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马铃薯是一种世界性的经济作物，也是一种重要化工原料，是我国五大主食之一。马铃薯机械化收获环节用工量大，劳动强度高，亟需机械化生产。传统的马铃薯收获机械收获过程中存在粘湿土壤极易堵塞分离筛，使分离率降低；振动筛分离薯土，使破皮率高；薯秧缠绕机械，使作业效率低等三大瓶颈问题，自清式马铃薯收获技术因其采用纵向柔性分离筛条沿带式运动轨迹运行使粘附在每根筛条上的泥土自行脱落，达到自清的效果，不堵塞分离筛，使粘湿土地的马铃薯收获分离效果大幅提高。
一、立题背景
克山县位于黑龙江省西部、齐齐哈尔地区东北部，地处松嫩平原腹地，地势平坦，土壤肥沃。幅员面积3320平方公里，耕地面积302万亩。克山县是国家商品粮基地县，盛产马铃薯、大豆，被称为中国马铃薯种薯之乡。依托资源优势和基础优势，在马铃薯产业上，省内唯一的国家马铃薯改良中心坐落克山，全县先后建成马铃薯种薯企业7家、种薯基地10万亩、标准仓储窖20万平方米，原原种年生产能力达到1亿粒；克山引进了沃华、嵩天、佐源3个马铃薯深加工企业，并与北大荒薯业集团建立了马铃薯主粮化战略合作关系，抢占国内马铃薯主粮化先机；还建成了省内最大的马铃薯交易大市场，年集散能力400万吨。每年马铃薯种植都在50万亩左右，随着农业种植结构的调整，马铃薯种植面积稳中有增，推广马铃薯机械化生产技术是提高经济效益，增加农民收入，尽快脱贫致富的重要途径。
二、传统马铃薯收获技术存在的问题
以前，国内处马铃薯机械化收获技术采用全悬挂双（单）升运链式结构，与带液压升降机构和后动力输出的轮式拖拉机配套使用，一次进地可完成仿形限深、挖掘（切秧）、分离升运和放铺集条作业，此类收获机械特点：
（1） 采用双（单）升运链结构，有些产品的升运链传动采用耐磨橡胶轮驱动，具有低噪音和过载保护功能，同时增加清杂行程，能够有效提高明薯率。（2）垄体仿形机构的运用，能压碎垄体表层的硬壳，保证挖掘铲的入土深度，挖薯充分。（3）采用圆盘切刀，能部分切断薯秧及其它杂草，防止拖堆现象。（4）抖动链杆采用高性能合金钢经过特殊热处理工艺而成，具有超强拉力，超强耐磨性和较好的柔韧性。有些产品为适应土壤含水量较低的地区还采用链杆挂胶技术，更有效的实现马铃薯收获低损伤率。
但是，以上结构形式的马铃薯收获机适应土壤含水量在25%以下的粘重土壤、黑钙土、砂壤土地区的收获需要，由于马铃薯的收获条件不确定，尤其是黑龙江北部马铃薯种植县份均属典型的黑粘土，土壤含水量比较大，秋雨大时可超过35%，相应以下缺点就显现出来：（1）收获过程中存在粘湿土壤极易堵塞分离筛，使分离率降低；（2）振动筛分离薯土，使破皮率高；（3）薯秧缠绕机械，使作业效率低等三大瓶颈问题。
三、研发及推广方向
针对传统马铃薯收获技术存在的三大瓶颈问题，研制和推广一种可自动清除粘附在分离装置上的粘湿土壤，不需进行人工清理的马铃薯收获机械迫在眉睫。从2014年开始，克山县农机技术推广中心和克山县力农农机有限公司在黑龙江省农业机械化技术推广总站的指导下共同研究生产自清式马铃薯收获机，通过查阅大量相关资料和多次论证，决定研发和推广一种80-100马力拖拉机配套的自清式马铃薯收获机。根据黑龙江省克山县及周边县市马铃薯田土质的实际情况，设计生产4SW-1700型自清式马铃薯收获机。2014年生产出样机5台，给克山县仁发农机专业合作社、克山县同贺农机专业合作社等合作社及周边县、市马铃薯种植大户使用并提出改进意见，用戶反映：2014年马铃薯收获期间，土壤含水量大，土壤绝对含水率在不大于 40%条件下，明薯率≥98%，破皮率≤1.0%，作业率达到1.0 hm2/h以上。应用范围广，对沙壤土、黑粘土等作业地块收获效果同样好。2015年，进一步吸取了合作社和用户的一些建议，进行了必要的改进，在黑龙江省齐齐哈尔市马铃薯种植县市进行了小批量销售及推广，实际工作中也出现一些问题，比如纵向柔性分离筛条拉毛露出钢丝和断裂的问题，但整体效果用户很满意。
四、自清式马铃薯收获技术创新点
1、柔性分离，不堵塞分离筛，薯土分离效果好。自清式马铃薯采用的柔性分离筛装置是由纵向运动的横向分离筛杆和滚动状态的纵向柔性分离筛条组成，横向分离筛杆是在无缝钢管外硫化有橡胶层，在筛杆的通孔连接有纵向柔性筛条，纵向柔性筛条是在钢丝绳外周包软PVC层，柔性分离筛是一种滚动式分离筛，而非振动分离，大大降低了马铃薯破皮率。发明的技术效果：在作业过程中，纵向柔性分离筛条沿带式运动轨迹运行使粘附在每根筛条上的泥土自行脱落，达到自清的效果，不堵塞分离筛，使粘湿土地的马铃薯收获分离效果大幅提高。
2、采用三组滚动筛装置，起到较好的碎土效果。在机体框架两侧板之间前面由前向后依次通过轴承座连接有三组滚动筛装置，滚动筛装置是在滚动轴的周围通过固定盘连接有滚动筋，可实现马铃薯与土块的初步分离，减轻薯土分离筛的工作压力。
3、采用波纹圆盘刀装置，可切断薯秧及杂草。自行研制的浮动圆盘刀切秧蔓装置，采用波纹圆盘刀并设有压力弹簧为浮动工作装置，可有效切断薯秧及杂草，使薯秧及杂草顺利通过，解决薯秧及杂草对设备的缠绕堵塞问题，不拖土，减少挖掘阻力，使工作效率大幅度提高。
五、自清式马铃薯收获机特点及技术效果
1、收获效果好：本机型采用自行研制的柔性分离筛装置是由纵向运动的横向分离筛杆和滚动状态的纵向柔性分离筛条组成，在作业过程中，纵向柔性分离筛条沿带式运动轨迹运行使粘附在每根筛条上的泥土自行脱落，达到自清的效果，不堵塞分离筛，使粘湿土地的马铃薯收获分离效果大幅提高。明薯率高、破皮率低。2、生产效率高：由于本实用新型采用了纵向运动的横向分离筛杆和滚动状态的纵向柔性分离完美组合加上浮动波纹圆盘刀切秧蔓装置，解决了薯土分离的堵塞和薯秧及杂草对设备的缠绕，使工作效率大幅度提高，在土壤绝对含水率不大于 30%条件下，作业率为1.0–1.4 hm2/h（国内同类产品同等条件下作业率为0.5–0.8 hm2/h），土壤绝对含水率不大于 40%条件下，明薯率≥98%，（国内同类产品同等条件下明薯率≤60%）；破皮率≤1.0%，（国内同类产品破皮率≤2.0%）。
六、推广应用情况：2013-2015年生产销售了4SW-1700型自清式马铃薯收获机117台，主要推广范围在黑龙江省齐齐哈尔市的马铃薯种植县市，累计推广应用面积63万亩，节本增效总值达到11340万元。实际工作中也出现一些问题，比如纵向柔性分离筛条拉毛露出钢丝质量不过关经常断裂的问题，但整体效果用户很满意，目前有一些合作社和马铃薯种植大户提前订机，订购自清式马铃薯收获机。
一、立题背景
克山县位于黑龙江省西部、齐齐哈尔地区东北部，地处松嫩平原腹地，地势平坦，土壤肥沃。幅员面积3320平方公里，耕地面积302万亩。克山县是国家商品粮基地县，盛产马铃薯、大豆，被称为中国马铃薯种薯之乡。依托资源优势和基础优势，在马铃薯产业上，省内唯一的国家马铃薯改良中心坐落克山，全县先后建成马铃薯种薯企业7家、种薯基地10万亩、标准仓储窖20万平方米，原原种年生产能力达到1亿粒；克山引进了沃华、嵩天、佐源3个马铃薯深加工企业，并与北大荒薯业集团建立了马铃薯主粮化战略合作关系，抢占国内马铃薯主粮化先机；还建成了省内最大的马铃薯交易大市场，年集散能力400万吨。每年马铃薯种植都在50万亩左右，随着农业种植结构的调整，马铃薯种植面积稳中有增，推广马铃薯机械化生产技术是提高经济效益，增加农民收入，尽快脱贫致富的重要途径。
二、传统马铃薯收获技术存在的问题
以前，国内处马铃薯机械化收获技术采用全悬挂双（单）升运链式结构，与带液压升降机构和后动力输出的轮式拖拉机配套使用，一次进地可完成仿形限深、挖掘（切秧）、分离升运和放铺集条作业，此类收获机械特点：
（1） 采用双（单）升运链结构，有些产品的升运链传动采用耐磨橡胶轮驱动，具有低噪音和过载保护功能，同时增加清杂行程，能够有效提高明薯率。（2）垄体仿形机构的运用，能压碎垄体表层的硬壳，保证挖掘铲的入土深度，挖薯充分。（3）采用圆盘切刀，能部分切断薯秧及其它杂草，防止拖堆现象。（4）抖动链杆采用高性能合金钢经过特殊热处理工艺而成，具有超强拉力，超强耐磨性和较好的柔韧性。有些产品为适应土壤含水量较低的地区还采用链杆挂胶技术，更有效的实现马铃薯收获低损伤率。
但是，以上结构形式的马铃薯收获机适应土壤含水量在25%以下的粘重土壤、黑钙土、砂壤土地区的收获需要，由于马铃薯的收获条件不确定，尤其是黑龙江北部马铃薯种植县份均属典型的黑粘土，土壤含水量比较大，秋雨大时可超过35%，相应以下缺点就显现出来：（1）收获过程中存在粘湿土壤极易堵塞分离筛，使分离率降低；（2）振动筛分离薯土，使破皮率高；（3）薯秧缠绕机械，使作业效率低等三大瓶颈问题。
三、研发及推广方向
针对传统马铃薯收获技术存在的三大瓶颈问题，研制和推广一种可自动清除粘附在分离装置上的粘湿土壤，不需进行人工清理的马铃薯收获机械迫在眉睫。从2014年开始，克山县农机技术推广中心和克山县力农农机有限公司在黑龙江省农业机械化技术推广总站的指导下共同研究生产自清式马铃薯收获机，通过查阅大量相关资料和多次论证，决定研发和推广一种80-100马力拖拉机配套的自清式马铃薯收获机。根据黑龙江省克山县及周边县市马铃薯田土质的实际情况，设计生产4SW-1700型自清式马铃薯收获机。2014年生产出样机5台，给克山县仁发农机专业合作社、克山县同贺农机专业合作社等合作社及周边县、市马铃薯种植大户使用并提出改进意见，用戶反映：2014年马铃薯收获期间，土壤含水量大，土壤绝对含水率在不大于 40%条件下，明薯率≥98%，破皮率≤1.0%，作业率达到1.0 hm2/h以上。应用范围广，对沙壤土、黑粘土等作业地块收获效果同样好。2015年，进一步吸取了合作社和用户的一些建议，进行了必要的改进，在黑龙江省齐齐哈尔市马铃薯种植县市进行了小批量销售及推广，实际工作中也出现一些问题，比如纵向柔性分离筛条拉毛露出钢丝和断裂的问题，但整体效果用户很满意。
四、自清式马铃薯收获技术创新点
1、柔性分离，不堵塞分离筛，薯土分离效果好。自清式马铃薯采用的柔性分离筛装置是由纵向运动的横向分离筛杆和滚动状态的纵向柔性分离筛条组成，横向分离筛杆是在无缝钢管外硫化有橡胶层，在筛杆的通孔连接有纵向柔性筛条，纵向柔性筛条是在钢丝绳外周包软PVC层，柔性分离筛是一种滚动式分离筛，而非振动分离，大大降低了马铃薯破皮率。发明的技术效果：在作业过程中，纵向柔性分离筛条沿带式运动轨迹运行使粘附在每根筛条上的泥土自行脱落，达到自清的效果，不堵塞分离筛，使粘湿土地的马铃薯收获分离效果大幅提高。
2、采用三组滚动筛装置，起到较好的碎土效果。在机体框架两侧板之间前面由前向后依次通过轴承座连接有三组滚动筛装置，滚动筛装置是在滚动轴的周围通过固定盘连接有滚动筋，可实现马铃薯与土块的初步分离，减轻薯土分离筛的工作压力。
3、采用波纹圆盘刀装置，可切断薯秧及杂草。自行研制的浮动圆盘刀切秧蔓装置，采用波纹圆盘刀并设有压力弹簧为浮动工作装置，可有效切断薯秧及杂草，使薯秧及杂草顺利通过，解决薯秧及杂草对设备的缠绕堵塞问题，不拖土，减少挖掘阻力，使工作效率大幅度提高。
五、自清式马铃薯收获机特点及技术效果
1、收获效果好：本机型采用自行研制的柔性分离筛装置是由纵向运动的横向分离筛杆和滚动状态的纵向柔性分离筛条组成，在作业过程中，纵向柔性分离筛条沿带式运动轨迹运行使粘附在每根筛条上的泥土自行脱落，达到自清的效果，不堵塞分离筛，使粘湿土地的马铃薯收获分离效果大幅提高。明薯率高、破皮率低。2、生产效率高：由于本实用新型采用了纵向运动的横向分离筛杆和滚动状态的纵向柔性分离完美组合加上浮动波纹圆盘刀切秧蔓装置，解决了薯土分离的堵塞和薯秧及杂草对设备的缠绕，使工作效率大幅度提高，在土壤绝对含水率不大于 30%条件下，作业率为1.0–1.4 hm2/h（国内同类产品同等条件下作业率为0.5–0.8 hm2/h），土壤绝对含水率不大于 40%条件下，明薯率≥98%，（国内同类产品同等条件下明薯率≤60%）；破皮率≤1.0%，（国内同类产品破皮率≤2.0%）。
六、推广应用情况：2013-2015年生产销售了4SW-1700型自清式马铃薯收获机117台，主要推广范围在黑龙江省齐齐哈尔市的马铃薯种植县市，累计推广应用面积63万亩，节本增效总值达到11340万元。实际工作中也出现一些问题，比如纵向柔性分离筛条拉毛露出钢丝质量不过关经常断裂的问题，但整体效果用户很满意，目前有一些合作社和马铃薯种植大户提前订机，订购自清式马铃薯收获机。