摘要：脱粒装置是联合收割机的核心部件之一，它直接影响整机和其它部件的工作性能。参考国内外各类脱粒分离、清选装置的组成特点及改进思路，分析了现阶段各种梳脱式割前摘脱联合收割机设计过程中存在的问题。结合当前梳脱式联合收割机上复脱分离、清选装置的相关参数及工作环境，考虑到梳脱式联合收割机收获工艺与传统全喂入、半喂入式联合收割机的明显不同，对割前摘脱联合收割机上的复脱分离、清选装置进行了较系统的理论分析和试验研究。对提高我国现阶段联合收割机的工作性能，加速新老产品的更迭，以及新型脱粒装置的研制具有很好的理论意义和实用价值。

    随着我国农村产业结构的调整和农村经济的发展，广大农村对中小型稻麦联合收获机械的需求日益迫切。而现有的一些国产联合收割机在收获水稻时，粮食损失大于5%，谷物破碎的损伤率有的达9％以上，细微损伤达50%，且工作可靠性较差，平均无故障工作时间不到20h。因此，研究新的收获工艺和方法对丰富、完善现有的收获原理具有较高的理论价值和实用价值。
    国外最先开始割前脱离的研究，其中研究历史较长的有英国希尔索工程研究所、前苏联农机研究所、菲律宾国际水稻研究所等。前苏联农机研究院自从20世纪80年代初期就开始研究收获新机，他们最先发明了旋转滚筒摘穗装置，其利用向后抛扔的方式将摘穗齿与作物进行分离。该机械可扶起倒伏作物，并在两个滚筒间隙中拉摘作物，利用滚筒的旋转气流辅助输送摘脱物。由于前苏联的作物是贴地倒伏的，所以单滚筒梳脱装置不能满足其收获要求。经过多年研究，研制了双滚筒型梳脱装置，这种装置对倒伏作物有一定的扶起作用，试验表明，大多数情况下，割台损失率＜2%。
    美国希尔索研究所（SRI）研制的滚筒摘穗装置，可在其滚筒和上罩、压禾鼻之间产生定向的气流，减少摘脱物飞溅损失且利于后向的输送。此V型滚筒直径为450 mm，上面装有8排摘脱元件，生产率高出普通割台40％～100%，但割台损失较高。
    菲律宾国际水稻研究所长期从事水稻抨穗收获机具的研究工作，先后开发了SG450型、ST600小型持穗脱粒机。
    从目前国外研究情况来看，割前脱粒联合收获机摘脱滚筒还存在以下缺点和不足之处：（1）低速作业时，损失成倍增加；（2）在脱粒过程中谷物损失较大，主要原因是梳刷齿杆对穗秆有一定的梳刷与冲击；（3）摘脱割台存在前伸量过大，操作不够灵活的缺陷；（4）联合收获机无法加装搂集装置，水田作业时不能一次性完成脱粒、割草联合作业；（5）水田的通过性能较差。
    基于当前梳脱式联合收割机复脱装置设计上存在的问题，对其复脱装置进行了相关的实验和理论研究，希望本文的研究能为此复脱装置提供更科学且符合实际情况的设计建议，进而提高整个收割机的适用性和可靠性，为我国农业机械的发展贡献一份力量。

    1 复脱装置的设计过程
    1.1工作原理
    脱粒机械作为一种常用的农业机械，其内部的工作环境复杂。割前脱粒机是一种新式、高效的收割机械，它可将田间站立状态的水稻从穗头部位摘脱下来，然后采用复脱、分离和清选的方法将谷粒从穗头部位脱下来。
    梳脱式联合收获机的复脱分离装置性能直接影响到谷物复脱时的脱净率、破碎率、分离均匀性等。梳脱式联合收获机收获时，经梳脱割台梳摘下来的混合物（自由籽粒、断穗头、穗枝权、杂余和短茎秆）与传统的先切割茎秆后脱粒的收获工艺（全喂入式或半喂入式）所得到的待脱物料相比有明显的不同，因此建立复脱分离装置的数学模型对于研究梳脱式联合收获机的复脱分离性能至关重要。
    1.2复脱装置性能特点及相应参数
    在梳脱式联合收割机中，被高速旋转的板齿梳脱下来的混合物（大部分是籽粒，小部分是断穗头、杂余和少量的短茎秆等）经梳脱割台搅龙由输送槽喂入到复脱分离装置进行二次脱粒，然后从凹板筛中分离出籽粒，实现分离。梳脱混合物进入复脱分离装置进行脱粒分离的过程大致可分为两个部分。一部分是未被脱粒的断穗头在脱粒元件、凹板、顶盖等的联合作用下被二次脱粒；另一部分是己经被脱下来的籽粒在绕复脱滚筒的螺旋运动中，随机地从凹板筛中分离出来。
    经过20多年的发展，梳脱式联合收割机制造技术上已趋成熟。但梳脱式联合收割机复脱分离装置的设计基本是从全喂入式联合收割机的轴流脱粒分离装置改装而来的。实际上，梳脱式联合收割机的自身收获机理与传统型联合收割机有很大差别，进入其内部的梳脱混合物（主要成分为短茎秆、未脱净断穗头、已脱籽粒和杂余等）与全喂入式收割机的带有长茎秆的谷物有着明显区别。这就决定了梳脱式联合收割机的复脱分离装置与全喂入式联合收割机的传统型脱粒分离装置应采用不同的结构和运动参数。
    梳脱式联合收割机如采用传统型轴流脱粒分离装置，其整机的复脱分离结构会变得较大，水稻带柄率、断穗率、破碎率及含杂率等轴向分离不均匀，损失率和夹带损失率也会变得较高。影响梳脱式联合收割机复脱分离工作性能的主要因素有：复脱滚筒的转速、凹板的类型与筛孔的尺寸、复脱滚筒的结构类型及尺寸、复脱（凹板）间隙、顶距（滚筒外缘到滚筒顶盖间的距离）的大小、顶盖导向板的高度和角度。

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