水稻收获清选装置的结构特点及优化方向
彭君峰 韩喜君
摘 要：联合收割机是水稻收获的主力机型，而清选装置是保证水稻籽粒收获品质的关键结构，能够有效控制水稻收获过程的含杂程度。通过介绍清选装置的结构和工作原理，说明了清选装置功能的优化方向，希望能够为我国水稻收获质量的提升提供帮助。
关键词：水稻；收获机；清选装置；结构；优化
中图分类号：S225 文献标识码：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.04.005
清选装置是水稻联合收割机的重要组成部分，清选装置的工作能力是联合收割机作业性能的重要指标。对于水稻的清选是通过气流、振动筛以及水稻自重共同完成的，通常情况下对于水稻收获的清选标准含杂率不高于1.2%，含杂率越低收获质量越高。但由于现阶段的清选技术限制，过于严格的清选也会造成粮食损失率的增加，因此，通过科学的方式提高清选装置的性能，并按照规范要求进行使用和调整，以解决现阶段的清选作业损失率和含杂率偏高的问题，在水稻机械化收割研究过程中应当给予足够的重视。
1 清选原理及结构特点
现阶段的清选工作都是通过风筛式清选装置进行的，普通的无风式筛选，水稻谷粒由于含杂较多的影响，难以直接通过筛孔被筛选出来。且过多的杂余还容易堵塞筛孔，若配合风机的作用，可将质量较轻的秸秆、杂草、叶片等细碎吹离筛面，以便于清选工作的进行。
清选装置主要由清选风机和振动筛两部分组成。当风机工作时，空气由进风口被高速旋转的叶轮吸入，并在叶片的推力作用下做圆周运动。由于离心力的作用，当空气到达出风口时，会以一定的速度被排出，排出空气后，叶轮中心处会再次形成一定的真空度，将空气吸入，保证风机的连续不间断工作。现阶段对于清选风机的技术研究主要在于外壳形式以及叶轮形式的设计，希望提供更适合的风选效果。
振动筛是清选工作的重要部件，振动筛的工作特性直接影响了清选的效率，振动筛主要以简谐运动为主，待清选物料包括水稻料籽粒、茎秆、碎叶等，通过使物料在筛面上做往返运动、抛掷运动使物料与筛子之间实现透筛和分层。振动筛所使用的筛网主要有三种形式，分别为编制筛、鱼鳞筛、冲孔筛。编制筛是由不锈钢的金属丝编织而成，由于其与空气气流的阻力很小且结构简单，能够承担大面积的清选工作，具有很高的效率。但由于编织筛的自由度从两侧向中间逐渐加大、变形度大，容易对水稻籽粒造成一定的磨损，且使用寿命不长。鱼鳞筛主要由鱼鳞筛片和筛孔部分组成。筛孔的大小可以根据实际作业的需求进行调节，在工作过程中不容易出现堵塞问题，其工作效率很高，适应能力强。但鱼鳞筛的结构比较复杂，生产制造成本较高。冲孔筛是采用冲压的方式制造的筛板，可根据不同的作业要求选择冲孔的形式，具有易于制造、不易变形的优点。但由于冲孔面积所占比例较小，导致工作表面积较小，清选效率较低。
2 清选装置的应用及优化方向
我国对于农业机械产品的作业效果具有相关的标准要求，现阶段使用的农业机械也基本能够满足相关条件，而对于水稻收获过程的清选装置，仍有较大的优化与提升空间，主要表现在以下几个方面。
（1） 提升离心风机送风的均匀程度和可变性。送风的均匀程度主要是降低风力沿出风口向外侧逐渐减弱的问题。风力的不均匀影响了清选工作的作业效果，容易出现部分区域粮食损失率过大，同时边缘区域清选效果不佳的问题，考虑引进更为先进的风机技术，形成更为合理的送风形式是风机未来发展的一个主要研究方向。而送风能力的可变性主要是指在工作的过程中能够简单快捷的实现对风速的调节，以适应不同的水稻清选作业特点，优化作业的合理性。
（2） 提升清选过程的智能化控制程度。现阶段的机械式清选由于没有传感器等相关检测装置，在粮食损失和含杂率控制方面只能凭借经验进行，缺乏科学依托，也增加了作业过程的繁琐程度。为了提高清选过程对不同水稻状态、含水率和脱出物的相关要求，在振动筛尾部安装具有清选损失监测功能的传感器，实时获取清选损失大小的相关数据，并通过自动调节振动筛筛片开度、进风口大小、风机转速、振动频率、调风板位置等参数，达到更合理的清选效果以及更高的清选效率。
（3） 提升供料的科学程度，避免超负荷供料的产生。超负荷供料是引起清选装置失效或堵塞的主要原因，当水稻的产量过高或生长过密，联合收割机整体处于超负荷运转时，应通过相关装置提醒驾驶人员降低作业速度，并对已经收获的作物进行合理处理，避免在清选时出现水稻谷粒及杂余大量进入清选装置，造成清选困难以及粮食浪费。
经质量监督部门的抽样检查，现阶段我国使用的清选设备总体合格率僅在60%左右，其问题不仅出现在清选效果方面，很多机械还存在着安全防护装置不规范、整体制造和装配质量不合格、产品振动及噪音大、可靠性较低等问题。这也是我国自主农机生产方式较为粗放所导致的，农机研究人员应以现阶段我国清选设备的实际情况为基础，努力改善机械结构并优化作业质量，实现清选设备作业质量的全面提高。
