聯(lián)合收割機(jī)
聯(lián)合收割機(jī)(英語(yǔ):Combine harvester :Combine),是一種可以一次性完成收割的農(nóng)作物、脫粒、分離莖稈、在清除雜物的過(guò)程中直接從田間獲得作物的收獲機(jī)械。聯(lián)合收割機(jī)可以用來(lái)收割或清理小麥、大麥、玉米、燕麥、水稻、黑麥、高粱和亞麻等谷物、油菜籽、大豆、日本決明等非糧食作物。
聯(lián)合收割機(jī)的歷史可以追溯到19世紀(jì)20年代蘇格蘭的帕特里克·貝爾牧師(Rev.Patrick Bell)發(fā)明了世界 第一臺(tái)收割機(jī)。20世紀(jì)30年代,美國(guó)發(fā)明家海勒姆·摩爾(Hiram Moore)第一臺(tái)聯(lián)合收割機(jī)制造出來(lái)并獲得專利。起初,聯(lián)合收割機(jī)由騾子或馬驅(qū)動(dòng)直到20世紀(jì)30年代,拖拉機(jī)牽引模式出現(xiàn)后,聯(lián)合收割機(jī)才大規(guī)模普及。20世紀(jì)80年代,中國(guó)組織引進(jìn)聯(lián)合收割機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品。
根據(jù)谷物供給方式,聯(lián)合收割機(jī)、動(dòng)力供給方式、行走方式有很多種,內(nèi)部系統(tǒng)主要由行走系統(tǒng)和清掃系統(tǒng)組成,內(nèi)部有齒輪、刀片、螺桿、傳送帶、皮帶、杠桿輪子之類的零件。
聯(lián)合收割機(jī)結(jié)合了收割機(jī)和脫粒機(jī)的工作流程,廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物的機(jī)械化收獲,提高了農(nóng)作物的機(jī)械化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)條件、這對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率具有重要意義。
工作流程 編輯本段
在設(shè)計(jì)上,聯(lián)合收割機(jī)本質(zhì)上是一種捆綁切割裝置,切割和輸送待改良的谷物或種子作物,使其在田間移動(dòng)時(shí)可以完成收割和脫粒。該機(jī)器通過(guò)前端的旋轉(zhuǎn)刀片切割作物,并通過(guò)內(nèi)部篩網(wǎng)脫粒作物、清潔等最后,脫粒后的作物會(huì)被收集到聯(lián)合收割機(jī)內(nèi)部的儲(chǔ)物罐中,谷殼和秸稈會(huì)從后面的大出水管中噴出。
基本組成 編輯本段
以聯(lián)合收割機(jī)為例,總體結(jié)構(gòu)由工作部分組成、行走系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電路系統(tǒng)和清潔系統(tǒng)。
工作部分
聯(lián)合收割機(jī)內(nèi)設(shè)有齒輪、刀片、螺桿、傳送帶、皮帶、杠桿輪子等零件
割臺(tái):谷物首先由前端的切割臺(tái)收集,切割臺(tái)的兩端裝有一對(duì)鋒利的夾子,稱為切割分離器。一般來(lái)說(shuō),割臺(tái)越寬,收割機(jī)在田間的切割速度和效率就越高。不同的作物需要使用不同的割臺(tái);割臺(tái)通常由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng),可以從駕駛室以不同方式升起和降下,并調(diào)整角度。割臺(tái)可以拆下并沿著收割機(jī)的長(zhǎng)度拖到后面,以適應(yīng)狹窄的道路。
拾取輪:緩慢旋轉(zhuǎn)的輪被稱為撿拾輪(或拾取器輪)將作物向下推至切割器。撿拾輪有水平桿稱為支架和垂直齒或齒,用于抓取植物的莖。
刀桿:切割桿貫穿整個(gè)割臺(tái)并延伸到撿拾輪下方。其齒(有時(shí)稱為割草指)反復(fù)打開(kāi)和關(guān)閉,從根部切割作物。
螺桿:螺旋也稱為螺旋輸送機(jī),位于切割桿后面旋轉(zhuǎn)的螺旋將切割的作物輸送到中心,并通過(guò)傳送帶將作物提升到聯(lián)合收割機(jī)主體內(nèi)部的處理部分。
脫粒滾筒:敲打割下的莊稼,把谷粒從莖上抖下來(lái)。
收集倉(cāng):收集分離的谷粒,里面裝有篩子。
麥稈行走器:不需要的雜質(zhì)將沿著傳送帶傳輸?shù)綑C(jī)器后部,在此期間,掉落的谷物也可以再次收集在收集箱中
卸糧裝置:當(dāng)收集箱裝滿時(shí),可以通過(guò)側(cè)面管道噴入拖車或卡車。
排出裝置:不需要的雜質(zhì)(如秸稈、麥麩)它將從機(jī)器后部的出口排出某些型號(hào)的聯(lián)合收割機(jī)配備了旋轉(zhuǎn)噴灑結(jié)構(gòu),可以將雜質(zhì)均勻地散布在地面上一些型號(hào)的機(jī)器配有打捆機(jī),可以直接包裝動(dòng)物飼料的雜質(zhì)。
行走系統(tǒng)
現(xiàn)有聯(lián)合收割機(jī)(以水稻聯(lián)合收割機(jī)為例)行走基本上有兩種形式,即輪式行走機(jī)構(gòu)和履帶式行走機(jī)構(gòu)。
控制系統(tǒng)
聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)、齒輪、和齒形風(fēng)扇等。其中,步進(jìn)電機(jī)和自行式底盤的各自框架的連接為剛性連接。步進(jìn)電機(jī)的齒輪與液壓無(wú)級(jí)變速器的操縱桿剛性連接,以使其扇形齒相互嚙合。通過(guò)控制內(nèi)部步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)出信號(hào),實(shí)現(xiàn)操縱桿的轉(zhuǎn)動(dòng),調(diào)節(jié)聯(lián)合收割機(jī)的前進(jìn)速度。
霍爾傳感器用于聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)該傳感器可以收集有關(guān)滾筒和車輛速度的信息接收到信號(hào)后,通過(guò)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制器進(jìn)行預(yù)測(cè),AMR內(nèi)核對(duì)采集到的信息進(jìn)行處理,最終發(fā)出脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)可以調(diào)節(jié)液壓無(wú)級(jí)變速器中操縱桿的位置,以完成無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)并控制收割機(jī)組的前進(jìn)速度。
輪式行走結(jié)構(gòu)
輪式行走結(jié)構(gòu)聯(lián)合收割機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單重量輕堅(jiān)固耐用拆裝方便機(jī)動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)。然而,水稻收獲領(lǐng)域存在嚴(yán)重缺陷,如對(duì)自然條件的適應(yīng)性差,在潮濕的田地或稻田作業(yè)時(shí)沉陷嚴(yán)重,越溝越壟能力差。
履帶式行走結(jié)構(gòu)
與輪式行走結(jié)構(gòu)相比,履帶式行走機(jī)構(gòu)接地面積大、接地壓力小、下陷小、對(duì)水田、濕地適應(yīng)性好等特點(diǎn)。然而,履帶式行走機(jī)構(gòu)也有許多缺陷,主要表現(xiàn)在裝置的復(fù)雜性上、質(zhì)量大、成本高、易磨損、行走平穩(wěn)差、翻動(dòng)會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)、不適合丘陵地區(qū)、梯田、小塊田、深泥腳田作業(yè)等。
液壓系統(tǒng)
聯(lián)合收割機(jī)的液壓系統(tǒng)包括液壓泵、溢流閥、調(diào)速閥、電磁換向閥、液壓缸和壓力表等主要部件。通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)速閥的開(kāi)度大小來(lái)調(diào)節(jié)液壓缸的流量,從而調(diào)節(jié)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度。
電路系統(tǒng)
聯(lián)合收割機(jī)行走速度控制系統(tǒng)的電路相對(duì)復(fù)雜,主要包括信號(hào)采集電路、顯示系統(tǒng)電路和輸出控制電路可以分為三類。
數(shù)據(jù)采集模塊即信號(hào)采集電路的主要功能是采集聯(lián)合收割機(jī)割臺(tái)的工作參數(shù),包括采集聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的喂入量和行走速度。
聯(lián)合收割機(jī)的顯示系統(tǒng)電路通過(guò)單片機(jī)采集來(lái)自壓力傳感器和霍爾傳感器的收割機(jī)喂入信號(hào)和驅(qū)動(dòng)軸的速度信號(hào)進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算出喂入量和喂入速度,然后控制顯示裝置。
聯(lián)合收割機(jī)的輸出控制電路通過(guò)傳感器檢測(cè)到的信號(hào)和控制單元的指令,使單片機(jī)控制系統(tǒng)向執(zhí)行裝置發(fā)出控制信號(hào),使機(jī)器按指令運(yùn)轉(zhuǎn)。
清選系統(tǒng)
聯(lián)合收割機(jī)清選系統(tǒng)的主要部件是物料輸送帶、接料倉(cāng)、一級(jí)揚(yáng)谷器、二級(jí)揚(yáng)谷器、旋風(fēng)分離筒、吸風(fēng)機(jī)主要工作部件的結(jié)構(gòu)尺寸和相對(duì)位置需要根據(jù)聯(lián)合收割機(jī)的配置要求確定。
應(yīng)用領(lǐng)域 編輯本段
聯(lián)合收割機(jī)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè),可以用來(lái)收割或清理小麥、大麥、玉米、燕麥、水稻、黑麥、高粱和亞麻等谷物、油菜籽、大豆、幾乎所有的糧食作物,包括日本決明等非糧食作物。
發(fā)展趨勢(shì) 編輯本段
截至2020年底,各國(guó)聯(lián)合收割機(jī)的技術(shù)發(fā)展進(jìn)度各不相同,聯(lián)合收割機(jī)的類型也多種多樣,但所有的技術(shù)升級(jí)都是為了提高聯(lián)合收割機(jī)的作業(yè)效率,向規(guī)模化生產(chǎn)邁進(jìn)、智能化和功能復(fù)合化是發(fā)展方向。
大型化
大型/超大型聯(lián)合收割機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景和面積雖然有限,但一直是全球幾大農(nóng)機(jī)巨頭的研究重點(diǎn)。一方面,超大型收割機(jī)代表了行業(yè)內(nèi)最高的技術(shù)含量,也能顯示出研發(fā)該收割機(jī)的農(nóng)機(jī)公司的市場(chǎng)地位。超大型聯(lián)合收割機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率大、收割寬幅大、喂入量大可以提高聯(lián)合收割機(jī)的工作效率,同時(shí)降低生產(chǎn)成本。
智能化
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在國(guó)際農(nóng)機(jī)企業(yè)聯(lián)合收割機(jī)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)中得到廣泛應(yīng)用、輔助制造和實(shí)驗(yàn),同時(shí)機(jī)電液一體化、聯(lián)合收割機(jī)開(kāi)發(fā)融入了信息化智能化等新技術(shù),市縣可對(duì)聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制。
2020年,一些聯(lián)合收割機(jī)型號(hào)的產(chǎn)量測(cè)量傳感器系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)測(cè)量和記錄作物產(chǎn)量、水分含量、生產(chǎn),并利用碎紙機(jī)中的這些 信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,以適應(yīng)收割環(huán)境。在發(fā)達(dá)國(guó)家,產(chǎn)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了很高的普及程度。此外,GPS 的定位、自動(dòng)駕駛、系統(tǒng)監(jiān)控等電子信息技術(shù)也正在融入到聯(lián)合收割機(jī)的設(shè)計(jì)中, 使聯(lián)合收割機(jī)的信息化和智能化水平不斷提高。
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