農(nóng)機(jī)大全網(wǎng)（www.wgjtg.com）最新農(nóng)機(jī)信息：聯(lián)合收割機(jī)結(jié)構(gòu)原理點(diǎn)滴談7：麥?zhǔn)涨跋υ捛暹x損失，農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品,二手農(nóng)機(jī),農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼目錄,農(nóng)機(jī)價(jià)格查詢,農(nóng)機(jī)報(bào)價(jià)大全，更多農(nóng)機(jī)資訊請查看：農(nóng)機(jī)資訊

　　聯(lián)合收割機(jī)結(jié)構(gòu)原理點(diǎn)滴談7：麥?zhǔn)涨跋υ捛暹x損失

如何防止作業(yè)中的清選損失，是國內(nèi)外對聯(lián)合收割機(jī)諸多部位監(jiān)視的重中之重，也是設(shè)計(jì)過程中結(jié)構(gòu)原理的難中之難。所以聯(lián)合收割機(jī)新品投放市場成敗與否，與設(shè)計(jì)過程中對清選系統(tǒng)原理確定和結(jié)構(gòu)布置有重要關(guān)系。也正因?yàn)榇穗y度，國內(nèi)外機(jī)型清選系統(tǒng)的設(shè)計(jì)到目前為止也只停留在風(fēng)篩式結(jié)構(gòu)的層面上，而不像脫粒裝置在結(jié)構(gòu)原理上已有較大的突破。

聯(lián)合收割機(jī)在使用過程中出現(xiàn)脫不凈、含雜多和籽粒破碎等故障大多是是軟故障。尤其是田間損失，它由多方面原因造成。作業(yè)中往往沒有硬故障出現(xiàn)，可就是不能止損。而往往在這些故障出現(xiàn)時(shí)，更多時(shí)候是不用做任何調(diào)整，只需換一塊地或換個(gè)時(shí)段作業(yè)，損失即刻消失。

清選損失主要原因是抖動板和篩面混合物堆積過厚。田間和室內(nèi)實(shí)（試）驗(yàn)中通過研究清選篩面上氣流分布、風(fēng)向、風(fēng)量和風(fēng)壓，混合物在篩面上各處層厚及運(yùn)動狀態(tài)，籽粒在篩面上運(yùn)動和透篩機(jī)理，設(shè)計(jì)出風(fēng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)口形狀和調(diào)整最優(yōu)方案，建立起國內(nèi)外相關(guān)資料中沒有出現(xiàn)過的理論依據(jù)，制定了大喂入量作業(yè)條件下減薄混合物層厚和撒糧損失的有效措施。

聯(lián)合收割機(jī)結(jié)構(gòu)原理的新發(fā)現(xiàn)和新創(chuàng)造有許多是需要在實(shí)驗(yàn)室得出結(jié)論的。這是因?yàn)樘镩g試驗(yàn)可變因素太多，而實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用單因素法可以使故障重現(xiàn)，最終優(yōu)選得出正確的結(jié)論。多年來，筆者在高校、企業(yè)和田間做過大量的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原理實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新改造試驗(yàn)，有以下過程驗(yàn)證與結(jié)論性體會。由于篇幅有限，實(shí)（試）驗(yàn)情況與相關(guān)數(shù)據(jù)從略。

物料與輸送

通常情況下進(jìn)入清選的谷粒占脫出混合物質(zhì)量的90-95%，干燥情況下只有50%。喂入量增加，進(jìn)入清選雜余量相反會減少。進(jìn)入清選的谷粒與非谷粒體積比，秸稈含水率15-20% 時(shí)為10-20%，干燥時(shí)會更低。

目前聯(lián)合收割機(jī)清選室內(nèi)混合物料采用輸送攪龍或抖動板輸送。這兩種輸送方式都應(yīng)滿足輸送物料到上篩前的最大厚度不超過80毫米，才能保證清選篩對物料中籽粒的有效分離。而目前作業(yè)中在最大喂入量下輸送物料厚度基本都在150-200毫米之間，對清選裝置正常工作是極為不利的。

喂入量增加則混合物增多。目前國產(chǎn)橫軸流8公斤機(jī)喂入量已經(jīng)使抖動板鋪層厚度嚴(yán)重超標(biāo)。抖動板在輸送過程中雖有分層作用，但在喂入量較大、混合物較多的情況下因鋪層過厚分層效果不好。加之混合物從抖動板下落到上篩過程中，抖動板與上篩之間因落差過小，氣流無法將混合物中的雜余完全托起并一次送出機(jī)外，為此給上篩籽粒分離造成較大難度。如果要將抖動板下落到上篩前的雜余一次送出機(jī)外，則需要減薄抖動板上混合物厚度，使風(fēng)機(jī)有足夠能力將雜余與籽粒分離，使雜余呈漂浮狀態(tài)離開機(jī)體。 

國外篩箱振動頻率普遍為250-325次/分鐘。按國內(nèi)現(xiàn)有機(jī)型清選篩抖動頻率360次/分鐘，抖動階梯板間距和篩片之間間距30毫米計(jì)算，每秒鐘混合物位移180毫米。按現(xiàn)有機(jī)型田間作業(yè)速度2米/秒即作業(yè)速度7-8公里/小時(shí)計(jì)算，篩面混合物層厚可達(dá)200毫米。這對目前配套的風(fēng)篩式清選系統(tǒng)是很難確保籽粒分離的。

篩箱初始角和振幅的變化也影響清選效果： 一定的谷物在輸送速度不變的情況下，空氣阻力的變化與物料層厚度是成正比例的；而物料層的厚度又同谷物的喂入量成正比。輕雜余靠空氣動力作用分離，秸稈則靠氣流和機(jī)械推動沿篩面運(yùn)動?；旌衔镙^薄時(shí)，谷粒容易穿過篩孔。但如果輸送速度過高，由于時(shí)間的原因，谷粒反而不易分離出來。

2020年麥?zhǔn)掌陂g各橫軸流品牌機(jī)型撒糧都較多。其原因仍然是脫谷室下落到清選篩面混合物過多（超過常規(guī)80毫米極限厚度），厚度近200毫米，造成篩面負(fù)荷重，氣流托不起雜余，籽粒不能分離，隨雜余沿篩面移出機(jī)外。

根據(jù)國內(nèi)外聯(lián)合收割機(jī)相關(guān)設(shè)計(jì)要求， 抖動板和篩面上混合物標(biāo)準(zhǔn)厚度一般控制在60毫米左右，干燥時(shí)收割也不應(yīng)超過100毫米。對于這個(gè)厚度的混合物，對目前機(jī)型配套的離心風(fēng)機(jī)，在篩片和風(fēng)機(jī)都按標(biāo)準(zhǔn)正確調(diào)整的情況下，完全可以托起全部混合物中的雜余實(shí)現(xiàn)籽粒分離。但如果篩片和風(fēng)機(jī)調(diào)整不當(dāng)，混合物就會在篩面上出現(xiàn)移動速度緩慢，形成滯留積堆，籽粒夾雜在堆積的混合物中移出篩面造成落地?fù)p失。目前8kg/s機(jī)喂入量繼續(xù)增大，在小麥后期收獲秸稈破碎更多，抖動板上混合物厚度達(dá)到200毫米左右，極易出現(xiàn)籽粒損失。

為了使谷粒快速穿透篩片，物料層的厚度不能過厚。同時(shí)過高的輸送速度使物料匆忙通過篩面，影響籽粒透篩。特別是篩片過高的加速分量引起籽粒跳動，減少透篩機(jī)會。

所以說，要實(shí)現(xiàn)高效率清選，就要明確混合物的產(chǎn)生、位置、狀態(tài)和排出，除與風(fēng)機(jī)有關(guān)外，還與抖動板和清選篩的振幅、頻率、位置、層數(shù)、寬度、長度、篩片分段開啟片數(shù)、清選室內(nèi)形狀大小等因素有關(guān)，還與作業(yè)速度和喂入量有關(guān)。

清選篩

根據(jù)多年多次多種物料清選試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，清選篩面振動頻率在4赫茲上下時(shí)篩面籽粒分離透篩快，且基本在篩片前段下落完畢。而在振動頻率6赫茲上下時(shí)篩面不少籽粒則可以一直跳動到尾篩拋出機(jī)外。當(dāng)然，抖動板上混合物則在目前高頻振動時(shí)的后移速度明顯高于低頻振動。

上篩作用：具有中等懸浮的物料，可以通過部分輕雜余的浮動和部分重雜余沿篩面機(jī)械推送過程中除掉。隨著喂入量的增加，浮動雜余會減少，機(jī)械式推進(jìn)雜余會增加，到莖稈再次被積聚到一起時(shí)形成連續(xù)流動。如果較輕較小物料事先除掉，并且篩孔的開度合適，則谷粒就容易通過篩孔下落收集。其次，風(fēng)力的需要量要使氣流速度大到足以使物料層蓬松和部分浮動，但不得大到把谷粒吹出機(jī)外。當(dāng)然，被吹掉的物料比例是隨喂入量增加而增加的。

當(dāng)混合物濕度較大時(shí)，上篩前段不易開度過大，以免影響物料在篩面上后移。因?yàn)闈裎锪系钠∷俣容^大，不易被氣流托起，會從抖動板上直接下落到上篩前端。此時(shí)的籽粒分離則需要篩子的機(jī)械運(yùn)動實(shí)現(xiàn)。而對于濕度較小的混合物，則上篩前端需要全部打開，為利用篩下氣流一次將混合物中的雜余托起并實(shí)現(xiàn)籽粒透篩。

下篩作用：下篩主要是用機(jī)械式移動來進(jìn)行穎殼細(xì)雜的篩選，籽粒通過篩孔的能力受谷粒的尺寸和谷粒相對于孔眼方向的影響。

清選篩逆向運(yùn)動為減少不平衡振動和秸稈插入篩片的機(jī)會。篩片往復(fù)振動與靜止時(shí)相比，篩面氣流速度普遍降低，而對篩面氣流分布規(guī)律沒有影響，與減小風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速對篩面流場產(chǎn)生的作用相當(dāng)。篩子振動頻率愈高，篩面結(jié)構(gòu)對氣流的影響愈大，篩上風(fēng)速愈低。

清選負(fù)荷較重時(shí)，篩面物料阻擋了氣流，使其速度普遍低于無負(fù)荷情況下的篩面氣流速度。喂入量愈大，脫粒產(chǎn)生混合物進(jìn)入越多，篩面風(fēng)速愈低。

魚鱗篩開度在5～10毫米范圍內(nèi)對其篩面風(fēng)速影響不大。開度小時(shí)，篩面前部風(fēng)速略有下降。一般情況下，當(dāng)篩片與水平面夾角與風(fēng)機(jī)出口傾角相接近時(shí)，篩面前部風(fēng)速較大。另外，魚鱗篩開度還影響其風(fēng)向。

良好的篩面氣流分布狀態(tài)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)：

1. 正常工作時(shí)，篩面橫向氣流要求分布均勻，篩面氣流分布狀態(tài)基本不變。這些條件可通過清選裝置的設(shè)計(jì)與加工、運(yùn)動參數(shù)的調(diào)整來滿足。

2. 在篩子前部，由于初進(jìn)入清糧室的籽粒和雜質(zhì)量多層厚，且混雜在一起，故需要較高的風(fēng)速和較多的風(fēng)量來吹散物料，吹出輕雜物。但風(fēng)速不宜過高，否則籽粒吹送過遠(yuǎn)移出機(jī)外。 

3. 隨著物料不斷向篩面后段運(yùn)動，混合物會逐漸疏散并減少，清除雜質(zhì)所需的空氣量也可相應(yīng)地減少，所以篩面氣流速度沿篩子縱向也應(yīng)逐漸降低。同時(shí)，氣流與篩子振動相配合，使籽粒與雜質(zhì)分層離散。若篩子中部風(fēng)速過高，會使混合物在篩面上的停留時(shí)間縮短，不利于很好地篩選。但風(fēng)速不宜降低過快，特別是對于單位幅寬喂入量大，雜余含量高的情況，以免落入該區(qū)間的雜質(zhì)輕易落入篩孔，使含雜率上升。

4. 在篩子尾部，篩面上物料絕大部分是大雜質(zhì)，只有極小部分未分離的籽粒。為避免過多的大雜質(zhì)進(jìn)入雜余回收部分，篩尾風(fēng)速應(yīng)略有提高，將大雜質(zhì)吹出機(jī)外。

當(dāng)然，為了避免清選損失過多，對清潔度要求可以適當(dāng)降低。

風(fēng)機(jī)

風(fēng)篩式清選裝置中風(fēng)機(jī)的主要作用是利用脫出物中不同成分(籽粒、穎糠、碎葉、斷穗和部分短莖稈)的空氣動力特性，完成籽粒與雜質(zhì)的分離清選。根據(jù)對試驗(yàn)物料不同成分在群體條件下分離的氣流速度測定，籽粒與穎糠、碎葉、部分短莖稈等輕雜質(zhì)可以利用氣流完全分離，同時(shí)氣流要與篩子適當(dāng)配合才能較好地完成對大雜質(zhì)和少量落在篩面上的輕雜質(zhì)的清除。

清糧裝置是依靠氣流把飄浮速度較小的夾雜物吹走，而漂浮速度較大的夾雜物則靠篩子清除。這就要求氣流在抖動板向篩面移送入口處以較大的流速(8—9米/秒)將混合物吹散，把輕雜物往遠(yuǎn)吹出機(jī)外，使篩子前半部分混合物中的輕雜物盡量減少，讓大量谷粒在此透篩，以此來提高篩選效果。為了使不太飽滿的籽粒不被吹出機(jī)外，要求氣流自篩前往后逐步降低到2—3米/秒。因?yàn)樵诤Y面中后部谷層較薄，在篩子抖動作用下，谷粒全部穿過上篩。尾篩尾部由于篩框后擋板的設(shè)計(jì)，可將風(fēng)速提高到4—5米/秒，托起浮在篩面上的大雜余送出機(jī)外。尾篩傾角和片距較大，可將少量斷穗篩落下進(jìn)入雜余螺旋推運(yùn)器進(jìn)行二次脫粒。

為了獲得上述篩面要求的氣流，通常對氣流與篩子的配置提出下述要求：

1.氣流吹送方向與篩面成25—30°角，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口氣流直吹篩面在長度方向的范圍應(yīng)為篩子全長的2/5—3/5。也有機(jī)型氣流直吹方向較陡(如35—40°)，僅為篩子長度的1/5。喂入量大，含雜率高，直吹的高速風(fēng)區(qū)要加長。

2.通常清選裝置的容腔（上篩上方）是逐漸擴(kuò)大的，這樣才能保證篩面從前到后有一個(gè)逐漸下降的風(fēng)速分布，這就可使夾雜物在出口處跌落下來的過程中把相當(dāng)部分輕雜物吹走，從而減輕篩面負(fù)荷。也有實(shí)驗(yàn)室的不同結(jié)論：容腔在尾篩上方突減截面，使風(fēng)速提升，叫漂浮中的雜余在此處不下降，繼續(xù)后移離開機(jī)體。

3.氣流速度橫向均勻分布在寬幅的、離心式軸向進(jìn)風(fēng)的風(fēng)機(jī)出口管道內(nèi)。氣流在寬度范圍的分布是不均勻的，且隨著寬度與葉輪直徑比值的(一般不超過1.5)增大而嚴(yán)重。它使谷粒含雜率上升，同時(shí)使谷粒吹落損失增加。改進(jìn)措施有以下幾種：

（1）對半分開成兩個(gè)以上風(fēng)機(jī)，獲得多個(gè)進(jìn)風(fēng)口：在整體式風(fēng)機(jī)上，由于進(jìn)風(fēng)口過遠(yuǎn)，在出風(fēng)口中段形成較大負(fù)壓，兩側(cè)所進(jìn)的風(fēng)直沖篩面中央，從而中間風(fēng)速特高，兩側(cè)有反吸氣流。將風(fēng)機(jī)對半分開后，風(fēng)速均勻性大為改善。

（2）在出風(fēng)管內(nèi)加橫向?qū)эL(fēng)板和在外殼開孔放風(fēng)：因?yàn)樵诩訉掞L(fēng)扇后，通常出風(fēng)口下層風(fēng)是兩側(cè)高、中央低，而上層風(fēng)則與此相反。為此利用加導(dǎo)風(fēng)板和開放風(fēng)孔可以使氣流均勻起來。 

（3）采用徑向進(jìn)風(fēng)的風(fēng)機(jī)(橫流風(fēng)機(jī))：其特點(diǎn)是氣流在寬度方向分布均勻，并且改變進(jìn)風(fēng)口開度大小可使風(fēng)量調(diào)節(jié)范圍增大。與軸流風(fēng)機(jī)相比，在含雜率相近的條件下，谷粒吹出損失差別較大。此外，徑向風(fēng)機(jī)在產(chǎn)生相同氣流能量的前提下，其徑向尺寸可比軸向進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)縮小約2/5。

風(fēng)機(jī)出口傾角減小時(shí)，篩面前部風(fēng)速沿縱向降低速率變快，后部風(fēng)速沿縱向降低速率減緩。故風(fēng)機(jī)出口傾角的改變，引起氣流吹向篩面上方與吹向篩面下方的比例發(fā)生變化，主要影響篩面高速風(fēng)區(qū)的縱向位置，進(jìn)而影響篩面氣流分布規(guī)律。

加長出風(fēng)口后，在距風(fēng)機(jī)軸距離較遠(yuǎn)的位置也可以得到較高的風(fēng)速，并且加長500毫米比加長300毫米效果更明顯，但風(fēng)機(jī)口加長后出風(fēng)口初速度會降低。

根據(jù)風(fēng)機(jī)理論，在離心風(fēng)機(jī)出口管路發(fā)生的流動過程常常稱為“靜壓回收”。離開風(fēng)機(jī)流速較高的氣流逐漸膨脹，充滿了管路。動能（動壓）減少，勢能（靜壓）增大。出口管路越長，壓力回收越多，靜壓越大，風(fēng)被送得越遠(yuǎn)。在送風(fēng)方向上風(fēng)速變化平緩。 

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化也影響清選效果：進(jìn)風(fēng)口越小，風(fēng)速和風(fēng)壓就越大。進(jìn)風(fēng)口擋風(fēng)板安裝位置對篩面混合物的堆積位置有極大的影響, 因?yàn)槊摮鑫镅睾Y面橫向均勻分布會受縱軸流脫粒原理和混合物與篩箱側(cè)壁摩擦阻力的影響，氣體流量與速度在篩面不同位置都會產(chǎn)生變化。當(dāng)風(fēng)機(jī)兩側(cè)進(jìn)風(fēng)口無調(diào)風(fēng)板時(shí)，出風(fēng)口風(fēng)速中間小兩側(cè)大，上層小下層大。

結(jié)論: 

根椐試驗(yàn)分折，傳統(tǒng)單風(fēng)道風(fēng)篩式清選裝置要獲得理想的篩面流場，其結(jié)構(gòu)及運(yùn)動參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 

1. 風(fēng)機(jī)出風(fēng)口與篩面的配置應(yīng)兼顧篩面上、下，同時(shí)適當(dāng)選取出風(fēng)口傾角(與篩長有關(guān))，使氣流大部分吹篩下，小部分吹向從凹板落下的脫出物，可使篩面氣流逐漸降低，有利于籽粒與雜質(zhì)的分離。

2.篩下安裝籽?；?，使篩下氣流從逐漸收縮的出口吹出，較好地起導(dǎo)風(fēng)作用，可使篩后風(fēng)速略有提高，有利于降低二次處理率。沒有在篩下安裝滑板，不能形成篩下氣流出口的收縮效果。

3. 一般篩面前部風(fēng)速最好能使輕雜物一次吹出篩面，沿篩長風(fēng)速逐漸降低，篩面中、后部風(fēng)速的垂直分量應(yīng)接近或高于莖稈等大雜質(zhì)在群體條件下分離的氣流速度，篩面后部出口處風(fēng)速應(yīng)略有提高。

4. 得到理想的氣流分布規(guī)律后，具體的運(yùn)動參數(shù)需根椐實(shí)際物料條件和喂入情況進(jìn)行調(diào)整。

由于單出風(fēng)道風(fēng)機(jī)在高效聯(lián)合收割機(jī)上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有缺陷，固市場上出現(xiàn)多種型式的雙出風(fēng)道風(fēng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)原理實(shí)（試）驗(yàn)結(jié)論待續(xù)。