我國甘蔗生產(chǎn)主要依賴人畜力作業(yè)，甘蔗成本高達(dá)110～150元/噸。澳大利亞、巴西等蔗糖生產(chǎn)大國因機(jī)械化程度高，甘蔗的生產(chǎn)成本僅為70～80元/噸。與之相比，我國甘蔗生產(chǎn)成本要高近1倍，這使得我國制糖業(yè)缺乏國際市場競爭力。降低甘蔗成本的關(guān)鍵是采用機(jī)械化生產(chǎn)。甘蔗收獲機(jī)械化是最重要問題。

　　甘蔗收獲機(jī)械化是我國熱帶地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械的熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題之一。懸掛式甘蔗收獲機(jī)已列入“十一五”國家支持項(xiàng)目之一，不少科研單位都在進(jìn)行研究或引進(jìn)相關(guān)技術(shù)與設(shè)備。部分國營農(nóng)場、民營企業(yè)也自投巨資進(jìn)行研究開發(fā)工作。

　　甘蔗收獲機(jī)械的種類與機(jī)型

　　甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化包括耕整地、種植、中耕施肥、植保、收獲、裝運(yùn)等工序，而收獲包括切梢、切割、清理和裝運(yùn)等作業(yè)工序，其工作量最多，也最為艱苦，約占生產(chǎn)甘蔗總作業(yè)量的55%。其中各工序的時間比例為：收割占17.0%，剝?nèi)~占59.3%，清理打捆占10.9%，裝運(yùn)占12.8%。

　　甘蔗機(jī)械收獲按收獲方式分有分段式收獲和聯(lián)合收獲兩種，其中分段式收獲機(jī)械包括甘蔗割鋪機(jī)、甘蔗剝?nèi)~機(jī)、甘蔗裝載機(jī)等類型，多數(shù)屬于整桿式收獲機(jī)械；而甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)包括整桿式聯(lián)合收獲機(jī)和切段式聯(lián)合收獲機(jī)兩大類型。國內(nèi)外已研制的甘蔗收獲機(jī)械的機(jī)型及主要性能參數(shù)。

　　甘蔗割鋪機(jī)  甘蔗割鋪機(jī)多數(shù)為自走式的小型割鋪機(jī)或配套中小型輪式拖拉機(jī)，較為方便在甘蔗田間轉(zhuǎn)移作業(yè)，配套動力多數(shù)為4 kW～25 kW，一般由圓盤切割刀、帶撥指的鏈?zhǔn)椒稣崞骱弯伔叛b置等組成。作業(yè)時扶蔗器把倒伏的甘蔗植株扶起來，同時蔗根被圓盤切割刀切斷后經(jīng)鋪放裝置橫向鋪放在地面上。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一般安裝地面仿形機(jī)構(gòu)，割臺高低可調(diào)。代表機(jī)型如日本久保田公司生產(chǎn)的NB-11K型，中國農(nóng)機(jī)研究院研制的前置式甘蔗割鋪機(jī)等。

　　甘蔗剝?nèi)~機(jī)  多數(shù)為小型自走式剝?nèi)~機(jī)或手扶拖拉機(jī)作為配套動力式，以方便在蔗田間移動作業(yè)，適應(yīng)橫向鋪放成堆的甘蔗剝?nèi)~作業(yè)。剝?nèi)~元件的使用壽命，剝?nèi)~效果是剝?nèi)~部件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，也是甘蔗收獲機(jī)械設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。過去國內(nèi)外研制的剝?nèi)~機(jī)均采用橡膠剝?nèi)~部件，由于橡膠部件易磨損，壽命短，且對于彎曲、大小不均的甘蔗植株適應(yīng)性差而未能大面積應(yīng)用。而近年研制的剝?nèi)~機(jī)通過采用尼龍絲狀和剝刷總成等剝?nèi)~部件，綜合性能有所提高。廣西大學(xué)研制的4ZB－6A型甘蔗剝?nèi)~機(jī)，采用上、下剝刷總成結(jié)構(gòu)，其主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國外同類機(jī)型的水平。

　　甘蔗裝載機(jī)  甘蔗裝載機(jī)主要有3種型式：一是料斗式裝載機(jī)，安裝在拖拉機(jī)上可升降的專用料斗，緊隨著甘蔗剝?nèi)~機(jī)一起前行，承接削葉機(jī)構(gòu)切斷后的甘蔗段，裝滿后卸入地邊的包裝袋中。二是抓吊式裝載機(jī)，安裝有升降機(jī)構(gòu)，可把成堆的甘蔗抓吊入運(yùn)輸卡車。三是提升式裝載機(jī)，采用雙鏈?zhǔn)教嵘Y(jié)構(gòu)，多數(shù)是移動式，配置小型柴油機(jī)，可安裝在手扶拖拉機(jī)上，方便轉(zhuǎn)移，也有由電動機(jī)驅(qū)動的固定式。廣西南寧市農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣站研制的5S-15型手扶拖拉機(jī)式甘蔗提升裝載機(jī)。

　　甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)  切段式收獲時，必須在24小時內(nèi)到達(dá)糖廠進(jìn)行壓榨，否則會引起原料變質(zhì)和含糖量損失。其工藝過程主要有分蔗、扶蔗、切梢、切蔗根、輸送蔗株、除雜、切段、輸送蔗段并篩除泥沙、風(fēng)選除雜、蔗段裝車等。作業(yè)時，切梢圓盤刀切斷甘蔗梢并將其拋向已切割地面，割臺兩側(cè)的螺旋扶蔗器把甘蔗植株導(dǎo)入割臺。甘蔗植株被機(jī)架推向前傾斜，根部被底部的圓盤刀切斷，蔗株經(jīng)提升輥和上下輸送輥送到切段裝置，被切成25~40毫米的甘蔗段先后經(jīng)2個軸流風(fēng)機(jī)吸除輕雜物，較重雜物在升運(yùn)器的底板孔中排出機(jī)外，甘蔗段則由升運(yùn)器拋送入平行行駛的裝運(yùn)車中。動力配套147～245千瓦，生產(chǎn)效率最高可達(dá)50噸/小時。代表機(jī)型為凱斯－7000型切段式甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)、廣西農(nóng)機(jī)研究院的切段式甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)。

　　整桿式收獲時，甘蔗斷口少，可儲存較長時間，且損失少，收獲和裝運(yùn)可分開進(jìn)行，但收獲的甘蔗由于車廂利用率低而不便于裝運(yùn)，并對嚴(yán)重倒伏的甘蔗適應(yīng)性較差。整桿式甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)工藝過程一般為分蔗、扶蔗、切梢、切蔗根、剝?nèi)~、集堆等。作業(yè)時集梢桿將蔗梢引入切梢圓盤刀，切下的甘蔗梢由撥梢輪拋向已切割地面，甘蔗植株被推梢桿推向前傾斜，由雙圓盤切割刀切斷甘蔗根部，并倒伏于切割刀盤上。在切割刀盤面、喂入撥輪和提升輥的共同作用下，喂入剝?nèi)~裝置進(jìn)行剝?nèi)~作業(yè)，將葉清出機(jī)外，甘蔗送入機(jī)后的裝運(yùn)車內(nèi)。代表機(jī)型是廣西農(nóng)機(jī)研究院研制的KALTOR－80型。

　　甘蔗收獲機(jī)械的研究開發(fā)現(xiàn)狀

　　對甘蔗收獲機(jī)械技術(shù)，人們進(jìn)行了各種嘗試。對扶蔗機(jī)構(gòu)從單螺旋結(jié)構(gòu)到雙螺旋結(jié)構(gòu)，到最新型的前端錐形螺旋扶蔗器。除了使其具有較好的扶蔗性能外，還增加了分蔗的能力，使在地面上縱橫交錯的甘蔗扶起分開，便于機(jī)器行進(jìn)、收割甘蔗。切梢采用雙圓盤刀到增加雙傳動錐輥，提高甘蔗梢的識別率，控制蔗梢長度誤差。甘蔗切割刀由單圓盤到雙圓盤刀，刀刃由光刃到鋸齒刃口，使宿根甘蔗割茬平整，以保證宿根甘蔗來年的生長。

　　國外甘蔗收獲機(jī)械在十九世紀(jì)80年代開始研制。最初的收獲機(jī)械并沒有剝?nèi)~機(jī)構(gòu)，只是在有必要時才用附加裝置除葉和尾梢。1932年發(fā)展起來的切斷式甘蔗收割機(jī)是通過在其上部設(shè)置吹風(fēng)系統(tǒng)以達(dá)到分離去雜的目的。20世紀(jì)50年代以后，整桿式收獲成為主要收割方式，去梢、除葉技術(shù)有了較快發(fā)展。20世紀(jì)80年代，切段式甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)成為現(xiàn)代甘蔗收獲技術(shù)的主流。其工效高、功能齊全、自動化程度高和適應(yīng)性強(qiáng)，是較為成熟和穩(wěn)定的收獲機(jī)具，已在澳大利亞、美國、南美洲得到了普遍應(yīng)用。迪爾、凱斯公司制造和推廣此類甘蔗收獲機(jī)，不再生產(chǎn)其他機(jī)型。

　　各國甘蔗收獲機(jī)械化的發(fā)展有所不同。澳大利亞1979年實(shí)現(xiàn)甘蔗收獲機(jī)械化，巴西在2005年80%的甘蔗實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化收獲，古巴達(dá)到73%。泰國1996年應(yīng)用切段式甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)，2004年達(dá)到250臺。我國甘蔗收獲仍然是主要是人工砍蔗，機(jī)械裝運(yùn)方式。