李維軍，杜志高，黃強(qiáng)斌，高 彬

（新疆新研牧神科技有限公司，新疆 烏魯木齊 830013）

0 引言

近年來(lái)隨著市場(chǎng)玉米需求量的不斷增大，我國(guó)玉米種植面積也在逐年增加，同時(shí)，隨著我國(guó)人民生活水平不斷提高，對(duì)畜牧業(yè)的需求也不斷增強(qiáng)。但是，我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展速度遠(yuǎn)落后于人民生活需求的增長(zhǎng)速度，其中飼草是制約畜牧業(yè)發(fā)展的主要因素之一，而玉米秸稈是一種很好的飼草。目前我國(guó)玉米機(jī)械收獲中75%的玉米秸稈采取了粉碎還田，此法不但對(duì)資源造成了嚴(yán)重浪費(fèi)，而且玉米秸稈的回田還將影響下一季作物的出苗[1]。

我公司研制的牧神4YZB-4E型自走式穗莖兼收玉米收獲機(jī)能夠在收獲玉米果穗的同時(shí)將玉米秸稈粉碎回收，回收后的秸稈可直接作為飼草，即實(shí)現(xiàn)了果穗收獲，又實(shí)現(xiàn)了秸稈離田。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

牧神4YZB-4E型自走式穗莖兼收玉米收獲機(jī)一次作業(yè)可以完成4行玉米的對(duì)行穗莖兼收。該機(jī)主要由玉米收獲割臺(tái)、莖稈收獲割臺(tái)、駕駛室及智能操作臺(tái)、莖稈預(yù)壓切碎裝置、玉米果穗輸送裝置、驅(qū)動(dòng)行走變速箱、草料輸送裝置、果穗收集裝置、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、莖稈滅茬還田機(jī)、燃油供給系統(tǒng)、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、車(chē)架總成、草料收集裝置、果穗剝皮及清選系統(tǒng)等部件組成，具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 4YZB-4E自走式穗莖兼收玉米收獲機(jī)結(jié)構(gòu)

作業(yè)時(shí)，玉米收獲機(jī)沿著玉米植株種植行間前進(jìn)，玉米莖稈由分禾器導(dǎo)向進(jìn)入玉米摘穗收獲割臺(tái)，摘穗輥旋轉(zhuǎn)使其向下運(yùn)動(dòng)，玉米果穗被摘落，由升運(yùn)器向上提升至剝皮機(jī)，完成苞葉剝除，同時(shí)將玉米果穗向后輸送至果穗箱[2]。在玉米果穗剝?nèi)~過(guò)程中脫落的籽粒被集中回收到籽粒箱中，苞葉被粉碎還田。與此同時(shí)，莖稈收獲割臺(tái)上的往復(fù)割刀將玉米秸稈從其根部切割，由攪龍集中送向預(yù)壓切碎箱，鍘切成均勻的飼草后通過(guò)拋送機(jī)構(gòu)使其沿拋料筒運(yùn)動(dòng)落入草料箱。在莖稈收獲割臺(tái)收割后，預(yù)留在地里的割茬由滅茬還田機(jī)切碎還田。

2 主要技術(shù)參數(shù)

外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高，mm）7500×3310×3730

額定功率（kW）176

作業(yè)速度（km/h）1~6

工作行數(shù)（行）4

工作行距（mm）500~650

工作幅寬（mm）2630

果穗箱容積（m）32.9

草料箱容積（m）37.2

整機(jī)質(zhì)量（kg）9300

剝凈率（%） ≥95

籽粒損失率（%） ≤3

籽粒破損率（%） ≤0.8

果穗含雜率（%） ≤0.8

秸稈回收率（%） ≥95

割茬高度（mm） ≤150

3 技術(shù)創(chuàng)新及解決的關(guān)鍵問(wèn)題

（1）收獲割臺(tái)采用雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[3]。上層玉米收獲割臺(tái)采用螺旋式摘穗輥，其柔性摘穗的方式能夠有效的減小對(duì)玉米果穗的沖擊；下層莖稈收獲割臺(tái)采用往復(fù)式割刀和伸縮扒齒式攪龍組合，這種設(shè)計(jì)很好的解決了下層割臺(tái)易堵草的問(wèn)題；兩層割臺(tái)后端采用鉸接連接，前端采用可調(diào)節(jié)拉桿連接，通過(guò)調(diào)節(jié)拉桿調(diào)節(jié)拉莖輥相對(duì)往復(fù)割刀的高度，這種設(shè)計(jì)既能降低玉米果穗損傷，又能最大限度的收獲玉米莖稈。

（2）莖稈預(yù)壓喂入切碎裝置采用臥式預(yù)壓喂入切碎，包括浮動(dòng)輥、固定輥、定刀以及切碎刀輥等。浮動(dòng)輥和固定輥呈上下結(jié)構(gòu)布置，浮動(dòng)輥外表面設(shè)有鋸齒板和螺紋筋，切碎刀輥采用“一”字型切刀，10把刀片沿圓周均布安裝在刀座上，刀座按特定角度傾斜，這種設(shè)計(jì)既能將莖稈擠破后壓實(shí)送向刀輥，又能保證莖稈切碎的長(zhǎng)度一致；定刀的設(shè)計(jì)在切割時(shí)對(duì)莖稈有扶持作用，進(jìn)一步提高了飼草的質(zhì)量。

（3）果穗收集裝置采用一組液壓油缸實(shí)現(xiàn)舉升后再傾翻。目前市場(chǎng)所銷(xiāo)售的類(lèi)似產(chǎn)品，其卸糧高在1.9~2.1m之間，果穗箱容積在2.4m3左右，在作業(yè)時(shí)接糧車(chē)受其卸糧高度的限制，只能使用小型農(nóng)用車(chē)，且果穗箱充滿(mǎn)系數(shù)又受限于接糧車(chē)容積，極大的影響了作業(yè)效率。該機(jī)型的果穗收集裝置，其卸糧高度達(dá)到2.6m，已基本滿(mǎn)足非特殊接糧車(chē)要求，且其果穗箱2.9m3的有效容積可以完全充滿(mǎn)，在作業(yè)時(shí)提高了作業(yè)效率。

（4）4YZB-4E自走式穗莖兼收玉米收獲機(jī)車(chē)架總成采用上下兩層組裝式車(chē)架，上層車(chē)架又由前后車(chē)架組合而成。由于整機(jī)的多功能性，以及運(yùn)輸和作業(yè)中對(duì)整機(jī)外形的嚴(yán)格要求，該機(jī)型不能像傳統(tǒng)玉米收獲機(jī)一樣將所有大部件布置在同一層車(chē)架，而我公司研制的雙層車(chē)架結(jié)構(gòu)，將發(fā)動(dòng)機(jī)、前后驅(qū)動(dòng)橋、還田機(jī)等布置在下層車(chē)架，將駕駛室操作臺(tái)、剝皮機(jī)、果穗箱、草料箱等布置在上層車(chē)架，此設(shè)計(jì)不僅使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活，而且便于生產(chǎn)加工。

（5）果穗剝皮及清選系統(tǒng)采用了平置全膠剝皮輥加雙籽粒清選攪龍加苞葉切碎裝置的組合。該系統(tǒng)的研制主要解決了還田機(jī)難以將苞葉徹底粉碎和籽粒收集箱含雜較多的問(wèn)題。設(shè)計(jì)在籽粒攪龍末端的清選風(fēng)機(jī)進(jìn)一步降低了籽粒含雜率。果穗剝皮及清選系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2 果穗剝皮及清選系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（6）整機(jī)采用靜液壓驅(qū)動(dòng)，且開(kāi)發(fā)專(zhuān)屬智能控制程序。傳感器和視頻監(jiān)視元件的設(shè)置以及集成式液壓元件的設(shè)計(jì)，使機(jī)具在作業(yè)過(guò)程中不僅使整機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，操作方便，而且極大了減少了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了駕駛的舒適性、安全性和可靠性。

4 產(chǎn)品實(shí)際使用狀況

牧神4YZB-4E型自走式穗莖兼收玉米收獲機(jī)在研制當(dāng)年即實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)，并在河南省、安徽省、河北省以及新疆等地區(qū)進(jìn)行了長(zhǎng)期田間作業(yè)。作業(yè)結(jié)果顯示各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。在河南省項(xiàng)城市和新疆民豐縣境內(nèi)收獲時(shí)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 兩地收獲作業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)