青贮饲料收获机的设计

青贮饲料收获机的设计学生姓名学号所属学院机械电气化工程学院专业农业机械化及其自动化班级指导教师日期前言玉米秸秆具有很高的利用价值。

近年来，随着畜牧业的快速发展，动物饲料短缺的问题日益严重，在冬季尤为严重。

在我国农村，玉米秸秆作为动物饲料有着悠久的历史，但是玉米秸秆在进行收获时大多采用人工收获，费时费力；机器收获则多是将秸秆粉碎还田。

目前市场上出现了一种玉米收获机，能够将秸秆粉碎的同时送入集草车，这种方法固然便于收集，但运贮作业费工费时。

本实用新型提供一种玉米收获机的摘穗茎秆切碎复合装置，包括摘穗棍，工作时，穗茎兼收割台将果穗摘下并将茎秆收集、切碎，然后，果穗经果穗升运器进入果穗箱，碎玉米茎秆在碎茎秆抛送器的作用下被抛送至集草箱。

关键词：穗茎兼收；摘穗装置；切碎装置目录1绪论 (1)1.1课题研究的目的和意义 (1)1.2国内玉米收获机的研制状况 (1)1.3 国外玉米收获机的研制状况及趋势 (2)1.4现有玉米秸秆青贮机械收获的方法 (3)1.5 课题研究的主要内容 (5)2. 总体方案的设计 (5)2.1设计的基本原理 (5)2.2样机结构及工作原理 (5)3 关键部件的设计 (6)3.1设计指标 (6)3.2摘穗辊设计 (6)3.3滚筒刀的结构设计 (8)4主要部件的选择及强度校核 (10)4.1 轴的设计与校核 (10)4.2键的强度校核 (13)4.3螺旋输送器的计算 (14)4.4 V带的选择 (15)结论 (16)致谢 (18)参考文献 (19)1绪论1.1课题研究的目的和意义玉米是我国三大粮食作物之一，是仅次于小麦的主要粮食作物，是优质饲料和重要的工业原料，同时秸秆还是畜牧业的重要饲料。

搞好玉米的生产加工和秸秆的综合利用对农业、农民、农村乃至整个国民经济发展都具有重要意义。

我国21各省、市、自治区都有玉米种植。

种植面积、总产量仅次于美国，居世界第二位，玉米年产量达12029万吨，约占世界玉米总产量的18%。

玉米生产对工农业的发展起着举足轻重的作用。

目前，我国的小麦收获已基本实现了机械化，而玉米机收水平只有5%，成为玉米生产过程的瓶颈和难点。

玉米生产机械化水平低严重影响了农业生产机械化的整体水平，阻碍了农业现代化的进程。

造成玉米生产机械化水平低的主要原因，一是农机与农艺不配套。

采用一年两作地区多采用套作种植，行距不相等，不便于机械作业；二是现有玉米生产机型少，供农民选择的余地小，功能单一不能很好满足不同用户的需求。

有的用户需要灭茬、有的需要秸秆兼收、有的需要青储等等；三是玉米生产机械特别是收获机械造价高，利用率低，农民一次性投资大，投资回收期长。

此外，农民焚烧秸秆问题一个重要的原因是没有合适的穗茎兼收型玉米收获机，将玉米秸秆回收利用，用于畜牧饲料，减少对秸秆的焚烧造成的空气污染。

玉米收获机械化可以带动玉米的产业化种植，减轻农民劳动强度。

而秸秆可以直接粉碎还田增加土壤的有机质含量，或者秸秆回收用于饲料，为大力发展畜牧业提供丰富的饲料保障，有效地改善农牧业的产业结构，使得畜牧业比重进一步提高，农牧业发展处于良性循环，从而增加了农民收入。

避免秸秆焚烧带来的资源浪费和大气污染，严重影响道路交通和民航的正常运营。

因此，结合我国国情和各种使用条件，研制一种新型穗茎兼收玉米联合收获机（即一次完成玉米果穗、茎秆的收获）既适应农民传统收获玉米的习惯，又增加了茎秆青贮收获，具有十分重要的现实意义。

社会经济效益:把农民和畜牧养殖户从繁重的体力劳动中解放出来，一台机械收获效率每天可代替60个手工劳动者的作业效率，大大缩短了秋收秋种时间和养殖户头痛的饲料收集问题，还可带动畜牧业的发展和第三产业的发展。

从根本上增加了农民、机手和养殖专业户的收入，解放了生产力，大大减轻了农民的劳动强度，提高了广大农民的生存质量，使农民有更多的时间从事其它产业的发展。

环保效益，解决秸秆焚烧造成污染，确保高速公路、机场等公用设施的安全，利于保护环境。

1.2国内玉米收获机的研制状况我国玉米收获机械研制起步晚，水平低，玉米机械化收经历了从引进国外样机试用、仿制、改进到消化吸收、自行设计两个阶段，并取得了很好的成果。

到目前为止，我国从事玉米收获机研制生产的单位有60多家，已开发研制出的机型有60多个产品。

从整体情况看，目前生产玉米联合收获机除悬挂式(背负式)外，大都处于样机研制或试验阶段。

各种机型仍需不断改进和完善，到大规模投入生产应用尚需一段时间。

我国生产的玉米联合收获机按收获工艺可分为两种:摘穗—剥皮—果穗收集—茎秆粉碎还田(或收集);摘穗—果穗收集—茎秆粉碎还田(或收集)。

玉米收获工艺研制的机型有牵引式、悬挂式(背负式)、自走式和玉米割台等四种机型。

国内可实现果穗收获、茎秆切碎一体化的技术已申报专利有很多，代表性的有：立式摘穗茎杆切碎装置；在普通卧式摘穗辊式收获机割台下方安装与摘穗辊平行的刀轴，在刀轴上安装不同形式的切刀，通过动定刀配合、动动刀配合等方式实现玉米收获、秸秆粉碎一体化技术两种技术类型。

但总体说来国内的果穗收获、茎秆切碎一体化的技术尚未成熟。

我国玉米收获机械化仍然存在着许多问题。

首先表现在基础部件研究不足，很多单位只是注重整机的研制开发，从而造成众多机型在收获工艺和机构参数上大同小异、重复制造。

其次是产品的稳定性、可靠性差，机器故障频繁，从而造成玉米籽粒破碎率、果穗损失率高等问题。

我国目前从事玉米联合收获机研究和制造的单位有30多家，约20个产品，分为自走式、悬挂式、牵引式和谷物联合收获机配玉米割台等四种形式，又分单行和多行。

但各厂家的产量都不大，其主要原因就是如上所提到的机具的适应性题、农民的购买力和玉米收获机的关键部件的可靠性等问题。

因此必须加快对玉米联合收获机械化关键技术与装备的研究，以加速玉米收获机械化的进程。

在自动化程度方面，由于国产玉米收获机以实用为主，主要考虑降低制造成本，对自动化要求不高，因此明显落后于国外产品。

目前，在已研制的机型中还有可靠性差、效率低、对作物的不同行距适应能力不强等问题，个别机型的损失率和破碎率还有待进一步降低。

国内近期玉米收获机械仍以价格较低的悬挂式机型为主，适应多种行距的玉米收获机具将会随着技术的不断完善迅速占领市场。

穗茎兼收型玉米联合收获机，可以实现茎秆资源的回收利用，将是玉米联合收获机近期研究、开发的重点，以适应畜牧业发展的要求，在畜牧业发展就快的地区，这种机型有较好的发展前景，预计未来几年将会出现比较实用的畅销机型。

1.3 国外玉米收获机的研制状况及趋势目前国外玉米收获机的研究与生产技术已经成熟，目前在美国、德国、乌克兰、俄罗斯等西方国家的玉米收获(包括籽粒和秸秆青贮)已基本实现了全部机械化作业。

国外多采用一年一作的种植方式，玉米收获时含水率低，主要采用玉米摘穗直接脱粒的收获工艺。

如美国的Johndeere公司、Case公司、德国的Mengle公司、道依茨公司生产的玉米联合收获机，绝大部分是在小麦联合收获机上换装玉米割台，并通过调节脱粒滚筒的转速和脱粒间隙进行玉米的收获。

主要表现在以下几个特点：(1)在保证良好性能的前提下，向高效、大型、大功率、大割幅、大喂入量和高速发展。

喂入量已由一般的5~6千克/秒发展到10~12千克/秒所配发动机的功率最大到243千瓦，正在研发的有276千瓦；割台最大割幅已超过9米。

配谷物联合收割机的玉米割台由收割4~6行发展到收割8行。

发动机功率为19千瓦。

最高作业速度超过3.6千米/小时。

(2)向扩大机器的通用性和提高适应性发展。

除发展多种专用割台（大豆、玉米、向日葵、水稻或捋穗型割台）外，同一台机器还可配不同割幅的割台以适应不同作物和不同单产的需要；改进机体结构（如收割台的仿型机构、清粮室的自动调平装置等），使其更好地适应不同作物和倾斜地面；行走装置配置多种宽度的轮胎、履带，以提高工作的适应能力。

(3)对保持收获中低损失率、高清洁度的主要工作部件的研究更为深入新型脱粒分离装置的研究，以提高生产率，减少谷粒损失为目标，是现代玉米联合收割机最主要的发展趋势。

在传统的纹杆切流滚筒及键式逐镐器的脱粒分离装置之后，双滚筒横置的轴流式结构广为应用，继而又研制了单滚筒或双滚筒纵置的轴流式脱粒分离结构，大大提高了脱粒率。

(4)新材料和先进制造技术的广泛应用使产品性能更好，可靠性更高将玉米联合收割机机架、割台体加大壁厚或加强骨架，用大直径薄壁钢管作轴，纹杆进行表面硬化处理；各种联合收割机在易堵塞的部件上设置各种快速切离的安全装置，传动胶带采用新的结构和材料；切割装置都进行8小时以上磨合试验和升温运转试验；重要工作部件装机前的磨合试验或试运转，严格保证体系。

(5)广泛应用机电一体化和自动化技术，向舒适性、使用安全性、操作方便性方向发展为改善驾驶员工作条件，普遍装有现代化的密闭驾驶室以隔热、隔噪音；转动部件转速、收割机切割高度、谷物损失量、粮箱填充量、排草堵塞等配有信息显示；自控装置包括自动对行、割茬高度自动调节，自动控制车速，自动停车等；安全生产的警报输出和互锁补偿系统有故障警报、信号报警或语音报警、启动耳锁、单柄操作互锁、运输与收获互锁等功能。

(6)向智能化收获机发展集全球卫星定位系统，地理信息系统和遥感系统于一身的"精准农业"技术在智能化玉米收割机上的应用是当今收获机械化最新、最重要的技术发展。

通过以上的比较不难发现，我国的玉米联合收获机械的现状跟国外一些先进技术相比还有相当大的差距，我国的科研人员在机器的制造质量和可靠性、发展模式及如何使农艺和农机相结合等科研课题上，应该有很大的发展空间。

1.4现有玉米秸秆青贮机械收获的方法现有玉米秸秆青贮机械收获的方法有5 种：（1）整秆侧后输送铺放。

拨禾轮把秸秆拨向割台扶持切割秸秆后，秸秆由输送链输送到机组一侧或侧后方铺放。

玉米果穗需要人工提前摘穗或者铺放后摘穗，秸秆收集后利用铡草机粉碎，然后进行青贮或饲喂。

图1-1 4G-2.2C 型玉米收获机图1-2 4YZQ-4 自走式穗茎兼收玉米收获机（2）运输车伴行饲草收集。

玉米果穗由联合收获机或人工收获，秸秆分别由联合收获机的粉碎装置和秸秆切碎回收机（青贮机）粉碎后抛送到伴行的运输车上。

代表机型有山东海山集团的4YZQ-4 自走式茎穗兼收玉米收获机（图1.2）、石家庄中州机械制造有限公司的4JQHSJ-170 型秸秆切碎回收机等。

图1-3 MR-810 细断型玉米青贮收获机图1-4 穗茎兼收型玉米联合收获机（3）穗茎兼收玉米联合收获。

背负式或自走式玉米收获机收获玉米时，将秸秆切碎回收到集草箱，集满后再卸到运输车上。

代表机型有山东向农公司生产的穗茎兼收玉米联合收获等。

图1-5 XDNZ-2600 型自走式玉米青（黄）贮饲草料收获机（4）青（黄）贮饲草料收获。