甘蔗生产全程机械化包括耕整地、种植、中耕施肥、植保、收获、装运等工序，而收获包括切梢、切割、清理和装运等作业工序，其工作量最多，也最为艰苦，约占生产甘蔗总作业量的５５％。其中各工序的时间比例为：收割占１７．０％，剥叶占５９．３％，清理打捆占１０．９％，装运占１２．８％。
甘蔗机械收获按收获方式分有分段式收获和联合收获两种，其中分段式收获机械包括甘蔗割铺机、甘蔗剥叶机、甘蔗装载机等类型，多数属于整杆式收获机械；而甘蔗联合收获机包括整杆式联合收获机和切段式联合收获机两大类型。国内外已研制的甘蔗收获机械的机型及主要性能参数。
甘蔗割铺机
甘蔗割铺机多数为自走式的小型割铺机或配套中小型轮式拖拉机，较为方便在甘蔗田间转移作业，配套动力多数为４ ｋＷ～２５ ｋＷ，一般由圆盘切割刀、带拨指的链式扶蔗器和铺放装置等组成。作业时扶蔗器把倒伏的甘蔗植株扶起来，同时蔗根被圆盘切割刀切断后经铺放装置横向铺放在地面上。其结构特点：一般安装地面仿形机构，割台高低可调。代表机型如日本久保田公司生产的ＮＢ－１１Ｋ型，中国农机研究院研制的前置式甘蔗割铺机等。
甘蔗剥叶机
多数为小型自走式剥叶机或手扶拖拉机作为配套动力式，以方便在蔗田间移动作业，适应横向铺放成堆的甘蔗剥叶作业。剥叶元件的使用寿命，剥叶效果是剥叶部件设计的关键，也是甘蔗收获机械设计的难点。过去国内外研制的剥叶机均采用橡胶剥叶部件，由于橡胶部件易磨损，寿命短，且对于弯曲、大小不均的甘蔗植株适应性差而未能大面积应用。而近年研制的剥叶机通过采用尼龙丝状和剥刷总成等剥叶部件，综合性能有所提高。广西大学研制的４ＺＢ－６Ａ型甘蔗剥叶机，采用上、下剥刷总成结构，其主要技术指标已达到国外同类机型的水平。
甘蔗装载机
甘蔗装载机主要有３种型式：一是料斗式装载机，安装在拖拉机上可升降的专用料斗，紧随着甘蔗剥叶机一起前行，承接削叶机构切断后的甘蔗段，装满后卸入地边的包装袋中。二是抓吊式装载机，安装有升降机构，可把成堆的甘蔗抓吊入运输卡车 。三是提升式装载机，采用双链式提升结构，多数是移动式，配置小型柴油机，可安装在手扶拖拉机上，方便转移，也有由电动机驱动的固定式。广西南宁市农机化技术推广站研制的５Ｓ－１５型手扶拖拉机式甘蔗提升装载机。
甘蔗联合收获机
切段式收获时，必须在２４小时内到达糖厂进行压榨，否则会引起原料变质和含糖量损失。其工艺过程主要有分蔗、扶蔗、切梢、切蔗根、输送蔗株、除杂、切段、输送蔗段并筛除泥沙、风选除杂、蔗段装车等。作业时，切梢圆盘刀切断甘蔗梢并将其抛向已切割地面，割台两侧的螺旋扶蔗器把甘蔗植株导入割台。甘蔗植株被机架推向前倾斜，根部被底部的圆盘刀切断，蔗株经提升辊和上下输送辊送到切段装置，被切成２５～４０毫米的甘蔗段先后经２个轴流风机吸除轻杂物，较重杂物在升运器的
底板孔中排出机外，甘蔗段则由升运器抛送入平行行驶的装运车中。动力配套１４７～２４５千瓦，生产效率最高可达５０吨／小时。代表机型为凯斯－７０００型切段式甘蔗联合收获机、广西农机研究院的切段式甘蔗联合收获机。
整杆式收获时，甘蔗断口少，可储存较长时间，且损失少，收获和装运可分开进行，但收获的甘蔗由于车厢利用率低而不便于装运，并对严重倒伏的甘蔗适应性较差。整杆式甘蔗联合收获机工艺过程一般为分蔗、扶蔗、切梢、切蔗根、剥叶、集堆等。作业时集梢杆将蔗梢引入切梢圆盘刀，切下的甘蔗梢由拨梢轮抛向已切割地面，甘蔗植株被推梢杆推向前倾斜，由双圆盘切割刀切断甘蔗根部，并倒伏于切割刀盘上。
在切割刀盘面、喂入拨轮和提升辊的共同作用下，喂入剥叶装置进行剥叶作业，将叶清出机外，甘蔗送入机后的装运车内。代表机型是广西农机研究院研制的ＫＡＬＴＯＲ－８０型。
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