牧神4YZB-3A 型自走式穗茎兼收玉米收获机的研制

马晓荣，黄强斌，杜志高

（新疆新研牧神科技有限公司，新疆乌鲁木齐830013）

我国是一个农业大国，农作物秸秆产量居世界前列，其中又以玉米秸秆产量最大，在我国玉米主要种植区玉米果穗收获后，大量秸秆被就地焚烧，不但造成玉米秸秆的浪费，还导致大气污染甚至引发火灾。为了能够合理高效的利用玉米秸秆资源，提出在果穗正常收获的前提下尽可能的提高玉米秸秆的回收利用率。现有的玉米收获机功能单一，玉米果穗收获和玉米秸秆回收需要利用不同的机械进行作业，作业效率低，浪费时间和人力成本，并且结构臃肿，占用空间大，操作不便。

根据玉米机械化收获市场的需求，我公司设计开发了牧神4YZB-3A 自走式穗茎兼收玉米收获机，该机能够在收获玉米果穗作业的同时由割台将玉米秸秆粉碎回收，即实现了秸秆离田便于后续播种作业，又可以将粉碎回收的玉米秸秆作为畜牧业养殖的饲草，或生物质发电的燃料。

1 结构及工作原理

牧神4YZB-3A 自走式穗茎兼收玉米收获机能适应现有种植模式的穗茎收获同时兼收玉米。该机主要由玉米割台、封闭式驾驶室、操纵作业台、液压控制系统、电器监测系统、驱动变速箱、转向桥、槽式果穗输送器、平置式剥皮机、清选系统、整车传动系统、发动机、冷却系统、果穗箱、秸秆灭茬机、燃油供给系统、割台秸秆粉碎回收系统、玉米秸秆抛送器及玉米秸秆集料箱等主要工作部件组成，具体产品结构如图1。

作业过程中，玉米收获机沿着玉米植株种植行间前进，玉米秸秆从玉米割台分禾器顺势导入玉米摘穗收获割台，在板式拉茎辊作用下玉米秸秆被向下迅速牵引，果穗被位于板式拉茎辊上方的摘穗板挤下，玉米果穗被拨禾链向后输送到搅龙，再由搅龙将玉米果穗集中喂入到槽式升运器，槽式升运器将玉米果穗向上提升之后抛落到剥皮机，玉米果穗在压制器的压送下被相互旋转的剥皮辊剥下苞叶，并将果穗继续向后输送，剥去苞叶的果穗落入果穗箱，玉米果穗剥皮过程中掉落的籽粒被回收在籽粒回收箱中，当果穗箱被果穗集满后，由驾驶员控制果穗箱翻转完成卸粮。拉茎辊拉下的玉米秸秆被安装在割台下的收草装置收集完成切碎、抛送、装车，剥下的苞叶被后置灭茬机切碎还田，预留的割茬被灭茬机切碎还田。

图1 4YZB-3A 自走式穗茎兼收玉米收获机结构

2 主要技术参数

外形尺寸（长×宽×高，mm）7 020×2 230×3 250

额定功率（kW/h）129

作业速度（km/h） ≤8

纯工作小时生产率（hm2/h）0.4～0.8

工作行数（行）3

工作幅宽（mm）1 780

适用行距范围（mm）550～700

果穗箱容积（m）32.9

秸秆回收箱容积（m）33.8

整机质量（kg）7 200

剥净率（%） ≥95

籽粒损失率（%） ≤1.5

籽粒破损率（%） ≤3.5

秸秆回收率（%）≥90

3 技术创新及特点

在国内率先发明了集摘穗和秸秆切碎抛送装置为一体的收获割台，在完成玉米摘穗同时实现了茎秆青（黄）贮高品质收获，并研制出系列自走式穗茎兼收玉米收获机系列新产品。

（1）采用茎秆破碎抛送装置，该装置包括破碎抛送壳体和破碎抛送转子装置，作业时通过转子装置在破碎抛送壳体内转动，通过切碎刀片和能够产生抛送气流的抛送片完成秸秆粉碎揉丝和输送，回收后秸秆呈丝状，提高回收质量。经检测，秸秆切碎长度合格率达90%以上，比国家标准指标提高了5%以上，割茬高度78 mm，显著提升了秸秆回收率。经检索查新，我公司该技术装置属国内首创，国外同类型如迪尔及凯斯的玉米割台下切碎装置仅能实现还田，无二次粉碎揉搓抛送回收功能。

（2）采用对刀式拉茎辊，每个刀片带有辅助拉茎刀，增强了玉米茎秆的抓取能力，有效减少断茎秆现象及杂草缠绕，降低作业负荷，显著提升了作业效率。拉茎辊间隙有快速调节机构，减少不同品种玉米收获时机具调整时间，提高机具作业时间。这种结构仅在国外高端大型玉米专用收获割台上使用，工作效率高。

（3）目前国内玉米收获机拉茎辊型式多采用圆柱六棱/四棱型式，作业过程中断茎秆较多。国外无此机型，国内现有玉米收获机穗茎兼收的方式基本上有三类：第一类，摘穗割台只收获玉米果穗，对玉米秸秆的处理通常是在主机中部或后方悬挂秸秆切碎还田或收草装置，作业时秸秆受到轮胎辗压，回收或还田的秸秆质量差，回收率不足65%，专利技术产品茎秆回收率达90%以上；第二类，摘穗割台下部安装滚刀式收草装置，摘穗割台摘穗后，玉米茎秆会倒伏在地面，之后滚刀式收草装置进行茎秆切碎、收集的同时会将泥土及其他杂质一同收集，影响了青贮或黄贮饲料的品质，且秸秆切断合格率低。专利技术产品秸秆切断合格率达90%以上（高于国家标准5%）；第三类，穗茎兼收割台包括上割台和下割台两部分，上割台完成玉米摘穗，下割台采用往复式青贮割台，整体前部过重，动力消耗过大，且对于低结穗点玉米及倒伏玉米收获适应性极差。通过专利技术应用，已研制4YZB-3A 自走式穗茎兼收玉米收获机系列新产品，通过试验检测，各项技术性能指标超过标准要求。

（4）该产品模块化设计，实现了一种作业机型完成多种作业模式，将果穗收获与秸秆收获两种功能整合于一种收获机上，解决了华北、华南地区轮作种植，秸秆离田要求高的问题。并为养殖业饲草缺口提供了解决方案。提高了种植户及农机作业者的经济效益。

（5）该产品采用板式摘穗割台配备四棱刀对刀拉茎辊结构形式，配合下方的回旋切碎到实现夹持切割，能够将秸秆在最经济动力的前提下有效切断，并向后输送到秸秆输送绞龙集中。在这种作业模式下割台断茎秆减少，降低了升运器、剥皮机及清选系统的工作负荷，整机动力消耗更经济，果穗箱含杂率更低，作业效果更好。

（6）割台收草时玉米秸秆处于站立状态，整个收获过程中玉米秸秆不落地，能保证玉米秸秆不含土，为养殖业提供优质的饲草，经过切断的玉米秸秆被绞龙送入抛送刀轮经过二次切碎，并被抛送进入秸秆回收箱或抛入伴随作业的饲草运输车内。

（7）整机动力采用国Ⅲ排放标准的柴油机，使用过程中燃油更经济、噪声更小、使用可靠性更高。

牧神4YZB-3A 自走式穗茎兼收玉米收获机当年完成五台样机的试制工作并在西北地区以及中原地区开展不同区域不同品种的玉米收获试验。试验结果显示玉米果穗收净率，苞衣剥净率，果穗含杂率，籽粒破损率等各项指标都达到了产品设计要求。