牧神4YZB-4E型自走式穗莖兼收玉米收獲機的研制

李維軍，杜志高，黃強斌，高 彬

（新疆新研牧神科技有限公司，新疆 烏魯木齊 830013）

0 引言

近年來隨著市場玉米需求量的不斷增大，我國玉米種植面積也在逐年增加，同時，隨著我國人民生活水平不斷提高，對畜牧業的需求也不斷增強。但是，我國畜牧業的發展速度遠落后于人民生活需求的增長速度，其中飼草是制約畜牧業發展的主要因素之一，而玉米秸稈是一種很好的飼草。目前我國玉米機械收獲中75%的玉米秸稈采取了粉碎還田，此法不但對資源造成了嚴重浪費，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能夠在收獲玉米果穗的同時將玉米秸稈粉碎回收，回收后的秸稈可直接作為飼草，即實現了果穗收獲，又實現了秸稈離田。

1 結構及工作原理

牧神4YZB-4E型自走式穗莖兼收玉米收獲機一次作業可以完成4行玉米的對行穗莖兼收。該機主要由玉米收獲割臺、莖稈收獲割臺、駕駛室及智能操作臺、莖稈預壓切碎裝置、玉米果穗輸送裝置、驅動行走變速箱、草料輸送裝置、果穗收集裝置、動力傳動系統、智能控制系統、轉向系統、莖稈滅茬還田機、燃油供給系統、液壓驅動系統、車架總成、草料收集裝置、果穗剝皮及清選系統等部件組成，具體產品結構如圖1。

圖1 4YZB-4E自走式穗莖兼收玉米收獲機結構

作業時，玉米收獲機沿著玉米植株種植行間前進，玉米莖稈由分禾器導向進入玉米摘穗收獲割臺，摘穗輥旋轉使其向下運動，玉米果穗被摘落，由升運器向上提升至剝皮機，完成苞葉剝除，同時將玉米果穗向后輸送至果穗箱[2]。在玉米果穗剝葉過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，莖稈收獲割臺上的往復割刀將玉米秸稈從其根部切割，由攪龍集中送向預壓切碎箱，鍘切成均勻的飼草后通過拋送機構使其沿拋料筒運動落入草料箱。在莖稈收獲割臺收割后，預留在地里的割茬由滅茬還田機切碎還田。

2 主要技術參數

外形尺寸（長×寬×高，mm）7500×3310×3730

額定功率（kW）176

作業速度（km/h）1~6

工作行數（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

整機質量（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 技術創新及解決的關鍵問題

（1）收獲割臺采用雙層結構設計[3]。上層玉米收獲割臺采用螺旋式摘穗輥，其柔性摘穗的方式能夠有效的減小對玉米果穗的沖擊；下層莖稈收獲割臺采用往復式割刀和伸縮扒齒式攪龍組合，這種設計很好的解決了下層割臺易堵草的問題；兩層割臺后端采用鉸接連接，前端采用可調節拉桿連接，通過調節拉桿調節拉莖輥相對往復割刀的高度，這種設計既能降低玉米果穗損傷，又能最大限度的收獲玉米莖稈。

（2）莖稈預壓喂入切碎裝置采用臥式預壓喂入切碎，包括浮動輥、固定輥、定刀以及切碎刀輥等。浮動輥和固定輥呈上下結構布置，浮動輥外表面設有鋸齒板和螺紋筋，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，這種設計既能將莖稈擠破后壓實送向刀輥，又能保證莖稈切碎的長度一致；定刀的設計在切割時對莖稈有扶持作用，進一步提高了飼草的質量。

（3）果穗收集裝置采用一組液壓油缸實現舉升后再傾翻。目前市場所銷售的類似產品，其卸糧高在1.9~2.1m之間，果穗箱容積在2.4m3左右，在作業時接糧車受其卸糧高度的限制，只能使用小型農用車，且果穗箱充滿系數又受限于接糧車容積，極大的影響了作業效率。該機型的果穗收集裝置，其卸糧高度達到2.6m，已基本滿足非特殊接糧車要求，且其果穗箱2.9m3的有效容積可以完全充滿，在作業時提高了作業效率。

（4）4YZB-4E自走式穗莖兼收玉米收獲機車架總成采用上下兩層組裝式車架，上層車架又由前后車架組合而成。由于整機的多功能性，以及運輸和作業中對整機外形的嚴格要求，該機型不能像傳統玉米收獲機一樣將所有大部件布置在同一層車架，而我公司研制的雙層車架結構，將發動機、前后驅動橋、還田機等布置在下層車架，將駕駛室操作臺、剝皮機、果穗箱、草料箱等布置在上層車架，此設計不僅使整機結構緊湊，操作靈活，而且便于生產加工。

（5）果穗剝皮及清選系統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。該系統的研制主要解決了還田機難以將苞葉徹底粉碎和籽粒收集箱含雜較多的問題。設計在籽粒攪龍末端的清選風機進一步降低了籽粒含雜率。果穗剝皮及清選系統結構如圖2。

圖2 果穗剝皮及清選系統結構

（6）整機采用靜液壓驅動，且開發專屬智能控制程序。傳感器和視頻監視元件的設置以及集成式液壓元件的設計，使機具在作業過程中不僅使整機運行平穩，操作方便，而且極大了減少了駕駛員的勞動強度，增加了駕駛的舒適性、安全性和可靠性。

4 產品實際使用狀況

牧神4YZB-4E型自走式穗莖兼收玉米收獲機在研制當年即實現了小批量生產，并在河南省、安徽省、河北省以及新疆等地區進行了長期田間作業。作業結果顯示各項指標均達到或優于產品設計要求。在河南省項城市和新疆民豐縣境內收獲時的各項數據見表1。

表1 兩地收獲作業試驗數據