牧神4YZB-4E型自走式穗茎兼收玉米收获机的研制

李维军，杜志高，黄强斌，高 彬

（新疆新研牧神科技有限公司，新疆 乌鲁木齐 830013）

0 引言

近年来随着市场玉米需求量的不断增大，我国玉米种植面积也在逐年增加，同时，随着我国人民生活水平不断提高，对畜牧业的需求也不断增强。但是，我国畜牧业的发展速度远落后于人民生活需求的增长速度，其中饲草是制约畜牧业发展的主要因素之一，而玉米秸秆是一种很好的饲草。目前我国玉米机械收获中75%的玉米秸秆采取了粉碎还田，此法不但对资源造成了严重浪费，而且玉米秸秆的回田还将影响下一季作物的出苗[1]。

我公司研制的牧神4YZB-4E型自走式穗茎兼收玉米收获机能够在收获玉米果穗的同时将玉米秸秆粉碎回收，回收后的秸秆可直接作为饲草，即实现了果穗收获，又实现了秸秆离田。

1 结构及工作原理

牧神4YZB-4E型自走式穗茎兼收玉米收获机一次作业可以完成4行玉米的对行穗茎兼收。该机主要由玉米收获割台、茎秆收获割台、驾驶室及智能操作台、茎秆预压切碎装置、玉米果穗输送装置、驱动行走变速箱、草料输送装置、果穗收集装置、动力传动系统、智能控制系统、转向系统、茎秆灭茬还田机、燃油供给系统、液压驱动系统、车架总成、草料收集装置、果穗剥皮及清选系统等部件组成，具体产品结构如图1。

图1 4YZB-4E自走式穗茎兼收玉米收获机结构

作业时，玉米收获机沿着玉米植株种植行间前进，玉米茎秆由分禾器导向进入玉米摘穗收获割台，摘穗辊旋转使其向下运动，玉米果穗被摘落，由升运器向上提升至剥皮机，完成苞叶剥除，同时将玉米果穗向后输送至果穗箱[2]。在玉米果穗剥叶过程中脱落的籽粒被集中回收到籽粒箱中，苞叶被粉碎还田。与此同时，茎秆收获割台上的往复割刀将玉米秸秆从其根部切割，由搅龙集中送向预压切碎箱，铡切成均匀的饲草后通过抛送机构使其沿抛料筒运动落入草料箱。在茎秆收获割台收割后，预留在地里的割茬由灭茬还田机切碎还田。

2 主要技术参数

外形尺寸（长×宽×高，mm）7500×3310×3730

额定功率（kW）176

作业速度（km/h）1~6

工作行数（行）4

工作行距（mm）500~650

工作幅宽（mm）2630

果穗箱容积（m）32.9

草料箱容积（m）37.2

整机质量（kg）9300

剥净率（%） ≥95

籽粒损失率（%） ≤3

籽粒破损率（%） ≤0.8

果穗含杂率（%） ≤0.8

秸秆回收率（%） ≥95

割茬高度（mm） ≤150

3 技术创新及解决的关键问题

（1）收获割台采用双层结构设计[3]。上层玉米收获割台采用螺旋式摘穗辊，其柔性摘穗的方式能够有效的减小对玉米果穗的冲击；下层茎秆收获割台采用往复式割刀和伸缩扒齿式搅龙组合，这种设计很好的解决了下层割台易堵草的问题；两层割台后端采用铰接连接，前端采用可调节拉杆连接，通过调节拉杆调节拉茎辊相对往复割刀的高度，这种设计既能降低玉米果穗损伤，又能最大限度的收获玉米茎秆。

（2）茎秆预压喂入切碎装置采用卧式预压喂入切碎，包括浮动辊、固定辊、定刀以及切碎刀辊等。浮动辊和固定辊呈上下结构布置，浮动辊外表面设有锯齿板和螺纹筋，切碎刀辊采用“一”字型切刀，10把刀片沿圆周均布安装在刀座上，刀座按特定角度倾斜，这种设计既能将茎秆挤破后压实送向刀辊，又能保证茎秆切碎的长度一致；定刀的设计在切割时对茎秆有扶持作用，进一步提高了饲草的质量。

（3）果穗收集装置采用一组液压油缸实现举升后再倾翻。目前市场所销售的类似产品，其卸粮高在1.9~2.1m之间，果穗箱容积在2.4m3左右，在作业时接粮车受其卸粮高度的限制，只能使用小型农用车，且果穗箱充满系数又受限于接粮车容积，极大的影响了作业效率。该机型的果穗收集装置，其卸粮高度达到2.6m，已基本满足非特殊接粮车要求，且其果穗箱2.9m3的有效容积可以完全充满，在作业时提高了作业效率。

（4）4YZB-4E自走式穗茎兼收玉米收获机车架总成采用上下两层组装式车架，上层车架又由前后车架组合而成。由于整机的多功能性，以及运输和作业中对整机外形的严格要求，该机型不能像传统玉米收获机一样将所有大部件布置在同一层车架，而我公司研制的双层车架结构，将发动机、前后驱动桥、还田机等布置在下层车架，将驾驶室操作台、剥皮机、果穗箱、草料箱等布置在上层车架，此设计不仅使整机结构紧凑，操作灵活，而且便于生产加工。

（5）果穗剥皮及清选系统采用了平置全胶剥皮辊加双籽粒清选搅龙加苞叶切碎装置的组合。该系统的研制主要解决了还田机难以将苞叶彻底粉碎和籽粒收集箱含杂较多的问题。设计在籽粒搅龙末端的清选风机进一步降低了籽粒含杂率。果穗剥皮及清选系统结构如图2。

图2 果穗剥皮及清选系统结构

（6）整机采用静液压驱动，且开发专属智能控制程序。传感器和视频监视元件的设置以及集成式液压元件的设计，使机具在作业过程中不仅使整机运行平稳，操作方便，而且极大了减少了驾驶员的劳动强度，增加了驾驶的舒适性、安全性和可靠性。

4 产品实际使用状况

牧神4YZB-4E型自走式穗茎兼收玉米收获机在研制当年即实现了小批量生产，并在河南省、安徽省、河北省以及新疆等地区进行了长期田间作业。作业结果显示各项指标均达到或优于产品设计要求。在河南省项城市和新疆民丰县境内收获时的各项数据见表1。

表1 两地收获作业试验数据