玉米秸秆打捆灭茬一体机设计与试验

位国建，姜伟，荐世春，李娜，崔荣江 (山东省农业机械科学研究院，济南市,250100)
摘要：为解决黄淮海地区秸秆贮运困难、劳动强度大等问题，研制玉米秸秆打捆灭茬一体机。对整机结构和工作原理进行 分析，通过理论计算确定曲柄半径、连杆长度和灭茬刀转速分别为275 mm、577 mm、415 r/mino样机田间试验结果表明：
在国外，秸秆利用主要是还田、用作饲料或者发 电。同时，国外秸秆生产已经实现了全程机械化作业， 各种秸秆处理装备齐全•规模种植，具备完整的秸秆收 储运体系，农机农艺融合，有效提高了收集效率，降低 了秸秆利用的生产成本。国内秸秆综合利用进程近年 来不断加快，在良好的舆论下普遍得到了农民认可，促
使我国农业逐步向可持续方向发展 。国内的相关科研 人员，针对我国国情开展了 •些秸秆收集、处理方面相 关的研究。如崔中凯等设计了 4YZQK-4自走式穗 茎兼收秸秆打捆一体机，提出了穗茎兼收秸秆打捆，实 现复合作业，李耀明等⑷设计了 4L-4. 0型稻麦联合 收获打捆复式作业机，实现了稻麦秸秆的不落地打捆 功能，王锋德等⑺设计了 4YF— 1300型大方捆打捆 机，对关键部件的设计及参数的优化，保证了打捆机较 高的技术参数，段宝成等通过对收获打捆一体机压缩 装置机构优化及相应试验验证，得到最优打捆工作参 数。尽管国内外秸秆综合利用发展速度较快，配套农 机具也不断更新，但是依然存在许多问题。国外机具 对我国农业生产条件不适应，机具质量大，能耗较高， 价格高。国内现有机具存在制造和设计缺陷，机械故 障率高作业适应性差，自动化程度较低，农机农艺融合 程度低，工作效率低下。研究设计联合收获打捆复式 作业机，对提高农作物秸秆的回收利用率，具有重要 意义[8]。
第40卷第6期 2019年6月
中国农机化学报
Journal of Chinese Agricultural Mechanization
DOI: 10. 13733/j. jcam. issn. 2095-5553. 2019. 06. 04
玉米秸秆打捆灭茬一体机设计与试验
Vol. 40 No. 6 Jun. 2019
技创新“重点专项项目(2O17YFDO3O1OO5)；“十三五”国家重点研发计划“粮食丰产增效科技创新”重点专项项目(2018YFD0300600) 第一作者：位国建，男，1986年生，山东济南人，硕士，工程师；研究方向为田间作业机械。E-mail： woshitxwh@126.com 通讯作者：荐世春，男，1963年生，山东青岛人，研究员；研究方向为耕整地机械装备。E-mail： jscsh2002@163.com
1工作原理及总体结构
1.1整机结构 玉米秸秆灭茬打捆一体机由机架、动力传动装置、
压捆室、喂入搅龙、打捆机构、秸秆捡拾粉碎灭茬装置
等组成。秸秆捡拾粉碎灭茬装置包含捡拾粉碎装置和
灭茬装置，捡拾粉碎装置安装在打捆机机架上，且位于
喂入搅龙前方，灭茬装置安装在压捆室下方，且位于喂
入搅龙后方，并位于行走机构前方。在现有秸秆打捆
0引言
随着我国人口增多和耕地减少矛盾日益严重 ，合 理开发，更加有效地利用农作物秸秆，对稳定农业生态 平衡、缓解资源约束具有重要意义，也是农业发展的必 然趋势°切。黄淮海地区地势平坦、土壤肥沃，是我国 重要的农业基地，也是秸秆资源最丰富的地区之一⑷。 同时，由于该地区小麦、玉米轮作，农时紧，且农作物秸 秆体积大、质量轻、形状不规则，贮运极为困难，因此秸 秆收集压捆是实现秸秆综合利用的首要前提。目前， 秸秆收集存在机具缺乏，人工收集劳动强度大、成本高 等问题，严重制约了秸秆综合利用。到2020年，秸秆 综合利用率将达到92%,建立农民和企业“双赢”的秸 秆收储运体系，形成布局合理、多元利用的秸秆综合利 用产业化格局十分必要**门 。
草捆密度、规则草捆率、成捆率、根茬粉碎合格率以及秸秆捡wk.baidu.com损失率分别为U9.3 kg/n?、96.5%、100%、90%以及6%,
各项指标达到设计要求。该机田间作业安全可靠，其结构参数和工作参数组合，更好地满足旱地农业保护性耕作要求并 有效改善生态环境。 关键词：秸秆；打捆机；灭茬；参数优化
中图分类号：S225 文献标识码：A 文章编号:2095-5553 (2019) 06-0016-05
第6期
位国建等：玉米秸秆打捆灭茬一体机设计与试验
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进行了优化设计。本方案显著降低秸秆打捆收获装备 的生产成本，性能指标优于同类机型，大大提高秸秆饲 料收获效率。通过田间试验验证了相关结构参数和工 作参数组合的优势效果，具有良好的社会效益和生态 效益，为秸秆打捆灭茬机具的设计提供了参考 ，具有重 要的现实意义。
收获机的基础上，设计了秸秆揉搓粉碎和根茬还田机
构，便于将站立的玉米秸秆进行粉碎打捆和还田，通过
调整相关结构，将打捆机和灭茬组合形成一种玉米打
捆灭茬收获机。该装置可实现还田灭茬复式作业 ，实
现一次完成玉米秸秆切碎、可控适量还田、灭茬、剩余
针对以上问题，本文设计了玉米秸秆打捆灭茬一 体机，能够一次实现玉米秸秆切碎、可控适量还田、灭 茬、剩余秸秆捡拾打捆等多道工序，并对关键工作部件
收稿日期：2019年1月14日 修回日期：2019年3月20日 *基金项目：“十三五”国家重点研发计划“粮食丰产增效科技创新”重点专项项目(2O16YFDO3OO8OO)；”十三五”国家重点研发计划“粮食丰产增效科
位国建，姜伟，荐世春，李娜，崔荣江.玉米秸秆打捆灭茬一体机设计与试验[J].中国农机化学报，2019, 40 (6)： 16-20 Wei Guojian, Jiang Wei, Jian Shichun, Li Na, Cui Rongjiang. Design and experiment of corn straw bundling and stubble killing machine [J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2019, 40(6): 16 — 20