水稻作为我国重要的粮食作物之一，其收获过程的机械化程度对于保障粮食产量和质量至关重要。水稻联合收割机在水稻收获中发挥着关键作用，而清选装置是联合收割机的核心部件之一，其性能直接决定了收获水稻的纯净度和损失率。目前，市场上的水稻联合收割机清选装置存在一些问题，如清选不彻底，导致收获的水稻中含有较多的杂质，影响了后续的加工和储存；损失率较高，造成了粮食的浪费。这些问题不仅降低了水稻收获的质量和效率，也增加了农民的生产成本。因此，对水稻联合收割机清选装置进行改进，提高其清选效果，具有重要的现实意义。本研究旨在通过对清选装置的结构和参数进行优化，提高清选效率和精度，为水稻联合收割机的发展提供技术支持。

一、现有水稻联合收割机清选装置存在的问题

1. 清选不彻底问题

现有清选装置在清选过程中，常常出现清选不彻底的情况。这主要是由于筛面的结构和性能不合理，导致物料在筛面上的分布不均匀，部分物料无法充分与筛面接触，从而使得杂质不能有效地分离出去。例如，一些筛面的筛孔大小和形状设计不够合理，对于不同大小和形状的杂质和水稻颗粒的分离效果不佳。气流在清选过程中的作用效果也不理想，气流分布不均匀，不能将较轻的杂质有效地吹走，使得收获的水稻中仍然含有较多的杂质。

2. 损失率较高问题

损失率较高是现有清选装置的另一个突出问题。在清选过程中，由于筛面的振动频率和振幅不合适，会导致一些水稻颗粒随着杂质一起被排出，造成粮食损失。风道的设计不合理，气流的速度和方向控制不当，也会使得部分水稻颗粒被吹出清选装置，增加了损失率。例如，一些风道的出风口位置和角度设置不合理，使得气流对水稻颗粒的作用力过大，将水稻颗粒吹出了清选范围。

3. 适应性差问题

现有清选装置对不同品种和生长条件的水稻适应性较差。不同品种的水稻颗粒大小、形状和密度存在差异，而现有的清选装置往往是按照一种固定的参数进行设计和调整，不能根据水稻的实际情况进行灵活调整。不同生长条件下的水稻，其含杂率和湿度也有所不同，现有清选装置在处理这些不同情况时，清选效果往往不理想，不能满足实际生产的需求。

二、水稻联合收割机清选装置的改进措施

1. 结构设计改进

为了提高清选效果，对清选装置的结构进行了改进。优化了筛面的形状和结构。采用了新型的筛面设计，如波浪形筛面，增加了物料在筛面上的运动路径和停留时间，使得物料能够更充分地与筛面接触，提高了杂质的分离效率。根据不同水稻品种和杂质的特点，合理设计筛孔的大小和形状，提高了筛面的筛分精度。对风道进行了重新设计。调整了风道的布局和出风口的位置和角度，使得气流能够更均匀地分布在清选装置内，增强了气流对杂质的吹拂作用，有效地将较轻的杂质吹走。

2. 参数优化

除了结构设计改进外，还对清选装置的关键参数进行了优化。通过大量的试验和分析，确定了最佳的筛面振动频率和振幅。合适的振动频率和振幅能够使物料在筛面上保持良好的运动状态，既有利于杂质的分离，又能减少水稻颗粒的损失。对气流的速度和方向进行了精确控制。根据不同的水稻品种和含杂率，调整风道内的气流速度，使得气流能够有效地将杂质吹走，而不会将水稻颗粒吹出清选装置。还对清选装置的喂入量进行了优化，避免因喂入量过大而导致清选效果下降。

3. 增加智能控制系统

为了提高清选装置的适应性和自动化程度，增加了智能控制系统。该系统可以根据水稻的品种、含杂率和湿度等参数，自动调整清选装置的结构和参数。例如，通过传感器实时监测水稻的含杂率和湿度，然后根据监测结果自动调整筛面的振动频率、气流速度和喂入量等参数，使得清选装置能够始终保持最佳的清选效果。智能控制系统还可以实现远程监控和故障诊断，方便操作人员及时了解清选装置的运行状态，及时发现和解决问题。

三、改进后清选装置的清选效果研究

1. 田间试验设计

为了验证改进后清选装置的清选效果，进行了田间试验。选择了不同品种的水稻田作为试验场地，在相同的收获条件下，分别使用改进前和改进后的清选装置进行收获作业。在试验过程中，记录了清选装置的各项运行参数，如筛面振动频率、气流速度、喂入量等，同时采集了收获的水稻样品，用于后续的含杂率和损失率分析。

2. 含杂率和损失率分析

对采集的水稻样品进行了含杂率和损失率分析。通过对比改进前和改进后的清选装置的含杂率和损失率数据，发现改进后的清选装置在清选效果上有了显著提升。含杂率明显降低，说明改进后的清选装置能够更有效地分离杂质，提高了收获水稻的纯净度。损失率也大幅下降，减少了粮食的浪费，提高了水稻收获的经济效益。例如，在某一品种的水稻试验中，改进前的含杂率为 5%，损失率为 3%，而改进后的含杂率降低到了 2%，损失率降低到了 1%。

3. 经济效益分析

除了清选效果的提升外，改进后的清选装置还带来了显著的经济效益。由于含杂率降低，收获的水稻质量提高，在市场上的售价也相应提高，增加了农民的收入。损失率的降低减少了粮食的浪费，相当于增加了水稻的产量。智能控制系统的应用降低了操作人员的劳动强度，提高了作业效率，进一步降低了生产成本。综合来看，改进后的清选装置具有良好的经济效益和推广应用前景。

结语

本研究针对现有水稻联合收割机清选装置存在的问题，对清选装置进行了改进，并对改进后的清选效果进行了研究。通过结构设计改进、参数优化和增加智能控制系统等措施，显著提高了清选装置的清选效果。田间试验结果表明，改进后的清选装置在含杂率和损失率方面都有了明显的改善，有效提高了收获水稻的纯净度，减少了粮食损失。经济效益分析也显示，改进后的清选装置具有良好的经济效益，能够为农民带来更多的收益。然而，本研究仍存在一些不足之处。例如，智能控制系统的稳定性和可靠性还需要进一步提高，以确保在复杂的田间环境下能够正常运行。对于不同地区和不同种植模式下的水稻清选需求，还需要进一步进行研究和优化。未来的研究可以朝着提高清选装置的智能化水平、拓展其适应性等方向发展，为水稻联合收割机清选技术的进一步提升提供更多的理论和实践支持，推动水稻收获机械化向更高水平迈进。

参考文献：

[1] 谢超,刘大为,李旭,等.小型水稻联合收割机旋风分离清选装置的结构优化与试验[J].中国农业科技导报,2018,20(05):54-63.DOI:10.13304/j.nykjdb.2017.0822.

[2] 李银海.微型联合收割机气流式清选装置的仿真研究[D].江苏省:南京农业大学,2008.