1、昆明理工大学现代农业工程学院农业机械学1我国谷物收获机械的发展现状及其对策指导教师：朱惠斌组 员:瞿家贵、赧唱和、薛智敏昆明理工大学现代农业工程学院农业机械学2第一章 概 述第二章 谷物联合收割机械的发展现状2.1 麦类 2.2 水稻类 2.3 玉米类第三章 国内外谷物收获机械的发展趋势3.1 国外收获机械化技术与机具的发展趋势3.2 国内收获机械化技术与机具的发展趋势第四章 存在的问题及对策 4.1 存在的主要问题 4.2 对策 昆明理工大学现代农业工程学院农业机械学3第 1 章 概述收获作业是整个农业生产过程中夺取高产丰收的最后一个重要环节，对谷物的产量和质量都有很大的影响，其作业特点是季
2、节性强、时间紧、任务重，易遭受风、雨、雷、雪、霜的侵袭而造成损失。因此，实现鼓舞收获作业机械化对于提高劳动生产率、减轻劳动强度、降低收获损失、确保丰产丰收具有极其重要的意义。1.1 谷物收获工艺及机械种类谷物收获工艺谷物收获包括收割、捆束、运输、堆垛、脱粒、分离、消粮等作业，它可以用不同的方法来完成，目前我国有以下三种方法： （1） 分别收获法用人力或机械分别完成收获过程的各项作业。优点是所用的机械构造简单，投资费用少，对使用的技术要求不高，适用于规模较小、经济发展水平不高的地区。它的缺点是收获过程的各项作业分别进行。需要众多的劳动力。劳动生产率低，劳动强度大，收获的损失也较大， （2） 联合
3、收获法用谷物联合收获机一次完成收割、脱粒、分离和消粮等作业。此法的优点是一次完成上述作业，-所需的劳动力少，劳动生产率可以大幅度提高，劳动强度减轻收获损失也较小，适用于经营规模大、经济发展水平高的地区。他的缺点是谷物联合收获机构复杂，投资费用大，而在一年中的使用时间短，并要求有较高的使用技术。 （3） 分段联合收获法也称两段收获法。先用割晒机收割，谷物条铺在留茬地上，经几天晾嗮使谷物后熟和风干，再用装有捡拾器的谷物联合收割机完成捡拾、脱粒、分离和消粮等作业、此法的优点是割嗮机可以比联合收割机提早几天开始收割，谷物可以后熟和风干，品质较好。它的缺点是机器两次作业，行走部分对土壤破坏和压实程度增加
4、，油料消耗比联合收获增加 7%-10%，如遇连阴雨天，谷物在条铺上易长霉和生芽。若将分段法与联合收获法结合起来用，即在收获初期分段联合收获法，而在收获中、后期使用联合收获法，这样可以充分发挥各自的优点，取得良好的效果 。昆明理工大学现代农业工程学院农业机械学4谷物收获机械种类(1)收割机械。收割机械用于分段收获。它将作物割断，经过割台输送，将茎杆以“转向条铺”的形式铺放于对表，以供人工分把和打捆。割晒机用于两段联合收获。它能将作物割断，并在地上顺势放成首尾搭接的“顺向条铺” ，经晾晒后进行捡拾联合收获。（2）脱粒机。全喂入脱粒机：将作物全部喂入机器进行脱粒，茎杆也全部被揉搓、冲击，所以消耗功率
5、大，分离难度大。半喂入脱粒机：只将作物带穗头的上半部分喂入机器，使茎杆能大部分保持完整，功率消耗少，分离难度较小。（3）谷物联合收割机。半喂入联合收割机可一次完成割断，经输送装置将作物带穗的上半部段喂入脱粒装置，进行脱粒、清选作业，茎杆可基本保持完整。第二章 我国主要粮食作物联合收割机械的发展现状2.1 麦类我国的小麦联合收割机起步于 20 世纪 60 年代末、 70 年代初 ,发展一直较缓慢。随着我国农村经济体制改革的发展 ,农村劳动力转移 ,农民收入水平提高, 农民对机械收割产生了新的需求 ,新一代“机械化麦客”应运而生。由山西省开创的小麦联合收割机“南征北战”易地作业近年来给农民带来了可
6、观的经济效益和社会效益 ,从而出现了生产和购买联合收割机的热潮 ,使我国联合昆明理工大学现代农业工程学院农业机械学5收割机的生产步入了迅猛发展的快车道 ,年产量也由 1995 年的 1 万多台发展到 1999 年的 8 万多台 , 年产值约 50 亿元。目前 ,全国联合收割机保有量已达 20 多万台, 机收面积达 30% 以上, 成为我国农机工业一个新的经济增长点。国内同类联合收割机的水平分析与比较2.1.1 小麦联合收割机的类型我国目前生产小麦联合收割机的企业已发展到近 200 家。 但规模较大、质量较好、具有经济实力的也只有以佳木斯联合收割机厂和新疆联合收割机厂为代表的几个骨干企业。目前国
7、内生产的联合收割机主要有以下几种类型: 一是大中型自走式联合收割机 ,占生产总量的 24% ,此类机型发展较快; 二是背负式联合收割机, 占生产总量的 62% , 此类机型现逐渐减少; 三是履带式联合收割机。我国小麦联合收割机的产销量近年来呈迅猛发展之势, 已由 1994 年的 3 475台发展到 1999 年的 8 万台。近年来 ,山西省小麦联合收割机保有量亦呈稳步上升趋势, 已由 1994 年的 3 135 台发展到 2000 年的 6 400 台。山西省近 5 年的统计资料表明 ,我省中型自走式联合收割机由 1994 年的 1 880 台 (占联合收割机总量的 49% )发展到 1998
8、 年的 4 470 台 (占总量的 78% )。2.1.2 国内同类产品分析对比20 世纪 90 年代初 ,由中国农机院分别和佳木斯联合收割机厂、新疆联合收割机厂合作 ,研制、推出了“佳木斯 3060”和“新疆 2 号”两种轴流自走式谷物联合收割机。由于轴流式谷物联合收割机的使用性能比过去传统自走式谷物联合收割机 (切流式 )有了很大提高 ,使用、维护也比较简便, 销售价格适中 ,较为适合我国目前经济技术发展水平 ,是农民买得起、 用得好的机器 ,所以 ,很快就占领了市场 ,成为联合收割机发展和更新换代的主要机型。 尤其是在华北和中原开展易地作业 ,联合收割机成了农民发财致富的工具 ,经济效益
9、和社会效益十分可观。在各级政府和有关部门的推动、支持下 ,广大农民购机热一浪高过一浪 ,生产厂家也纷纷上马 ,各种各样的轴流式谷物联合收割机红极一时。经过近几年生产实践的考验 ,“佳木斯 3060”和 “新疆 2 号”轴流自走式谷物联合收割机成了我国中型自走式谷物联合收割机的代表机型。这两种机型的使用性能和技术经济性能都较好 , 基本上可满足广大农民的需要。但由于轴流式联合收割机诞生时间不长 ,还处于成长、发展阶段, 还需进行完善、提高。另外 ,随着联合收割机市场的迅猛发展 ,农民科学文化水平的不断提高 , 农民对联合收割机提出了更高的要求 , “割得快、脱得净、丢得少、故障少、价格低、售后服
10、务好”已成为农民选购联合收割机的主要标准。农民盼望的新一代产品 ,市场上并不多见。 实力雄厚的新疆联合收割机有限公司在原“新昆明理工大学现代农业工程学院农业机械学6疆 2 号” 的基础上 ,开发出新一代产品“新疆 3 号” ,使喂入量从 2kg /s 提高到 2. 5 kg /s 3kg /s ,发动机功率从 48kW 提高到 58kW ,但总损失率与含杂率并无明显改善。山西省农业机械化科学研究所组织全省农机科研、生产、推广、使用方面的专家, 在总结联合收割机“南征北战”中暴露出的一系列问题后 ,以“佳木斯 3060”和“新疆 2 号”等在我国最具代表性的机型为基础, 经过多年试验和一系列研究
11、后, 开发出了我国新一代机型 4 L3 A 型自走式谷物联合收割机 , 该机已通过山西省科研成果鉴定 ,其主要技术性能指标达到国内同类产品的领先水平。它与国内同类产品的技术性能指标对比详见表 1。分析表 1 可以看出 , 在国内中型自走式谷物联合收割机中, 单位喂入量所耗功率为 19. 2kW /k g 24kW /kg。 最有代表性的“ JL3060”和“新疆 2 号”分别为 19. 2kW 和 19. 6kW。 新开发的 4L3A 型自走式谷物联合收割机由于对影响性能的主要结构参数和运动参数进行了优化设计与调整 , 从而使单位喂入量所需功率降到 16kW / kg。 可以说 ,在国内同类机
12、型中 4 L3 A 的单位功率的生产效率最高。 另外 ,对比测试也表明 ,总损失率、破碎率和含杂率等主要性能指标也优于国内同类机型。2.1.3 存在问题1 联合收割机的制造质量不过关由于联合收割机市场热销, 一些生产条件差、不了解产品标准、不具备生产及检测手段的企业 ,生产出的收割机存在严重质量问题 ,如机架强度不够、易变形,零件加工质量较差等 ,导致了联合收割机使用性能低下。2 联合收割机可靠性低1999 年的小麦联合收割机质量跟踪调查结果表明 ,产品使用可靠性不高 ,故障较多,平均无故障工作时间 ,自走式只有 8. 4h ,背负式也只有 9. 7h (标准规定合格品分别应达到 45h 和
13、60h) ; 企业“三包 ”服务工作有较大差距 ,不满意率高达 25. 8% , 即不到 4 个用户中就有 1 个不满意。3 零配件质量较差零配件质量较差 , 轴承、胶带、胶套、链条、油封损坏是联合收割机中较多的故障。易损件 (如胶带、胶套、轴承等 )的损坏占总故障的 29% 。由于易损件的市场需求量大 ,销售季节性强 ,大量小企业搞低质量、低价格策略 , 推销不合格产品 , 造成零配件市场混乱 , 假冒伪劣产品横行。 2000 年的调查统计表明,传动胶带故障占机器故障的 14. 6% ,轴承故障占 14. 4% 。昆明理工大学现代农业工程学院农业机械学72.1.4 小麦联合收割机的发展( 1
14、)小麦联合收割机今后将会以中型自走式为主导发展方向 ,并会增加秸秆切碎、均匀抛撒功能或秸秆收集功能 ,并配以自动监测、 自动报警等电控装备。( 2)加快技术创新, 推出满足不同层次需求的多档次机型 , 如纵向轴流自走式稻麦联合收割机、捋穗式 (割前脱 )稻麦联合收割机等。( 3)联合收割机生产厂商应抓住当前市场旺销、机收效益好的大好形势 ,加快技术创新和改造 ,进一步改善驾驶员的作业条件 ,减轻机手作业强度 ,提高安全防护意识和调整、 保养的方便性 ,使操作向着更加简易化的方向发展。2.2 南方水稻收获机械水稻是我国主要粮食作物之一，种植面积近 3000 万 hm2，约占世界水稻种植面积 21
15、%，产量占世界总产量的 34%。我国水稻主产区主要在江苏、安徽、湖南、湖北、江西、广东等南方地区。南方多丘陵、梯田、烂泥田，该地区的季节性、作业环境差异也大，这对水稻收获机械的类型、适应性和可靠性提出了更高的要求1。2012 年，我国水稻耕种收综合机械化水平为 69.04%，其中机收水平为 73.59%，但南方地区水稻机收水平相对偏低，其中四川、广西、广东水稻机收水平仅分别为 44% ，51.2%，70.5%，严重制约了南方地区水稻生产机械化的发展。水稻收获是水稻生产过程的重要环节，约占全过程劳动用工的 40%以上，而且劳动强度大，条件恶劣。随着农村的经济发展和劳动力的转移，粮食生产中收获环节
16、出现的劳动力紧缺问题越加突出，已经影响到水稻的生产。因此提高水稻收割机械的适应性和可靠性，加速开发针对南方地形和作物品种的水稻收获机械以及加大推广力度仍然具有重要意义。2.2.1 南方水稻收获机械应用现状改革开放 30 年以来，我国农业装备行业不断发展壮大，已形成基本完整的产业体系，现能生产 14 大类，3 000 多个品种的农业装备，成为世界农业装备生产大国。国内水稻收获机械机型多、品种全，按行走方式分有自走式、背负式；按底盘结构不同分有轮式、履带式；按喂入方式分有全喂入式、半喂入式等。目前南方地区应用较多的水稻联合收割机主要有：半喂入式水稻联合收割机、背负式全喂入水稻联合收割机、自走轮式全
17、喂入水稻联合收割机、自走履昆明理工大学现代农业工程学院农业机械学8带式全喂入水稻联合收割机。1、半喂入式水稻联合收割机半喂入式水稻联合收割机主要由立式割台、夹持链输送装置、脱粒分离装置、履带行走底盘装置、液压电器系统、操纵系统等组成。在作业质量上，该机型明显优于全喂入式，一般水稻收割后，茎秆被夹持输送装置“整齐、均匀、连续”地输送到脱粒装置，并且只有稻穗部分通过脱粒部件，脱粒彻底，含杂率很低，清选更加干净，脱粒后茎秆不乱，可采用均匀铺放、成堆、切碎还田三种处理方式。在收获效果上，该类机型具有割茬低且能收割倒伏的水稻、脱粒清选功耗小、水田通过性好2等优点，无论在作业质量、收获效果上，还是在人机工
18、程的舒适程度上，都要优于全喂入式机型，目前在江苏、浙江等地使用较多。半喂入式代表机型主要有久保田 4LBZ 系列、洋马 4LBZJ-140 系列、太湖 4LBZ-150、沃得 4LZ-150A 等。对于半喂入式水稻联合收割机的开发研制，国内许多企业已具备了条件和能力，在市场上小批量推广应用，如江苏无锡太湖、常发锋陵、沃得公司等。目前进口半喂入水稻收割机价格较贵，每台售价在 23 万元左右，根据目前南方农村经济状况和成本回收期限，在大范围内推广使用还有相当大难度。国产半喂入水稻收割机部分关键部件仍需进口，因而价格也很高，每台售价在 15 万元左右，而且其可靠性还不稳定，维修成本高，收割双季稻地区
19、容易落粒的籼稻和杂交稻落地损失较大，农民接受程度较低。2、 背负式全喂入水稻联合收割机背负式全喂入水稻联合收割机是将收获装置悬挂在拖拉机上作业，机动性较好，配套能力强，异地作业方便，在非收获季节可卸下收获装置进行其他机械化作业，拖拉机的综合利用率好，效率高。但这类机型在南方湿软的水田通过性差，特别在泥脚深的烂泥田无法作业，且不宜小块地作业，功率大、损失较大、纵向尺寸较大，主要机型有桂林系列等。总体来讲，这类机型南方市场应用非常少，目前在海南局部地区有较小的市场，属于过渡机型。3、自走轮式全喂入水稻联合收割机自走轮式全喂入水稻联合收割机由小麦联合收割机演变而来，一般由四轮专用底盘系统、操纵系统、
20、割台装置、输送装置、脱粒分离装置、复脱装置、一次和二次清选装置、集粮装置等组成。这种机型特征主要是通过更换钉齿和杆齿滚筒实现稻麦兼收，具有机动灵活、效率高等优点，但故障率较高，可靠性不昆明理工大学现代农业工程学院农业机械学9稳定。现在主要生产厂家有江苏沃得、福田雷沃、洛阳中收等公司，在苏北、安徽、湖北等部分稻麦区使用。自走式收割机机身较大，并不适合水稻地区的水田及小田块作业，因此，自走轮式全喂入水稻联合收割机大多用于北方水稻和小麦收割，很少用于南方水稻收割，南方地区市场需求量较小。4、 自走履带式全喂入水稻联合收割机自走履带式联合收割机主要由履带行走装置、操纵系统、割台装置、输送装置、脱粒分离
21、装置、清选装置和集谷装置等组成。自走履带式全喂入水稻联合收割机按脱粒分离机构布置方式的不同分为横置轴流和纵置轴流两种类型收割机。2.2.2 横置轴流全喂入水稻联合收割机横置轴流收割机的脱粒滚筒与割台平行，是南方目前普遍使用的水稻联合收割机。这类机型技术比较成熟，性能基本稳定，应用较广，主要用在我国南方湖南、广东、广西、江西等双季稻产区，代表机型有柳林 4LZ-2.0、沃得 4LZ-2.0、福田 4LZ-1.8、广联 4LZ-2.0 等。横置轴流收割机由于结构上的空间所限，脱粒滚筒长度一般较短，脱粒分离能力受到一定限制，对潮湿作物和一些难脱品种作物适应性较差，速度稍快时还会出现跑粮现象，直接影响
22、收割机的作业效率和工作性能。该机型收割机价格适中，一般每台约 7 万元，水田通过性基本正常，目前仍是南方双季稻区的主要机型。2.2.3 纵置轴流全喂入水稻联合收割机纵置轴流全喂入水稻联合收割机脱粒分离装置采用纵向布置方式，通过喂入口的螺旋喂入叶轮把作物导入脱粒装置，增大了脱粒长度和分离面积，能够在不增大机体体积的情况下提高生产率、脱净率和减少破碎率，较好地解决难脱品种的脱净率和破碎率矛盾的问题及跑粮现象3。目前在国内使用的纵置轴流全喂入联合收割机主要有：福田 4LZ-3.5G、奇瑞 4LZ-2.5Z、沃得 4LZ-2.5B、柳林 4LZ-2.0B、广联 4LZ-2.8 等，国外品牌有日本的久保
23、田 4LZ-2.5 （PRO688Q） ，这些品牌的纵置轴流收割机近二三年才进入南方市场销售和使用，价格每台在 10 万元左右，水田通过性好，性价比高，适合南方水稻大田块收割作业。昆明理工大学现代农业工程学院农业机械学10纵置轴流全喂入水稻联合收割机对高产、潮湿作物及一些难脱品种作物适应性好，解决了全喂入联合收割机对不同水稻品种的适应性问题，大幅提高了联合收割机的性能技术指标。2013 年该机已成为南方地区新型主导机型，有较好的市场发展前景。2.2.4 南方水稻收获机械技术存在的主要问题及发展趋势1、技术和装备转化应用能力弱，无法满足收获机械产2、故障率高 适应性差品的可靠性和寿命的需要，收割
24、机械故障多，维修目前在南方使用的部分全喂入水稻联合收割机成本高。机型可靠性仍待提高，机器故障率居高不下，如行走系统的履带脱轨或断裂，变速箱转向齿轮和铜套磨损严重，作业堵塞、工作零部件易损坏甚至引起伤人的事故，生产厂家在制造收割机零部件生产精度和质量控制上有待进一步提高。有的厂家生产的收割机对高产、潮湿作物和一些难脱品种作物适应性较差，速度稍快时还会出现一些跑粮现象。3、研发力度不够 收获质量不高我国幅员辽阔，地形地貌千差万别，特别是南方，多山地、丘陵，如广东、广西等省，这些地方的大部分水田田块小、水稻成熟期又不一样，连片地少，因而小型机较实用。而目前对通用性强的小型水稻联合收割机研发力度不够，
25、小型水稻联合收割机机型在结构上还没有较大突破，易出现故障影响作业速度，有的脱粒不净，有的分离不彻底，夹带和脱不净损失较大，收获的水稻清洁率达不到一次清选入库的要求，还需要再次清选才能达到标准。2.2.5 南方水稻收获机械产品与技术发展趋势在国际和国内收获机械技术进步潮流的影响和加快发展现代农业新要求的推动下，我国南水稻收获机械产业的发展领域、理念、目标、模式及重点等都呈现新的发展态势，水稻收获机械逐步由廉价，向性能优、功能多、质量高的方向转变。 半喂入机市场疲软 全喂入是主力机型南方水稻收获机械市场需求仍趋旺盛，半喂入收割机市场疲软，全喂入仍是水稻收割机市场主力机型。随着农村经济条件的改善，南方水稻全程机械化作业的推广和购机补贴政策的拉动，近期水稻机仍将是市场需求的热点，南方水稻收获机械仍有很大的市场空间。从近几年的市场发展来看，半喂收割机因售价和三包服务费用高，成本回收期长，较多成熟用户转购全喂入机型，半喂入销售锐减。目前履带式全喂入水稻
