一、整桿式存在的必要性

如果我國的地形地貌、種植方式、甘蔗價格和機收發達國家一樣，今天在中國則沒有必要討論整桿式，且近20年前整桿式也不會應運而生并延續至今。人類發展史表明物質創造發明都是基于客觀現實需要及其誘發的文化背景而產生。

目前中國甘蔗主產區廣西在建和續建的雙高計劃面積為500萬畝，不到全區總面積50%。即使在雙高基地全面建成及糖廠進榨按切段式要求更新之后，整桿式仍有充分的空間承擔起部分機收任務。原因在于：

種植區地形地貌決定

我國甘蔗主產區廣西有“八山一水一分田”之稱。山地丘陵面積占總面積的 77%以上，平原約占20%。甘蔗種植區域分散、種植地形復雜、種植方式和甘蔗品種較多、土壤土質差異較大、蔗地多有坡度、甘蔗機收設備以中小型為主。對比切段式而言整桿式功率小，重心低，在坡地的行駛穩定性好。

種植模式決定

廣西半數以上甘蔗為散戶種植，地塊小，所轄面積大的十幾畝，小的幾分地，不利于要求及時進榨的全程機械化收割方式。土地整合難以快速覆蓋全區。

糖廠要求

糖廠傳承幾十年的進榨和管理模式，全部改變需漫長過程。且進榨和管理模式需與切段式機收和非切段式機收模式銜接和匹配。

氣候決定

廣西榨季期間不同程度的雨水天氣每年均影響機械化收割。而整桿比切斷更能存放,有利于保存和連續進榨。

二、整桿式的發展現狀

1.整桿式是我國自創的一種甘蔗收割機具，比切段式在國內使用要早。但切段式發展速度更快，而整桿式在緩慢掙扎。兩者快慢皆有因，但都是整個機收體系從零到當前階段的自然反應。

2.整桿式屬自主研發，其緩慢摸索和試錯是必須過程。盡管有很多甘蔗地使用整桿式作業能夠釋放出使用優勢，但因受各因素影響整桿式雖發展了近20年，但大多數未能突破效率、收割效果和可靠性瓶頸，處于自我掙扎中。

緩慢發展

◆研發成本大多是民間自投，負擔沉重難以支撐系統性和長效研發

◆多數生產商現經營其他主營產品，只是把整桿式作為以后發展產品之一，處于試投觀望狀態

◆技術體系大多來自延續而少有突破，效率和效果均未能做到質的提升

◆大多配置低，制作粗糙，使得故障多連續作業性弱

◆少數廠家突破了以往整桿式的理念束縛，但又走進新技術誤區

◆受目前機收大環境的影響，本處于困境的整桿式進入了半停滯階段（政策支持和傾斜不同，在整桿式未出現成熟模式前均可理解）

三、整桿式的自我反思

1.大部分整桿式沿襲路徑

  1.1 基礎原理延續：在根切和輸送的基礎上，增加剝葉裝置和排葉裝置，完成蔗葉的剝離和去除。

  1.2 結構演變：在基礎原理上，實際過程中出現某些結構變化

變

◆增多剝葉排葉裝置數量，各廠商增加數量不一

◆輸送輥由金屬件向橡膠件方向發展

◆去除切稍裝置，采用自動斷尾

◆剝葉，排葉材料由單純的橡膠件向多樣化發展

◆機械式傳動開始向液壓傳動逐漸發展

  1.3 通用技術

通

◆行走采用機械式變速箱傳動，機械調速

◆工作裝置少液壓、多機械式傳動

2. 誤區

在沿襲以往經驗的過程中，大多整桿式走入多個誤區，延緩了成熟的步伐，主要誤區：

  2.1 增加剝葉輥數量理論上可增加蔗葉剝凈率，但實際效果不理想，原因：

剝

◆剝葉輥線速度通常較高，刷片在擊打甘蔗去葉時會加快甘蔗輸送速度，增加剝葉輥數量使甘蔗的通過速度越來越快，甘蔗在所增加的剝葉輥處停留時間越來越短，刷片擊打次數變少，去葉效果不明顯。

◆刷片在擊打甘蔗去葉時對甘蔗會造成一定程度損傷，線速越快、刷片材料越硬，損傷越大，多數量剝葉輥使甘蔗損傷率更高。

◆刷片材料在使用過程中的變形和高速運轉使甘蔗有折斷趨勢，輥數越多，折斷趨勢越明顯，折斷的甘蔗或隨刷片甩出，增加損失率；或橫向停留在通道造成堵塞。

◆加剝葉裝置帶來的后果：成本增加、維修更換困難

  2.2 排葉裝置作用是讓甘蔗順利通過、把蔗葉和雜質留下。在分離時有使甘蔗損傷和破裂的趨勢。采用增加排葉裝置的方式弊大于利：

排

◆成本增加  

◆維修、更換耗時、困難   

◆增大甘蔗的損傷和破裂

  2.3自動斷尾技術的使用

一根甘蔗由甘蔗莖、甘蔗表（鵝蛋黃部分）、甘蔗稍三部分組成，其連接位置的脆性從甘蔗根到稍逐漸增加，自動斷尾就是利用甘蔗這一特性采用適當的線速度和夾持力將甘蔗稍去除。

斷

◆根據“一根筷子易斷一把筷子難斷”的理論 ，自動斷尾：

A 降低收割速度，一次只通過單根或少量甘蔗，犧牲收割效率

B 較快的線速度和一定的夾持力

◆我國甘蔗品種較多，特性長勢均有差異，自動斷尾預設的參數對某一特定甘蔗能斷，對其它品種可能產生不斷或斷蔗莖和蔗表，增加損失率

   2.4 其他技術誤區

誤

◆機械調速行駛：勻速收割是保證收割順暢的前提。

◆機械傳動：機收時產生的間歇性負荷沖擊對機械結構受破壞的幾率大于液壓傳動

整桿式需要自我反思如何解決自身的缺點，發揮本應被期待的機收功能。整桿式強弱項自查：

弱點

弱點

1. 收集困難

2. 有效運輸裝載量少

3.損耗件多不利更換維修

4. 目前效率受限

優勢

1.  人工少 

2. 噸油耗低

3. 符合小地塊是

散戶理想選擇

4.可存放受運輸

不及時影響小

5.整桿特性決定損

失含雜破損率低

四、整桿式如何破解瓶頸達高效連續收割

此處所稱的高效是指同功率段內甘蔗收割機應發揮出的中上幅度效能，而不是與其他更大功率設備直接比較得出的量級。

1.客戶需求

從好產品開發需忠于客戶端需求的角度而言，整桿式需非常明確機收各方客戶對機具的要求

1糖廠要求

含雜低、甘蔗品質高 

2 蔗農要求

宿根破頭率低 損失率低 

地塊損傷和壓實少

3 機收公司要求

作業效率高  油耗低 

使用費用 折舊占比少

4 運輸要求

裝載量大        

2.要求對比懸殊

從上述中可以看出，機收各方客戶對機具的要求整桿和切段是相同的（參見系列三），不同的是，整桿式在實際作業中部分要求更高

《廣西壯族自治區人民政府辦公廳關于印發廣西推進“雙高”基地生產全程機械化實施方案（2015-2020年）》”中指出：機收應根據地塊大小和行距選配合適的收獲機械開展收獲作業。機收時要求宿根破頭率≤10%；含雜率，切段式≤10%，整稈式≤5%;總損失率，切段式≤10%，整稈式≤7%。具體指標由制糖企業、種植業主、機收業主等根據實際商定。

整桿式可存放，對機收后的甘蔗破損要求更高

◆防止甘蔗在存放期間發酵，影響甘蔗品質

◆破損撕裂都會引起外觀不好看

3.借鑒切段成熟模式提升穩定性減少堵斷

整桿式在我國發展了近20年，確立了整根收割的模式和總方向，其優勢明顯如上所述。但在實現方式上走進很多誤區，沿襲的某些不合理結構未徹底改變。認真研究將發現整桿式常出現的甘蔗堵斷等性能不穩定原因是喂入、輸送、剝排葉工序上的結構不合理、內在性能參數不匹配、排列方式不正確。整桿式在剝排葉的前工序和切段式在切斷的前工序有著同樣的目標，即順暢喂入和輸送甘蔗至剝葉和切斷輥處，且面對同樣作業環境，但切段式的表現效果更好更穩定。大多數在用的切段式設備穩定性、輸送通暢性等基本上都已得到廣泛驗證且用戶接受。整桿式應力求先能用再好用，“據自身特點選擇性學習切段式”將是整桿式縮短摸索周期提升穩定性的最佳辦法之一。

穩定性提升

◆在甘蔗喂入通道前，可借鑒切段式的結構和技術（見系列三）：切稍、扶倒、壓入輥、喂入輥、割刀盤的相互位置及匹配比例關系

◆借鑒切段式的行走液壓無極調速控制，減少機械傳動帶來的不穩定因素

◆剝葉輥前的所有輥（提升，三瓣輥的使用等）與割刀盤、壓入喂入輥的位置，線速度、轉速匹配關系可以借鑒，保證甘蔗在剝葉前的可靠輸送

◆整桿式對甘蔗破損的要求更高，在借鑒時應充分考慮在剝葉前的輸送元件對甘蔗的損傷。

4. 整桿式自我提升的方法

   4.1 蔗葉特性

葉

◆甘蔗蔗葉是按一定的螺旋角度包裹在蔗莖上，隨蔗葉的干枯程度不同會不同程度地散開

◆蔗葉占甘蔗的比例和品種有關，不同品種占比不同，同品種不同時段的占比也不同，一般說來，平均蔗葉占比在10%左右

  4.2 如何剝除10%左右的蔗葉而不影響收割效率，需合理匹配剝葉輥與其它輸送輥的線速及位置關系

剝

◆除純綠甘蔗外，其他甘蔗需在蔗葉部位準確擊打一定次數，蔗葉基本脫落（不同的甘蔗品種略有不同）

◆高效率整桿式需解決的技術問題是甘蔗在剝葉前重疊的層數不能過多

   4.3 真正的難題是將剝離的蔗葉分離出來，原因：   

分

◆未切除的蔗稍影響最大，它會將蔗葉帶出

◆蔗葉分離裝置在分離蔗葉時損傷甘蔗

    4.4 采用通道擴展法可基本解決機收時的斷和堵現象

5. 如何平衡不同要求

平

◆切除蔗稍采用就高不就低原則，切除率達到70%以上

◆蔗葉剝凈率達90%以上

◆非極端條件下，總體含雜≦5%，超出部分機收方與糖廠平衡

點評

4km/h的速度完成了高效連續收割階段性目標

宿根坡頭率低、收割效果好

可完成部分倒伏甘蔗的收割

但仍有改進空間，可做以下改進：

◆采用合理的收集系統完成甘蔗的收集和合理堆放

◆采用更適用的切稍裝置，更準確切稍

◆結合切段與整桿的技術進一步完善結構參數的合理性和匹配性，成為更好效果更高效率的整桿式機型

◆外觀和駕駛舒適性

五、整桿式進一步提升的綜合技術

在做到高效連續收割的基礎上，還需滿足收割效果和其他細節完善，才能完成相應的機收任務。

措施

1.整桿切段通用技術：割刀高度自動調整

2.整桿技術

◆不同甘蔗品種、密度，剝葉排葉裝置及輸送速度自適應控制。

◆剝葉材料進一步優化，減少變形和更換頻率。

整桿式進一步提升的綜合技術

在做到高效連續收割的基礎上，還需滿足收割效果和其他細節完善，才能完成相應的機收任務。

措施

1.整桿切段通用技術：割刀高度自動調整

2.整桿技術

◆不同甘蔗品種、密度，剝葉排葉裝置及輸送速度自適應控制。

◆剝葉材料進一步優化，減少變形和更換頻率。

六、整桿式以后可能的發展趨勢

   整桿式的技術難點

1.1高效收割的同時，蔗葉分離困難

1.2 稍很難切除干凈，蔗葉又會纏繞在進入通道的蔗稍上，加重含雜和影響外觀質量。

1.3 收集困難，自動收集至轉運車雖理論上可行，但實現有較大的難度：

收

◆甘蔗長度不一，就長不就短的方式加重整桿式的復雜系數。

◆失去整桿式小巧、靈活的特點。

1.4 有效裝載量小，自動打捆可緩解，但自動打捆的難度也顯而易見

自

◆缺少有效，無毒的打捆材料。

◆自動打捆時，甘蔗新增損傷和斷裂，尤其對于彎曲的甘蔗。

   人工收割的現狀

2.1 人工收割甘蔗過程中，切根、去稍、剝葉、打捆、堆放，其中切根和剝葉占整個收割作業大部分時間，約占75%以上。切根和打捆又是整個收割過程體力消耗最多的環節。

2.2人工短缺，但僅是一定程度上缺，不是完全沒有勞動力

2.3人工收割，當地收割人群主要由老人和婦女組成，收割速度慢、體力無法滿足，外地民工收割費用高。

   

第一階段的機收+輔助人工模式

3.1由設備完成根切、去稍、剝葉、排葉工序，輔助人工完成清理、打捆

3.2整桿式的使用對象主要是小地塊種植戶和散戶，使該模式成為可能

3.3 緩解整桿式的研發難度，加速市場化進程

3.4有效解決用工矛盾，減輕機收難度，解決當地閑散勞動力，提高蔗農收入

3.5解決轉運有效裝載量小的難題，已購置的抓蔗機有效充分利用

3.6減輕糖廠壓力，降低糖廠負荷和減輕榨糖設備的磨損，降低糖廠的人工處理成本

3.7提高收割機的收割速度，使收割機發揮最大效能

   

第二階段的機收+輔助人工模式

4.1由設備完成根切、剝葉工序，輔助人工完成集葉、切稍集稍、清理、打捆。

4.2隨著蔗葉、蔗稍綜合利用技術的完善，有效利用整桿式的收割方式帶來額外的資源利用和增收方式

葉

◆提供畜牧業青貯飼料

◆提供生物質燃料

◆為造紙業提供原料

4.3除第一階段帶來的效益外，還相應帶來新的經濟效益和社會效益

效

◆整桿式設備取消了切稍、除葉裝置，設備技術難度降低、更小巧靈活，售價降低、噸油耗降低。

◆有效利用廢棄資源，降低廢物處理壓力，有很好的社會效益。

◆設備折舊占比低，機收費用降低，蔗農增收，當地可擴展下游產業，增加就業率和提高當地收入，經濟效益和社會效益都很明顯。

   

   機械和人工的關系

在全人工收割和全程機械化中間的過渡時期，勞動力和機器可按需分工，而不是快速短期內讓勞動力大量閑置。機器代勞強度大繁重部分，人工參與簡單部分更符合穩步發展節奏。

理論上我們認為全程機械化收割是從甘蔗切根至運送進榨池全部由機械而非人工用勞動完成，甚至無需收割機手。這是全程化機收最高狀態，也是未來的發展趨勢。但采用任何方式都必須先符合國情，都需要一定過程不能一蹴而就。在特定的階段內整桿式可自我定位為：人工和全程機械化的擺渡者。

目前本淺談系列只是從機收設備如何突破瓶頸及優化提升來展開討論。無法從機收的宏觀層面和設備細節來完整論述整個機收大系統內各種要素，如參與主體間的關系協調、機具與人的關系、運營化的操作技術、及國際競爭等等。因為內容太龐雜不易在有限篇幅內一并論述。但因為設備提升是目前整個機收的關鍵瓶頸，所以選擇該部分內容優先論述。期待更多人參與探討，我們將一如既往沿著這條路走下去。

（來源：甘蔗機械化之路探討）