一種新型玉米秸桿收獲機

牛云鵬++許光明++王浩宇++于振華

摘 要：通過充分調研和分析，開發一種新型玉米秸稈收獲機，該機集成了秸稈回收、粉碎、除土、噴灑生物菌劑、打包等多個單元。

關鍵詞：秸稈；回收；粉碎；旋轉刀

中圖分類號：S225 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170732027

1 現在玉米秸桿收獲的現狀

我國現在玉米收獲90%以上采用機收，我國現在玉米收割機大部分臥滾結構，在機器行走過程中，將玉米桿推、拉倒的同時將玉米穗擼下，然后玉米秸桿由收割機粉碎裝置將其粉碎，莖桿還田。由于玉米收割機擼穗過程中，掉穗比較多，在粉碎玉米桿的同時，也把玉米穗粉碎，損失較大。所以，在收獲時農民要求抬高粉碎裝置，把掉地下的玉米穗人工撿回，減少損失。這樣，在玉米地里就出現2種情況：將玉米桿粉碎，放到地里，莖桿還田；由于東北天氣原因，收完玉米后，就進入到冬天，很難腐爛，到第2年春天種地時，用大耙摟到一起，放火燒掉，再進行春播；收割機抬高粉碎裝置的情況，玉米秸桿高、低不等，玉米桿橫豎都有。

2 現有市場玉米秸桿打捆機的分析

一種從國外引進的牧草打捆機進行改造成玉米秸桿打捆機，五花八門，各種型式都有，原理大至相同，前面用撿拾器將玉米秸桿撿起，通過推運器將玉米推運到擠壓裝置，壓緊后進行打捆。這種玉米秸桿打捆機由于前面沒有切割裝置，不能把連在地上玉米秸桿拾起，還有它前面撿拾器用的彈齒，強度較小，不能把長桿和較重的拾起，秸桿損失率較大，但秸桿清潔度較好。

根據我國現有玉米秸桿情況，產生了一種前面帶切碎裝置，然后進行撿拾、擠壓、打捆新型玉米秸桿打捆機，型式很多，但大同小異，下面以玉龍破碎玉米秸桿打捆機為例進行分析。工作原理：前面是玉米秸桿粉碎刀，先將玉米秸桿割倒切碎，后面是板式撿拾器，靠高速旋轉軸帶動板式撿拾器將玉米秸桿撿起拋到后面的輸送板上，進行擠壓、打捆。這種機型的好處是撿拾度高，不論是立桿、還是臥桿都能進行撿拾。缺點是在撿拾玉米秸桿的同時也夾著一些土在里面，玉米秸桿清潔度不高，影響到玉米秸桿后續利用和開發。

3 新型玉米秸桿收獲機的技術指標

設備功能主要要求：玉米秸桿撿拾度要高，要達到90%以上；粉碎后玉米秸桿含沙土率（不清潔度）要低于7%；為了運輸和后續加工的需要，玉米秸桿要粉碎成長度不大于10mm；玉米秸桿收獲機工作效率要高。

圖1 玉米秸桿收獲機工作原理示意圖

1.臥式旋轉刀；2.立式旋轉刀；3.撿拾器；4.側面清選扇；5.下送料滾；6.左（右）橫向推運攪攏；7.上入料滾；8.上壓送料滾；9.定刀；10.旋轉動刀喂入風扇；11.帶揉搓板的粉碎機上蓋；12.錘片式粉碎機；13.粉碎度調整板；14.排料風扇；15.輸料筒；16.儲料箱。

3.1 工作原理

拖拉機牽引玉米秸桿收獲機行走，由拖拉機后輸出軸帶動玉米秸桿收獲機的傳動，拖拉機后面液壓懸掛來調整割刀高低，將玉米秸桿割倒、切段，由撿拾器將玉米秸桿撿起送到入料口（側面清選扇會在玉米秸桿輸送過程中，將混在玉米秸桿中泥土等雜物抽出排到機體外），由左、右攪攏將玉米秸桿推到中間，由喂料滾進行喂料，由定刀和旋轉動刀配合，將玉米秸桿切碎，由旋轉動刀喂入風扇將切碎的玉米秸桿送入錘片式粉碎機進行粉碎，排料風扇將粉碎好玉米秸桿抽出，通過輸料筒送到儲料箱。

3.2 設計要求及注意事項

臥式旋轉刀的設計：臥式旋轉刀在設計時一定要考慮旋轉軸纏草問題，秋天的玉米地里雜草等東西多，機器在行走時旋轉軸非常容易纏草。另外還要把割倒的玉米桿盡量放到壟臺上，進行分桿處理，以便撿拾器把所有的玉米秸桿全部撿起，輸送到喂料口。

立式旋轉刀的設計：立式旋轉刀在設計時一定在上面加防護罩，預防刀在旋轉時遇到硬東西，刀片損壞，飛出去傷人或機器。另外立式旋轉不適宜用通長軸，采用撓性軸。

撿拾器的設計：首先要考慮（不管用桿、板、鏈耙等）它們彷型問題，如A所示，該出就出，該收就收。另外撿拾器放到地面后，前面要有彷型裝置，地高它高，地低它低，增加撿拾率。（撿拾器上面要用沖孔板，以便側面清選扇把土和雜物吸出排到外面。）在撿拾器下面要有支撐裝置，以便不作業時把撿拾器支起，便于行走。

側面清選扇的設計：側面清選扇設計時，采用排風扇或油煙機進行設計，把塵土抽出，不要直接排放，要設計過濾裝置，把土等集中，統一排放，以減少對環境的污染。

下送料滾的設計：下送料滾設計時，可以參考鍘草機喂入滾進行設計，材料采用鑄鐵，增加耐磨性。

左（右）橫向推運攪攏：左（右）橫向推運攪攏的設計，可以參考玉米收割機前面橫向推運攪攏進行設計。

上入料滾：上入料滾的設計和下送料滾的設計有點相同，下送料滾齒是臥齒，而上入料滾齒是立齒，長一點，加大玉米秸桿輸送效果。

上壓送料滾：上壓送料滾和下送料滾基本相同，但上壓送料滾兩側帶壓緊裝置，這樣上壓送料滾和下送料滾相互配合，將玉米秸桿夾住，送往旋轉動刀喂入旋轉動刀喂入風扇，進行切碎。

定刀：定刀設計時，要四面加工，反正面都可以使用，延長零件使用時間。

旋轉動刀喂入風扇：旋轉動刀喂入風扇設計時，它的旋轉線速度一定要低于上壓送料滾和下送料滾旋轉線速度，按玉米秸桿的切碎長度確定旋轉動刀喂入風扇的轉速；旋轉動刀設計時，要把旋轉刀與玉米秸桿接觸時成一個角度，以減少玉米秸桿切碎時對旋轉刀的阻力。

帶揉搓板的粉碎機上蓋：揉搓板的作用就是增加對玉米秸桿磨擦度，加快粉碎，設計時可以參考粉碎機的揉搓板進行設計；粉碎機上蓋設計時，一定要牢固可靠，預防錘片式粉碎機發生故障時錘片飛出，造成人員傷害或機器的損壞；粉碎機上蓋四周要密封，預防玉米秸桿時，玉米秸桿的粉塵飛出。

錘片式粉碎機：錘片式粉碎機設計時，考慮到最大喂入量多少，粉碎機粉碎效率大于最大喂入量，避免發生玉米秸桿堵塞現象；然后確定錘片粉碎機的直徑、轉速、長度。

粉碎度調整板：粉碎度調整板的功能就是根據玉米秸桿粉碎度提供不同的調正板，根據粉碎度要求進行設計。

排料風扇：排料風扇和側面清選扇設計一樣，可以參考排風扇或油煙機進行設計，也可以市場上選合適的排風扇，把玉米秸桿抽出通過輸料筒送到儲料箱。

輸料筒：輸料筒的功能就是把排料風扇抽出的玉米秸桿輸送到儲料箱，所以輸料筒一定要密封好。

儲料箱：儲料箱可以設計翻斗式。

4 工作效率

玉米秸桿收獲機割幅寬度按1.6m、前進速度按1.6m/s來進行計算：

1.6m×1.6×60×60=9216m2/h

5 結論

這是一種適用于東北地區秸稈回收、秸稈飼料化的秸稈收獲機，結構緊湊，零部件通用性強。完全解決了秸稈回收問題，具有良好的社會效益和經濟效益。

參考文獻

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