青贮饲料收获机械的发展现状及技术发展趋势分析

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　　摘 要：随着社会的发展进步，畜牧业的自动化装备逐渐增多，青贮饲料收获机的应用显著提高了青贮饲料的利用率，并同时提高了劳动生产效率。针对现阶段青贮饲料收获机的应用情况和技术特点，总结了青贮饲料收获机关键结构与原理，并分析了青贮饲料收获机技术研发的未来趋势。
　　关键词：青贮饲料;收获机;现状;技术特点;发展趋势
　　中图分类号：S817.11        文献标识码：A
　　doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.08.013
　　 青贮饲料收获机械近年来得到了较快的发展，通过机械实现对农作物切碎、挤压和揉搓，并集中处理，显著减少了青贮饲料前期收获和加工的工作量，且青贮饲料的品质也得到了快速提升。就现阶段青贮饲料收获机的应用情况来看，很多关键技术都得到了较大突破，自主生产的整机品质基本得到了保证，但相对于发达国家而言，无论是技术成熟度还是机具的普及程度，都还存在明显不足，需要农机研发和推广人员继续探索和努力，以利于我国青贮饲料行业的进一步发展。
　　1 青贮饲料收获机技术特点
　　现阶段，我国使用的青贮饲料收获机主要以悬挂式和自走式机型为主，为保证收获效率以中大型机械居多，青贮饲料收获机在作业中可实现收获、粉碎、抛送、集粮等功能，如图1所示。例如，可以对玉米果实和秸秆等部分实现一次性收获处理，具有较高的作业效率，且先进的青贮饲料收获机作业质量高、适应性好、粮食损失少，很适合我国青贮饲料收获的需要。现阶段的青贮饲料收获多采用对行收获的形式进行，收获的粮食作物以玉米、高粱为主，由于不同地区的农艺技术不同，农作物种植密度和行距存在较大差异，因此各地区使用的青贮饲料收获机种类和技术性能也存在一定差别。
　　青贮饲料收获机作业对于农时的要求较高，及时收获有利于获得最佳的农作物养分和含水率，有利于后期的发酵处理，因此，青贮饲料收获机的作业时期与农作物状态直接相关，需要使用者密切注意农田的生长情况，合理选择恰当时机进行作业。
　　2 青贮饲料收获机研究现状
　　传统的青贮饲料收获主要依靠人力作业与机械配合进行，即通过机械或人力将玉米或高粱割倒后，集中收集进行粉碎，再进行发酵贮存。而随着农业机械化的普及，我国的大型农场、牧区逐渐引进了青贮饲料收获机械，最初的青贮饲料收获机多以进口机型为主，例如德国的C1200、C2200、C3000等机型，我国自主研发的机具多参照国外成熟机具的结构和原理。
　　早期使用的青贮饲料收获机多以小型机具为主，采用与拖拉机悬挂作业的形式进行，在生产效率和作业质量上与国外技术存在较大差距，对农作物的切碎质量通常达不到实际需求，造成青贮饲料收获机的购置多以国外机型为主。很长一段时间内，我国的青贮饲料收获机多以小批量生产的形式销售，且存在较多弊端，例如无法自行开道、小田块作业效率低、浪费严重等。随着市场对青贮饲料的需求量增加，很多农机厂商意识到了青贮饲料收获机未来的市场价值，开始着手研究自走式青贮饲料收获机，现阶段应生产较多相对成熟的自走式青贮饲料收获机，例如4PQ-100型、4QB-60型等。
　　现阶段市场上应用较多的青贮饲料收获机按结构形式可分为两大类：即割台卧式收获机和割台立式收获机，割台卧式收获机是传统的收获形式，具有适用范围广、技术成熟的特点，但其在作业中易产生较大浪费;割台立式收获机属于新型机具，与卧式割台的区别是采用了滚筒式的立式割台，其结构与农作物生长状态相适应，能有效减少作业过程中的粮食浪费问题。
　　3 青贮饲料收获机关键结构与原理
　　青贮饲料收获机的主要工作部件包括喂入装置、切碎装置、抛送装置和籽粒破碎装置，能实现对多种不同农作物的青贮饲料收获工作。
　　3.1 喂入装置
　　喂入装置的作用是可靠的引导并将秸秆喂入收获机中，现阶段对于玉米和高粱的喂入装置多采用四辊压缩式喂入结构，通过喂入辊的相对旋转根据不同的作物特点，现阶段市场上常用的喂入辊包括了刀齿辊、沟齿辊、星齿辊和光辊四大类，实际生产中的喂入装置会选择其中2～3类组合进行喂入工作，如图2所示。其中刀齿辊的喂入能力最强，其次是沟齿辊和星齿辊，光辊喂入能力较弱，通常只作为下喂入辊，而刀齿辊、沟齿辊、星齿辊多作为上喂入辊使用，由于部分机型需强化喂入能力，也可将沟齿辊、星齿辊设计为下喂入辊。四辊喂入结构设计有两个主要的喂入齿辊，即为上喂入辊，为保证良好的喂入质量，必须使喂入齿辊的间隙可调，以适应不同品种作物的特点。
　　3.2 切碎装置
　　切碎装置是決定青贮饲料品质的重要装置，切碎装置通常采用圆盘刀盘切割或滚刀式切割。由于滚刀式切割器存在能耗高、冲击力大的缺点，现阶段使用量逐渐减少。而圆盘刀盘切割的形式则应用逐渐增多。圆盘刀切割器上安装有切刀及刀架，切刀刀片采用螺栓安装，当破损时能够及时便捷的更换，切刀刀片的形状多为梯形，要求刀片具有较高的耐磨性，且刀刃的磨角合理，通常磨角在18°～25°之间为宜。切碎装置在设计时结构比较紧凑，工作中的转速通常在800～1200 r·min-1，由于采用了固定式结构，切割过程中的振动较少，有利于收获农作物的良好切碎品质，且粉碎的程度更为均匀。
　　3.3 抛送装置
　　抛送装置主要是将切碎装置切割后的饲料进行输送的装置，能够将切碎的茎秆等输送至籽粒破碎装置中。其关键部件是抛送叶片，抛送叶片是饲料抛送的动力源，抛送叶片位于切碎器刀架的一侧。每个切碎刀架上均安装有一个抛送叶片，其作用类似于叶轮，通常情况下，应将抛送叶片设计的直径尽量大些，以保证切碎的秸秆和果穗能顺利被抛出。在将碎段抛离叶板时，碎段速度应大于气流的速度，同时切碎装置的切割能力与抛送装置的抛送能力应匹配，以保证资源的最佳化利用并避免因作物过长时间停留在切碎装置中导致粉碎过渡问题出现。 　　3.4 籽粒破碎装置
　　籽粒破碎是新型青贮饲料收获的重要工序，籽粒破碎装置主要包括壳体、刀盘、破碎辊轴、摇杆、带轮、夹持结构等部件。工作中，通过发动机提供的动力，皮带轮带动破碎辊轴上的多组刀盘实现旋转，对物料进行揉搓、剪切和破碎，同时在高速旋转过程中会产生向上的抛送力，将物料破碎后送至抛料筒，并沿抛料筒内壁抛出，由集料车收集并运输。
　　4 青贮饲料收获机的技术发展趋势
　　（1）强化机具的适应能力。针对于现阶段农业生产种植的农艺技术存在较大差异，很多技术先进的青贮饲料收获机尽管性能优越，但受限于农艺技术的影响，在很多地区作业时难以发挥自身优势，反而因适应性不强导致出现粮食浪费、效率低下等问题。因此，应重点针对割台的适应能力强化设计，使割台在行距适应方面得到增强，同时设计更合理的仿形机构，以适应不同农田的地形需求。
　　（2）提高机具的自动化程度。从青贮饲料收获机的结构上来说，现阶段的机具仍然存在体型庞大、结构臃肿的问题，应积极加强机电液一体化技术的应用，利用电子技术实现更多的自动控制功能，例如行距自动调节、自动对行、切碎量与抛送量的自动匹配等。
　　（3）向绿色农业和精准农业方向发展。节能减排是所有农机装备优化的重要方向，首先，机具整体向大型化和高速化发展，有利于提高工作效率，同时减少资源消耗;其次，向宽幅化发展有利于提高单个机具的作业能力，进而减少单位面积的作业量;最后，将定位技术、地理信息技术和遥感技术与收获机进行融合，有利于提高作业的精确度和科学性，减少粮食和资源的浪费。
　　（4）加强机具故障预警技术的研究。针对于大型青贮饲料收获机，由于结构复杂、体积庞大，驾驶员很难及时发现细节处的故障或零部件损坏，因此，针对易损件和重要部位应重视故障检测技术的应用，例如对零件温度、振动、噪音的检测，对可能存在的故障做到技术预警。
　　5 结语
　　针对现阶段青贮饲料收获机的应用特点，相关技术的研究应以我国实际国情为依据，农业生产企业应重视对青贮饲料收获机相关机型的研發，并强化喂入、切碎、籽粒处理等技术的进一步开发，使我国的青贮饲料收获机技术早日赶上先进水平，并使相关机型得到更广泛的普及。
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