自走式玉米穗茎兼收与秸秆打捆一体机关键部件研究

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自走式玉米秸秆打捆机捡拾机构的设计

农业技术与装备AGRICULTURAL TECHNOLOGY &EQUIPMENT Vol.340No.04APR.2018Bai Jie,YuHuiSelf-propelled corn straw baling machine is necessary equipment for maize straw recycle.To fragment cornstraw,use the hammer claw type collector,pick up and beat the fusion.Hammer claw is the key to the collector and artifacts,the material,structure,arranged layout and strength can affect its performance.This machine is made of 65Mn steel plate type Y symmetry two-edged hammer claw,staggered arrangement design,field experiment results verywell.Self-propelled,Corn straw,Baler,Pickup,Hammer claw自走式玉米秸秆打捆机捡拾机构的设计白洁，于辉（吉林电子信息职业技术学院，吉林吉林市132021）摘要自走式玉米秸秆打捆机是玉米秸秆再利用的必要设备。

为了碎化玉米秸秆，采用锤爪式捡拾机构，实现捡拾和捶打融合。

锤爪是捡拾机构的关键构件，其材质、结构型式、排列布置及强度都影响其性能。

该机采用65Mn 钢板Y 型对称双刃锤爪，锤爪交错排列设计。

关键词自走式玉米秸秆打捆机捡拾器锤爪中图分类号S220.2文献标志码Adoi:10.3969/j.issn.1673-887X.2018.04.035收稿日期2018-03-19作者简介白洁（1982-），女，山西人，讲师，研究方向：机械设计。

4YZQ-4型自走式穗茎兼收玉米联合收获机的研制

行收获，这不仅可以省去使用秸秆粉碎还田机单
一
作业的工序，而且减少了作业费用和拖拉机压
１总体设计
４ｚ＿型自ＹＱ４走式穗茎兼收米联合收获机由上层割台、下层割台、大输送、驾驶室总成、剥皮机、大马力发动机、行走底盘总成、后输送、集穗箱等组成。上层割台由摘穗收割台和果穗搅龙组成；下层割台由秸秆切割装置、秸秆集中喂人装置、秸秆输送装置、秸秆切碎装置、抛掷器和喷管等组成，见图１。
碎，秸秆切碎效果好，于青贮饲料的需求，适为穗茎兼收青贮饲料秸秆破节机构的设计和使用提供了依据。
图１ＹＱ＿４Ｚ４型自走式穗茎兼收玉米联合收获机结构筒图
（）４采用模块化高速低损伤摘穗机构。拉茎辊采用锥形拉茎板结构．作业时不需调整拉茎辊间隙。摘穗板采用整体可调式结构。减少摘穗板间隙
制．大大提高了机具的可控性和作业性能，可使机具充分发挥其潜在性能。
３主要部件设计
采用上下两层割台，两层割台可独立升降，上层
割台收获玉米，下层割台收获秸秆；上层割台单割道
图２ＹＱ－自走式穗茎兼收玉米联合收获机工艺路线图４Ｚ－４型
玉米收获机沿着玉米行间行走，上层割台的分禾尖将玉米导人割道．米稞进入上层割台板玉
ｕｎｔｏｖｙｒｔｅｃｃｉ．ｘｅｍｎａｄｔｓｐｏｅｔａｔｅｍｃｉｅｍｅｓｅｖｎｎｔｎｌｔｄｒｓｅｕｔｎ．ｐａｄｊｎｅｅ，ｎｒｙｌｇＥｐｒｅｔｎｔｒｓｈｔｈａｈｎｅｔｒｌａｔａｉａｓｎａｄｇｌｉｓｅｃｈｅｎｉｅｖｅｏａｒａｏ

新型穗茎兼收型玉米收获机总体方案设计

毕业设计（论文）题目：新型穗茎兼收型玉米收获机总体方案设计学院：轻工与农业工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：指导教师：中文摘要摘要玉米是我国三大粮食作物之一，是优质饲料和重要的工业原料，同时玉米秸秆还是畜牧业的重要饲料。

目前我国小麦已基本实现了生产过程的机械化，但是玉米的机收面积却不足5%，而且玉米收获后产生的大量玉米秸秆还没有得到有效的利用和解决，这成为玉米生产过程的瓶颈和难点。

因此，研制一种新型穗茎兼收型玉米联合收获机，既适应农民传统收获玉米的习惯，又增加了茎秆青贮收获，使农民增产增收。

随着我国农业结构的调整和畜牧业的发展，穗茎兼收型玉米联合收获机成为发展热点。

穗茎兼收型背负式玉米联合收获机是与55~80马力拖拉机配套，利用拖拉机的动力和行走装置进行作业，可一次完成玉米的摘穗、集箱、秸秆的切碎回收、旋耕灭茬等作业。

本课题通过对现有玉米收获机的研究分析，比较其优缺点，设计出一种性能可靠、结构简单、布局合理的背负式穗茎兼收型玉米联合收获机。

该机采用全新的机架和传动系统，果穗升运器和秸秆升运器上下布置且均采用下刮板，燕尾甩刀位于摘穗辊正下方，该刀前端为切断部分，后面为切碎部分，秸秆被切碎后首先抛入秸秆升运器中，再升运至搅龙输送到抛送器抛送，根茬由位于拖拉机后方的灭茬机灭茬。

本课题的研究对推广玉米收获机械化技术、培育玉米机收市场和改善农牧业的产业结构都具有十分重要的现实意义。

关键词：农业工程，玉米联合收获机，穗茎兼收，背负式，总体设计- I -Abstract（英文摘要）AbstractCorn is one of the three main grain crops in our country, it is the high-quality livestock feed and important industry raw material. In the meantime, the corn stalks is also animal husbandry important feed. Currently, in our country, wheat has already completely produced by machine, but the mechanization proportion of the corn production is only 5%. After the corn harvest, a great deal of corn stalks left in the field, which is hard to clean and use effectively. This is the bottleneck and crux of the corn production. Therefore, devising a new type of spike-stalk-reaping corn combine, it is on one hand accord with the traditional harvest habit of Chinese farmers, and increase the silage output of the stalks on the other hand. This new technology can increase the corn production and the farmer’s incomes.With the adjustment of the agricultural structure and the development of stockbreeding, the corn combine reaping both corn stalk and spike is becoming a hotspot. Spike-stalk-reaping backpack corn combine is equipped with 55~80HP tractors which provide the power and running device. It can finish the steps of snapping and collecting of spike, cutting and retrieving of stalk, rotary tilling at one time.This research starts on the basis of analyzing the merits and shortcomes of existing corn combine harvesters, is to design a new kind of dependable performance and simple structure and rational layout spike-stalk-reaping backpack corn combine. The combine uses the brand-new rack and the transmission system, cob lift conveyer and straw stalk lift conveyer up and down arrangement, and both use the under drawing template, the dovetail flail knife located at the stripper roller underneath, the front of the knife is cut off part, the other is cut up part, after the straw stalk cuts to pieces, first are tossed into the straw stalk lift conveyer, rises to transport again to stirs dragon and transport to throws delivers throw out, the stubble cleaner is located at behind tractor's to eliminate stubble. The research has very important realistic meaning. It can be used in expanding the corn production mechanization, exploring the corn combine market and improving the industrial structure of agriculture and stockbreeding.Key words:agriculture engineering, corn combine, spike-stalk-reaping, backpack, total designII目录摘要 (I)ABSTRACT（英文摘要） (Ⅱ)目录 (Ⅲ)第一章引言 (1)1.1课题的提出和意义 (1)1.2国内外玉米收获机研究现状及发展趋势 (3)1.2.1国外研究及应用现状 (3)1.2.2国内研究及应用现状 (5)1.2.3玉米收获机的发展趋势 (8)1.3本文的主要研究内容 (10)1.4本章小结 (11)第二章方案的拟定 (12)2.1课题研究的指导思想及技术问题分析 (12)2.1.1 指导思想 (12)2.1.2 技术分析 (12)2.1.3 技术路线 (13)2.1.4 技术指标 (13)2.2传统背负式玉米联合收获机 (14)2.2.1 结构 (14)2.2.2 割台 (14)2.2.3 集穗装置 (16)2.2.4 秸秆还田装置 (17)2.2.5 悬挂装置 (17)2.3方案的初步设计 (17)2.3.1 系统体系结构和组成 (17)2.3.2 割台配置及组成 (18)- III -2.3.3 “摘穗——切碎”一体化技术方案确定 (19)2.4方案的整体评价 (20)2.5本章小结 (20)第三章主要组成部分的设计 (21)3.1拖拉机的选择 (21)3.2分禾器的分析与设计 (21)3.3摘穗简介 (27)3.4割台设计 (31)3.5割台悬挂架设计 (35)3.6后架设计 (37)3.7总装配设计 (39)3.8本章小结 (40)第四章综合分析 (41)4.1本机的主要性能参数 (41)4.2特点和创新之处 (42)4.3项目的效益分析 (42)4.4技术竞争力和产业化前景分析 (44)4.5课题风险分析及对策 (44)4.6推广应用及产业化前景 (45)结论 (46)参考文献 (47)致谢及声明 (48)- IV -- V -第一章引言1.1 课题的提出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，其种植面积和总产量仅次于美国，居世界第二位。

自走式秸秆收获打捆机的研制

１整机结构及工作原理
１．１整机结构
１．３技术参数
发动机功率（ｋｗ）作业幅宽（ｍ）作业速度（ｋｒｎ，ｈ）生产效率（泊）
８３２．４５３．４３ —７．捆机主要由多功能割台、方捆打捆机、驾驶台、驾驶室、操纵系统、发动机、行走底盘、液压系统、电器系统、外围等组成（图１）。割台位于机器的正前方，与机体呈非对称 “ Ｔ ” 型配置，
损失率（％）
成捆率（％）
草捆截面（ｍｍ）草捆长度（ｍｍ）
≤２ ≥ ９８
３６０￣４６０
４００－１ｌｏ０（可调）
９３１３０— 。２３０
２ ≤２２
活塞冲程数（￣Ｊｍｉｎ）
室后部，形成均匀的长方形草捆，当草捆长度达到设定长度时，打结器主轴离合器接合，带动打捆针向上
运动将捆绳送人打结器夹绳盘中进行自动打结，捆绑好草捆。随着物料不断的喂人和压缩，被捆扎好的草捆在后续草捆的推动下，被推出压缩室经草捆滑
捆的联合作业，其结构紧凑、重量轻、机动性好、转弯调头灵活方便、操作简单可靠，工作效率高，特别适
用于中小地块作物秸秆的收获。
图１自走式秸秆收获打捆机总体结构
１．割台２．驾驶室及操控系统３．过桥４．变速箱５水平输送器６．中间传动总成７．行走传动总成８．打捆机变速箱９．发动机１（１＿活塞及曲柄连杆机构１１．底盘１２．喂入拨叉１３．打捆针１４．打结器１５．草捆密度控制器１６．压缩室１７．草捆长度控制器１８．草捆滑板

新型穗茎兼收型玉米收获机的研制

装置。两行玉米割台中间共用一组下刮板升运器。该组升运器分上下两层：层为输送玉米果穗；层输送切上下碎的玉米秸秆。玉米果穗通过导槽将果穗输送到第２升运器直至到果穗箱。秸秆升运器将秸秆输送到横向搅
具。Ｊ对于秸秆回收利用发挥了一定的作用，因为，但
其造价高、靠性有待于进一步提高等原因，能很可不
好地满足农村收获实际的要求。
本文在广泛应用的纵卧摘穗辊式玉米收获机上，研制出适宜的秸秆切碎、集、送和抛送装置，计收输设
器、秆抛送器、右摘穗辊、式切刀、秆横向输秸左板秸
积２９７ｍ，产量达１６８ｈ总．６亿ｔ。玉米是重要的粮食作物，同时也是重要的工业原料和优质的饲料，米玉
秸秆还是重要的畜牧饲料。近几年，国玉米机械化我
龙，向搅龙又将秸秆输送到抛送器，送器将秸秆抛送到集草车或草箱，现穗茎兼收。横抛实
关键词：玉米收获机；玉米秸秆收获；穗茎兼收中图分类号：￥２．１２５５文献标识码：Ａ文章编号：１００３—１８２１１０８８Ｘ（００）２－０５—０３

9SK—120型玉米秸秆回收打捆机的设计研究

捆扎方面，劳动强度高，生产效率低，生产成本高。
针对玉米秸秆收集利用的技术难题，山西省长治市农机试验鉴定站，系统工程角度出发，从立项开发、研制了
９Ｋ１０型玉米秸秆回收打捆机，从而解决了玉米秸秆Ｓ－２
入秸秆收集贮料箱，经过卸风后，秸秆通过拨料轮、捡拾器
计算，总结了该机的创新点，阐述了该机具的使用及推广前景。
关键词玉米秸秆回收打捆机设计研究
ｄｉ．９９ｊｓｎ１７－８Ｘ．１．５０３ｏ：３６／ｉ．６３８７２０。０ｌ０．ｓ００中图分类号￥２．＋２５２２文献标志码
２１．５００ａ０
总第１０期９
文章编号：６３８７（１）－０９０１７－８Ｘ２０００－３００５
９Ｋ－２Ｓ－１０型玉米秸秆回收打捆机的设计研究
山西省长治市农机试验鉴定站
摘要
冯宏波
崔玉焱
仝
波
史毅伟
介绍了９Ｋ１Ｏ型玉米秸秆回收打捆机设计研究的立项背景、计思路、术方案、计ｓ一２设技设
进入打捆装置，打捆过程完成后，进行绕绳捆扎后出仓，完
成作业流程。
粉碎收获、打捆技术相配套作业的问题。
４２主要零部件设计与计算．
４２１整机结构设计构思和动力传递路线．．机具的动力
２设计思路
针对我国一年一熟、一年两熟的不同农艺和自然干燥条件，解决玉米秸秆收集打捆技术难题，Ｓ一１０型玉米９Ｋ２秸秆回收打捆机可完成秸秆粉碎、揉搓、输送、打捆的联合作业，中型轮式拖拉机配套，与适合于田间作业，也可用于牧草收获打捆作业，填补了国内秸秆收集利用机具研究的

科技成果——四行自走式穗茎兼收玉米收获机

科技成果——四行自走式穗茎兼收玉米收获机成果简介为解决玉米秸秆处理再利用问题，并融合国家出台的“粮改饲”政策，提高农民收入，满足环境保护需要，开发了本产品。

本产品于2017年4月通过了黑龙江农垦农业机械试验鉴定站的部级鉴定，产品技术创新程度高，属国内首创，共获22项国家专利，并获得山东省第二届“省长杯”工业设计大赛优秀奖及2018年青岛市科学技术进步二等奖等。

技术特点本产品匹配220马力动力，结构质量：10000kg；工作行数：4；适应行距：600-700mm；工作幅宽：2600mm；拉茎辊形式：立式辊式；籽粒破碎率≤1%；苞叶剥净率≥85%。

采用行业独有的发明专利技术：新型立式割台形式（发明专利号：ZL201410127856.5），作物行进路线流畅，作业效率高，可以达到10亩／小时。

同时采用国际先进技术“自动档全液压伺服行走驱动系统”、“平辊式剥皮机”及在静液压驱动、立式摘穗、秸秆输送、秸秆切碎等方面实现技术突破，具有高效、节能、环保等特点。

创新性本产品国内首创的割台立辊式摘穗技术在穗茎兼收玉米收获机上的应用，作物行进路线流畅，工作效率比传统卧式摘穗机型提高30%以上。

果穗与秸秆的分别处理，实现果穗与秸秆同时收获，并应用GPS定位系统，升运器、切碎器堵塞报警，产品自动化、智能化高，大大提高了农户收益，推动农畜牧循环发展及行业的技术进步。

先进性本产品在穗茎兼收技术上：果穗与秸秆进行分离处理，实现果穗与秸秆的同时收获，秸秆与果穗分两路处理，实现一机多用；在果穗处理，秸秆综合处理，及采用的4行立式割台、辊式摘穗技术；在用于穗茎兼收玉米机的立式割台摘穗机构的果穗托送装置、安全离合器装置、拨禾链链轮与剔刀间隙的调节装置、籽粒破碎装置、立式割台的传动装置、散热风扇及转向方法等22项技术上，均已获得或被受理国家专利技术，属国内领先水平。

盈利性本产品不仅给企业带来经济效益，且给用户在收益方面具有绝对竞争优势，农户既可以收割玉米有收益，也可以将切碎的秸秆卖草给养植户多一大部分收益，促进当地畜牧业的发展，同时茎秆回收，响应国家号召，保护生态环境。

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自走式玉米穗茎兼收与秸秆打捆一体机关键部件研究
玉米是中国主要粮食作物之一,玉米秸秆资源量也十分巨大,年产量已超过
2亿吨,经济、高效地处理玉米秸秆成为发展生态节约型社会的必然要求。玉米
秸秆的处理方式主要包括直接焚烧、就地还田和秸秆回收。
秸秆直接焚烧造成环境污染、资源浪费;秸秆就地还田,容易产生土地营养失
衡、土地病虫害、秸秆腐熟慢等问题,导致非单季种植区下一季作物播种困难。
因此,玉米秸秆进行回收利用势在必行。
现有玉米秸秆收集方式多采用分段作业,鉴于当前国内还没有能够规模应用
集玉米果穗收获、集箱,秸秆收割、切碎、打捆等功能于一体的玉米收获机械,
在现有玉米收获机械与秸秆打捆机械的基础上,进行结构改进及功能集成,并对
其关键部件的结构设计、参数优化等方面进行研究分析,在台架验证试验与样机
田间试验基础上,得到一套可行、高效的玉米穗茎兼收与秸秆打捆一体化联合收
获机,达到了设计预期。本课题主要研究内容及结果有如下几点:(1)提出了一种
玉米穗茎兼收与秸秆打捆一体化联合收获样机的总体设计与结构布置方案,包含
样机整机结构组成、整机工艺流程、整机功率分配和主要技术指标等。
该方案采用复式割台,上下割台高度独立调节,满足不同结穗高度需要。上割
台采用摘穗辊采摘果穗,果穗由升运器进入剥皮机,最后落入果穗箱,实现果穗收
获;下割台采用往复式切割器将秸秆切断后,经过秸秆收集搅龙、平板滚刀切碎箱、
风机抛送器与秸秆打捆机,实现秸秆同步切碎与打捆收集,完成秸秆收获。
(2)优化现有滚刀式秸秆粉碎装置,搭建玉米秸秆粉碎试验台架,对秸秆粉碎
装置的结构参数与工作参数进行了优化试验,选择滚刀刀片的径向倾角、轴向偏
角、工作转速为影响因素,以成捆率和打捆密度为目标函数,建立了影响因素与目
标函数之间的数学回归模型。试验结果表明:各因素对成捆率与打捆密度影响显
著性顺序依次为工作转速、轴向偏角、径向倾角,获得最佳参数组合为:径向倾角
25°,轴向偏角5°,工作转速1100 r/min。
(3)开展打捆机柱塞驱动机构结构设计与参数优化,通过理论计算设定了柱
塞驱动机构三组结构尺寸,运用SolidWorks对打捆机构进行三维建模并采用有
限元对其进行仿真分析,根据仿真分析结果获得驱动连杆应力和应变分布情况,
最终确定柱塞驱动机构采用对心式空间布置,曲柄、连杆长度分别为330mm与
750mm。(4)在理论分析的基础上,完成样机的二维和三维绘图工作,在山东国丰机
械有限公司完成试验台架的搭建、样机的试制和田间试验,经过田间作业试验验
证,各项指标均达到规定标准,能够满足玉米果穗收获与秸秆打捆一体化作业工
艺要求。