4JQS—180型玉米秸稈收獲機改進設計與試驗

摘要：針對玉米秸稈收獲機現有技術狀況與不足，通過對玉米秸稈收獲機的基本工作原理研究、主要技術參數計算和設計，改進設計了4JQS-180型玉米秸稈收獲機的三種主要工作部件。田間試驗結果證明機具有整機結構合理、工作性能良好、操作方便、適用范圍廣等特點。

關鍵詞：玉米秸稈獲機，結構設計，改進，試驗

中圖分類號：S817.11文獻標識碼：A

Abstract：on the base of present technology and inadequacies of corn harvester， through designing key component， computing main technical parameters and discussing basic work principle， three key parts of 4JQS-180 Cornstalk Harvester were improved developed. Field test results proved it have many features， such as reasonable structure of whole machine， good performance， easy operation， wide applicable range and so on.

Key words：Cornstalk harvester， Structure design， Improved， Test

0 引言

玉米秸稈作為主要飼養原料之一，隨著畜牧養殖業的發展其機械化收獲水平也不斷提升。目前市場上玉米秸稈收獲機技術已經成型，青、黃貯機具種類繁多，功能完善，能夠完成秸稈切斷、粉碎、揉絲、拋送、裝袋或打捆等多樣功能[1]。現有的成熟機具中，除自走式秸稈收獲機外大都采用后懸掛或側懸掛的方式，且部分機具采用對行收獲降低了機具操作性能；另外秸稈收割機構多為往復式割刀或雙圓盤式切割器，玉米秸稈直徑在2.5cm～4cm之間[2]，往復式割刀割斷秸稈所需功率消耗大、割斷效果差，雙圓盤式割刀切斷效果好但傳動復雜，加工制造要求高；喂入輥多以帶有花紋的橡膠對輥或鋼輥為主，喂入效果較差?；诖耍疚奶峁┝?JQS-80型玉米秸稈收獲機的一種改進設計方案，并在田間進行了樣機試驗，取得了初步成功。該機采用前懸掛的結構設計可以提高機具的操作方便性；機具前方割桿機構采用軸上安裝滾刀的結構，割桿效果好；采用帶齒的喂入鋼輥，提高了喂入機構的工作可靠性。整機零部件采用標準化設計，整機制造加工容易，生產成本低，生產效率高，不對行收獲能夠滿足不同行距的玉米秸稈青貯作業，機具具有割桿、切碎、輸送、拋送等多種功能。

1 總體結構與工作原理

1.1 總體結構

1.2工作原理

該機與62.5～85kW四輪拖拉機配套前懸掛作業，機架的側板與地表平行接觸，拖拉機動力通過齒輪箱變速換向后由右帶傳動帶動螺旋輸送器和拋送葉片轉動、由左帶傳動帶動切碎機構轉動，從而經Ⅰ級鏈傳動、齒輪傳動和Ⅱ級鏈傳動帶動切碎機構、上喂入輥、下喂入輥和割桿機構工作。機具前進中，扶禾桿將作業幅寬內的玉米秸稈與作業幅寬外的分開，割桿機構順時針旋轉將玉米秸稈從底部切斷，由對轉的上、下喂入輥向后輸送喂入到切碎機構下方，由切碎機構的甩刀和定刀對喂入的玉米秸稈進行切斷，甩刀將切斷后的玉米秸稈沿機架的內壁甩到螺旋輸送器的工作區域內推送到拋送葉片上，由高速旋轉的拋送葉片經拋送筒拋送到后方的料斗內，完成玉米秸稈收獲作業。

2 傳動系統設計

4JQS-180型玉米秸稈收獲機采用前懸掛方式作業，需將動力從后方傳入前方機具，后—前傳動機構如圖2所示，該機構由支撐架固定在拖拉機底盤上，拖拉機動力通過后變速箱變速后經傳動軸輸入前變速箱，再輸入機具后方變速齒輪箱。該機構的設計可使拖拉機后動力可靠的輸入機具，完成前懸掛方式的作業。

4 試驗與結論

4.1 試驗方案

一代樣機試制成功后在甘肅省武威市雙城鎮進行了田間試驗，玉米株距在30～40cm直接，行距在40～60cm之間。試驗地塊地勢平坦，土壤為沙壤土，土壤含水率15.4%，玉米品種為涼單1號。試驗動力為東方紅-LX904拖拉機，標定功率66.2kW，前進速度范圍為1.65～27.2km/h[9]，樣機田間試驗方法參照《GB/T 10394.3-2002飼料收獲機第3部分：試驗方法》進行。試驗中機具前進速度2.17km/h，動力輸出軸轉速為540r/min。

4.2 試驗結果及存在的問題

通過對樣機進行田間試驗，驗證了樣機總體結構設計與關鍵部件設計的合理性，了解樣機整體作業情況，確定了4JQS-180型玉米秸稈收獲機的主要技術參數，如表1所示。

樣機在田間試驗整體作業效果良好，能完成預期的各項作業工序，試驗生產率為7.3t/h，秸稈切碎長度平均83mm，基本滿足玉米秸稈青貯與黃貯作業的需求。但在試驗過程中還存在一些問題。割桿機構工作高度不可調導致部分秸稈的割茬高度過高；喂入機構對于玉米葉的喂入效果不理想，部分莖稈與葉鋪灑在地表，造成浪費；切碎機構的甩刀與底板、螺旋輸送器的螺旋葉片與底板間隙過大，造成切碎后的秸稈等飼料在機具內腔的殘留量過大。研制與設計人員將會在后續的工作中解決樣機試驗時出現的問題，改進和完善機具，爭取早日定型應用。

參考文獻

[1] 孫建奎.玉米青貯收獲機發展現狀及推廣選型[J].河北農機，2010，（5）：32.

[2] 王麗娟.玉米秸稈力學性能及收割機具的研究分析[D]。蘭州：甘肅農業大學，2012

[3] 張世杰.4GRS-1000型玉米秸稈收獲機關鍵部件設計研究[J].農業工程，2012，（2）：83-86.

[4] 機械設計手冊編委會.機械設計手冊第二卷[M].北京：機械工業出版社，2004：14-81

[5] 中國農業機械化科學研究院.農業機械設計手冊下冊[M].北京：機械工業出版社，1990：217.

[6] 趙滿全，韓寶生，王春光等.青貯飼料收獲機設計與試驗[J].農機化研究，2006.11（11）：106-109.

[7] JB/T 7679—2008，螺旋輸送機[S].北京：機械工業出版社，2008.

[8]畢冬梅等. 堆積密度對燃料陰燃初始階段失重速率的影響[J].可再生能源，2008，26（2），40-42

[9]第一拖拉機股份有限公司.東方紅LX954拖拉機使用保養說明書[M].河南：第一拖拉機股份有限公司.2004：1-40.