一般取1∶3比例。 1∶3比例

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一、剥皮装置
6.功率耗用 根据试验资料(匈牙利):玉米联合收获机的每行摘穗器所需 根据试验资料(匈牙利):玉米联合收获机的每行摘穗器所需 ): 功率为2.6~3kW,剥皮机构所需功率为1.8~2.2kW。 功率为2.6~3kW,剥皮机构所需功率为1.8~2.2kW。在玉米割台上 2.6 1.8 每行摘穗器所需功率为5.9~7.4kW。 每行摘穗器所需功率为5.9~7.4kW。 5.9

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二、茎秆粉碎装置
茎秆粉碎装置一般由机架部分、变速箱、压轮部分、 茎秆粉碎装置一般由机架部分、变速箱、压轮部分、悬挂 部分、切碎部分、罩壳等组成。 部分、切碎部分、罩壳等组成。目前茎秆粉碎装置按动刀的形 式区分有:甩刀式、锤爪式和动定刀组合式等三种机型。 式区分有:甩刀式、锤爪式和动定刀组合式等三种机型。 茎秆粉碎装置在玉米联合收割机上一般有三种安装位置: 茎秆粉碎装置在玉米联合收割机上一般有三种安装位置: 一是位于收割机后轮后部;一种是位于摘穗辊和前轮之间; 一是位于收割机后轮后部;一种是位于摘穗辊和前轮之间;还 有位于前后两轮之间,用液压方式提升。 有位于前后两轮之间,用液压方式提升。茎秆粉碎装置通过支 撑辊在地面行走。 撑辊在地面行走。

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二、茎秆粉碎装置
工作过程: 工作过程: 玉米收获机通过 动力输出轴经过万向 节将动力传至茎秆粉 碎装置的变速箱, 碎装置的变速箱,经 过两级加速后带动切 碎部分的刀轴高速旋 转,均匀分布 。
茎杆切碎器

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第五节 我国玉米联合收割机的发展情况
一、基本情况 二、对现有机型的分析 三、发展前景

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一、基本情况
一、基本情况
建国以来,曾有过两次研制玉米收获机的高潮。 建国以来,曾有过两次研制玉米收获机的高潮。 第一次是80年代中期,在国家1960年基本实现机械化的号召下, 80年代中期 1960年基本实现机械化的号召下 第一次是80年代中期,在国家1960年基本实现机械化的号召下,玉米收 获是实现农业机械化的重要环节。1975年 获是实现农业机械化的重要环节。1975年,黑龙江赵光机械厂与中国农机院 合作,在引进法国单行、双行牵引式式玉米收获机基础上,设计、生产了2 合作,在引进法国单行、双行牵引式式玉米收获机基础上,设计、生产了2 4YⅡ- 型玉米联合收获机,经过20多年发展,形成了丰收- 卧系列, 20多年发展 行4YⅡ-2型玉米联合收获机,经过20多年发展,形成了丰收-2卧系列,包 4YⅡ-2A、2B、2C、2D、2E、2F和2G等 个品种,现已批量生产。 括4YⅡ-2A、2B、2C、2D、2E、2F和2G等7个品种,现已批量生产。 第二次是80年代初兴起的。由于农村经济体制改革,以及小麦联合收割发展 第二次是80年代初兴起的。由于农村经济体制改革, 80年代初兴起的 的带动,推动了市场对玉米联合收获机的需求,开始出现多种结构型式、 的带动,推动了市场对玉米联合收获机的需求,开始出现多种结构型式、不 同功率等级的玉米联合收获机。1992年北京市农机局从前苏联赫尔松联合收 同功率等级的玉米联合收获机。1992年北京市农机局从前苏联赫尔松联合收 获机制造厂引进了自走式6 KCKY- 型玉米联合收获机,后来又开发3 获机制造厂引进了自走式6行KCKY-6型玉米联合收获机,后来又开发3、4行 自走式玉米收获机。 自走式玉米收获机。

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一、基本情况
到1998年为止,我国从事玉米联合收获机的研制和生产的 1998年为止, 年为止 单位有30多家,已开发研制出样机或小批量生产的有30多个产 单位有30多家,已开发研制出样机或小批量生产的有30多个产 30多家 30 品。 从玉米收获机型来看,有自走式、背负式( 从玉米收获机型来看,有自走式、背负式(前悬挂或侧悬 挂)、牵引式3种。配套动力包括小四轮、中型轮式拖拉机和东 )、牵引式3 牵引式 配套动力包括小四轮、 方红-75、802履带式拖拉机。收获行数分别为单行、 方红-75、802履带式拖拉机。收获行数分别为单行、2行、3行 履带式拖拉机 及4行。单行机一般与小四轮拖拉机配套,能完成摘穗、输送装 单行机一般与小四轮拖拉机配套,能完成摘穗、 箱和秸秆粉碎还田等项功能。多行玉米收获机大都能完成摘穗、 箱和秸秆粉碎还田等项功能。多行玉米收获机大都能完成摘穗、 输送、集穗装箱和秸秆粉碎,有的还有玉米穗剥皮功能。 输送、集穗装箱和秸秆粉碎,有的还有玉米穗剥皮功能。

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二、对现有机型的分析
(一)单行玉米联合收获机 目前国内所有的单行玉米联合收获机都与8.8-13.2kW的各 目前国内所有的单行玉米联合收获机都与8.8-13.2kW的各 8.8 种小四轮拖拉机配套,有前悬挂和侧悬挂两种; 种小四轮拖拉机配套,有前悬挂和侧悬挂两种;配套动力保有 量大,使用广泛,价格便宜。前悬挂式, 量大,使用广泛,价格便宜。前悬挂式,收获时不需要人工开 道;侧悬挂式,需要人工开道,否则,只能压行收获。这类收 侧悬挂式,需要人工开道,否则,只能压行收获。 获机的缺点是生产率低,不适应垄作,往复收获次数多, 获机的缺点是生产率低,不适应垄作,往复收获次数多,压实 土壤严重。 土壤严重。

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二、对现有机型的分析
(二)多行玉米联合收获机 分为自走式、牵引式、背负式和专用割台4 分为自走式、牵引式、背负式和专用割台4种。收获行数为2、 收获行数为2 3、4行,甚至6、8、10行等,具有摘穗、剥皮、送、集、脱粒, 甚至6 10行等,具有摘穗、剥皮、 行等 脱粒, 茎秆粉碎还田(回收)等一系列功能。但自走式玉米收获机价格 茎秆粉碎还田(回收)等一系列功能。 昂贵,利用率低;背负式在结构布置上有一定困难。前悬挂时, 昂贵,利用率低;背负式在结构布置上有一定困难。前悬挂时, 驾驶员不易看清割台;一般拖拉机前端无动力输出轴, 驾驶员不易看清割台;一般拖拉机前端无动力输出轴,要求输送 箱倾角不大于17?,前端重量分配过重等。因此, 箱倾角不大于17?,前端重量分配过重等。因此,也出现轮式拖拉 17? 机后悬挂割台、倒开的布置型式,总体布置上有一定的优点。 机后悬挂割台、倒开的布置型式,总体布置上有一定的优点。

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二、对现有机型的分析
国内玉米播种机有2 国内玉米播种机有2行、3行、4行、6行、8行、10行、12行等多种型式, 10行 12行等多种型式, 行等多种型式 行距有60、70、30/60cm宽窄行等多种型式, 行距有60、70、30/60cm宽窄行等多种型式,而玉米联合收获机的行距大 60 宽窄行等多种型式 都是固定的, 60cm或70cm,与机播的玉米行距难以匹配而无法正常作业。 都是固定的,有60cm或70cm,与机播的玉米行距难以匹配而无法正常作业。 多行牵引式玉米联合收获机作业前,需人工收割开道,人工收割地头、 多行牵引式玉米联合收获机作业前,需人工收割开道,人工收割地头、 地边,作业时10个车轮压实土壤,严重影响耕作质量,与垄距匹配性差, 地边,作业时10个车轮压实土壤,严重影响耕作质量,与垄距匹配性差,易 10个车轮压实土壤 推倒或侧向压倒茎秆,对倒伏的适应性差(不利于粉碎还田)。对倒伏的玉 推倒或侧向压倒茎秆,对倒伏的适应性差(不利于粉碎还田)。对倒伏的玉 )。 米应“戗茬”收获,即扶起玉米茎秆后,摘穗收获。 米应“戗茬”收获,即扶起玉米茎秆后,摘穗收获。 国外大多采用谷物联合收获机上配置玉米联合收获机的专用割台( 国外大多采用谷物联合收获机上配置玉米联合收获机的专用割台(拆下 谷物收割台),配置剥皮装置和专用玉米脱粒装置,但我国玉米收获时, 谷物收割台),配置剥皮装置和专用玉米脱粒装置,但我国玉米收获时,玉 ),配置剥皮装置和专用玉米脱粒装置 米粒含水量大,脱粒易破损(这与玉米品种有关),如果烘干装置跟不上, 米粒含水量大,脱粒易破损(这与玉米品种有关),如果烘干装置跟不上, ),如果烘干装置跟不上 易发生霉变、腐烂,因此,一般农村不受欢迎。 易发生霉变、腐烂,因此,一般农村不受欢迎。

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三、发展前景
我国玉米主要种植地区在黑龙江(270万hm2)、吉林(40万 我国玉米主要种植地区在黑龙江(270万hm2)、吉林(40万 )、吉林 hm2)、辽宁(67万hm2)、北京市、河北、山东、河南、内蒙古、 hm2)、辽宁(67万hm2)、北京市、河北、山东、河南、内蒙古、 )、辽宁 )、北京市 西北等地。 西北等地。收获机械化程度低是影响各省市农业综合机械化程度 提高的重要因素,基本实现农业机械化的目标, 提高的重要因素,基本实现农业机械化的目标,关键是推动收获 机械化,对上述省市地区,关键是提高玉米收获机械化的程度。 机械化,对上述省市地区,关键是提高玉米收获机械化的程度。 玉米收获机是未来几年内重要的市场热点产品。 玉米收获机是未来几年内重要的市场热点产品。河南省武警总队 农场的全部玉米地, 农场的全部玉米地,依靠黑龙江赵光机械厂生产的一台牵引式 4YW- 卧和一台4YZ- 型自走式玉米收获机, 4YW-2卧和一台4YZ-4型自走式玉米收获机,全部实现了玉米机 4YZ 械化收获。 械化收获。

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三、发展前景
但我国的玉米收获机目前还处于小批量生产阶段, 但我国的玉米收获机目前还处于小批量生产阶段,市场还 不成熟, 不成熟,主要原因是自走式和背负式玉米收获机的产品技术还 不够成熟,每年的利用率较低等,有的产品质量还不够稳定, 不够成熟,每年的利用率较低等,有的产品质量还不够稳定, 还在进行地区适应性试验研究阶段, 还在进行地区适应性试验研究阶段,玉米收获机全面推向市场 还尚等时日。但近年来,4YZ- 玉米收获机、4Y- 还尚等时日。但近年来,4YZ-4玉米收获机、4Y-3自走式玉 米联合收获机、前悬挂2行玉米收获机等,都获得市场的好评, 米联合收获机、前悬挂2行玉米收获机等,都获得市场的好评, 也带动了配套拖拉机主机的销售。 也带动了配套拖拉机主机的销售。

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