一种新型玉米秸杆收获机

牛云鹏++许光明++王浩宇++于振华

摘 要：通过充分调研和分析，开发一种新型玉米秸秆收获机，该机集成了秸秆回收、粉碎、除土、喷洒生物菌剂、打包等多个单元。

关键词：秸秆；回收；粉碎；旋转刀

中图分类号：S225 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170732027

1 现在玉米秸杆收获的现状

我国现在玉米收获90%以上采用机收，我国现在玉米收割机大部分卧滚结构，在机器行走过程中，将玉米杆推、拉倒的同时将玉米穗撸下，然后玉米秸杆由收割机粉碎装置将其粉碎，茎杆还田。由于玉米收割机撸穗过程中，掉穗比较多，在粉碎玉米杆的同时，也把玉米穗粉碎，损失较大。所以，在收获时农民要求抬高粉碎装置，把掉地下的玉米穗人工捡回，减少损失。这样，在玉米地里就出现2种情况：将玉米杆粉碎，放到地里，茎杆还田；由于东北天气原因，收完玉米后，就进入到冬天，很难腐烂，到第2年春天种地时，用大耙搂到一起，放火烧掉，再进行春播；收割机抬高粉碎装置的情况，玉米秸杆高、低不等，玉米杆横竖都有。

2 现有市场玉米秸杆打捆机的分析

一种从国外引进的牧草打捆机进行改造成玉米秸杆打捆机，五花八门，各种型式都有，原理大至相同，前面用捡拾器将玉米秸杆捡起，通过推运器将玉米推运到挤压装置，压紧后进行打捆。这种玉米秸杆打捆机由于前面没有切割装置，不能把连在地上玉米秸杆拾起，还有它前面捡拾器用的弹齿，强度较小，不能把长杆和较重的拾起，秸杆损失率较大，但秸杆清洁度较好。

根据我国现有玉米秸杆情况，产生了一种前面带切碎装置，然后进行捡拾、挤压、打捆新型玉米秸杆打捆机，型式很多，但大同小异，下面以玉龙破碎玉米秸杆打捆机为例进行分析。工作原理：前面是玉米秸杆粉碎刀，先将玉米秸杆割倒切碎，后面是板式捡拾器，靠高速旋转轴带动板式捡拾器将玉米秸杆捡起抛到后面的输送板上，进行挤压、打捆。这种机型的好处是捡拾度高，不论是立杆、还是卧杆都能进行捡拾。缺点是在捡拾玉米秸杆的同时也夹着一些土在里面，玉米秸杆清洁度不高，影响到玉米秸杆后续利用和开发。

3 新型玉米秸杆收获机的技术指标

设备功能主要要求：玉米秸杆捡拾度要高，要达到90%以上；粉碎后玉米秸杆含沙土率（不清洁度）要低于7%；为了运输和后续加工的需要，玉米秸杆要粉碎成长度不大于10mm；玉米秸杆收获机工作效率要高。

图1 玉米秸杆收获机工作原理示意图

1.卧式旋转刀；2.立式旋转刀；3.捡拾器；4.侧面清选扇；5.下送料滚；6.左（右）横向推运搅拢；7.上入料滚；8.上压送料滚；9.定刀；10.旋转动刀喂入风扇；11.带揉搓板的粉碎机上盖；12.锤片式粉碎机；13.粉碎度调整板；14.排料风扇；15.输料筒；16.储料箱。

3.1 工作原理

拖拉机牵引玉米秸杆收获机行走，由拖拉机后输出轴带动玉米秸杆收获机的传动，拖拉机后面液压悬挂来调整割刀高低，将玉米秸杆割倒、切段，由捡拾器将玉米秸杆捡起送到入料口（侧面清选扇会在玉米秸杆输送过程中，将混在玉米秸杆中泥土等杂物抽出排到机体外），由左、右搅拢将玉米秸杆推到中间，由喂料滚进行喂料，由定刀和旋转动刀配合，将玉米秸杆切碎，由旋转动刀喂入风扇将切碎的玉米秸杆送入锤片式粉碎机进行粉碎，排料风扇将粉碎好玉米秸杆抽出，通过输料筒送到储料箱。

3.2 设计要求及注意事项

卧式旋转刀的设计：卧式旋转刀在设计时一定要考虑旋转轴缠草问题，秋天的玉米地里杂草等东西多，机器在行走时旋转轴非常容易缠草。另外还要把割倒的玉米杆尽量放到垄台上，进行分杆处理，以便捡拾器把所有的玉米秸杆全部捡起，输送到喂料口。

立式旋转刀的设计：立式旋转刀在设计时一定在上面加防护罩，预防刀在旋转时遇到硬东西，刀片损坏，飞出去伤人或机器。另外立式旋转不适宜用通长轴，采用挠性轴。

捡拾器的设计：首先要考虑（不管用杆、板、链耙等）它们彷型问题，如A所示，该出就出，该收就收。另外捡拾器放到地面后，前面要有彷型装置，地高它高，地低它低，增加捡拾率。（捡拾器上面要用冲孔板，以便侧面清选扇把土和杂物吸出排到外面。）在捡拾器下面要有支撑装置，以便不作业时把捡拾器支起，便于行走。

侧面清选扇的设计：侧面清选扇设计时，采用排风扇或油烟机进行设计，把尘土抽出，不要直接排放，要设计过滤装置，把土等集中，统一排放，以减少对环境的污染。

下送料滚的设计：下送料滚设计时，可以参考铡草机喂入滚进行设计，材料采用铸铁，增加耐磨性。

左（右）横向推运搅拢：左（右）横向推运搅拢的设计，可以参考玉米收割机前面横向推运搅拢进行设计。

上入料滚：上入料滚的设计和下送料滚的设计有点相同，下送料滚齿是卧齿，而上入料滚齿是立齿，长一点，加大玉米秸杆输送效果。

上压送料滚：上压送料滚和下送料滚基本相同，但上压送料滚两侧带压紧装置，这样上压送料滚和下送料滚相互配合，将玉米秸杆夹住，送往旋转动刀喂入旋转动刀喂入风扇，进行切碎。

定刀：定刀设计时，要四面加工，反正面都可以使用，延长零件使用时间。

旋转动刀喂入风扇：旋转动刀喂入风扇设计时，它的旋转线速度一定要低于上压送料滚和下送料滚旋转线速度，按玉米秸杆的切碎长度确定旋转动刀喂入风扇的转速；旋转动刀设计时，要把旋转刀与玉米秸杆接触时成一个角度，以减少玉米秸杆切碎时对旋转刀的阻力。

带揉搓板的粉碎机上盖：揉搓板的作用就是增加对玉米秸杆磨擦度，加快粉碎，设计时可以参考粉碎机的揉搓板进行设计；粉碎机上盖设计时，一定要牢固可靠，预防锤片式粉碎机发生故障時锤片飞出，造成人员伤害或机器的损坏；粉碎机上盖四周要密封，预防玉米秸杆时，玉米秸杆的粉尘飞出。

锤片式粉碎机：锤片式粉碎机设计时，考虑到最大喂入量多少，粉碎机粉碎效率大于最大喂入量，避免发生玉米秸杆堵塞现象；然后确定锤片粉碎机的直径、转速、长度。

粉碎度调整板：粉碎度调整板的功能就是根据玉米秸杆粉碎度提供不同的调正板，根据粉碎度要求进行设计。

排料风扇：排料风扇和侧面清选扇设计一样，可以参考排风扇或油烟机进行设计，也可以市场上选合适的排风扇，把玉米秸杆抽出通过输料筒送到储料箱。

输料筒：输料筒的功能就是把排料风扇抽出的玉米秸杆输送到储料箱，所以输料筒一定要密封好。

储料箱：储料箱可以设计翻斗式。

4 工作效率

玉米秸杆收获机割幅宽度按1.6m、前进速度按1.6m/s来进行计算：

1.6m×1.6×60×60=9216m2/h

5 结论

这是一种适用于东北地区秸秆回收、秸秆饲料化的秸秆收获机，结构紧凑，零部件通用性强。完全解决了秸秆回收问题，具有良好的社会效益和经济效益。

参考文献

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