牧神4YZB-3A 型自走式穗莖兼收玉米收獲機的研制

馬曉榮，黃強斌，杜志高

（新疆新研牧神科技有限公司，新疆烏魯木齊830013）

我國是一個農業大國，農作物秸稈產量居世界前列，其中又以玉米秸稈產量最大，在我國玉米主要種植區玉米果穗收獲后，大量秸稈被就地焚燒，不但造成玉米秸稈的浪費，還導致大氣污染甚至引發火災。為了能夠合理高效的利用玉米秸稈資源，提出在果穗正常收獲的前提下盡可能的提高玉米秸稈的回收利用率。現有的玉米收獲機功能單一，玉米果穗收獲和玉米秸稈回收需要利用不同的機械進行作業，作業效率低，浪費時間和人力成本，并且結構臃腫，占用空間大，操作不便。

根據玉米機械化收獲市場的需求，我公司設計開發了牧神4YZB-3A 自走式穗莖兼收玉米收獲機，該機能夠在收獲玉米果穗作業的同時由割臺將玉米秸稈粉碎回收，即實現了秸稈離田便于后續播種作業，又可以將粉碎回收的玉米秸稈作為畜牧業養殖的飼草，或生物質發電的燃料。

1 結構及工作原理

牧神4YZB-3A 自走式穗莖兼收玉米收獲機能適應現有種植模式的穗莖收獲同時兼收玉米。該機主要由玉米割臺、封閉式駕駛室、操縱作業臺、液壓控制系統、電器監測系統、驅動變速箱、轉向橋、槽式果穗輸送器、平置式剝皮機、清選系統、整車傳動系統、發動機、冷卻系統、果穗箱、秸稈滅茬機、燃油供給系統、割臺秸稈粉碎回收系統、玉米秸稈拋送器及玉米秸稈集料箱等主要工作部件組成，具體產品結構如圖1。

作業過程中，玉米收獲機沿著玉米植株種植行間前進，玉米秸稈從玉米割臺分禾器順勢導入玉米摘穗收獲割臺，在板式拉莖輥作用下玉米秸稈被向下迅速牽引，果穗被位于板式拉莖輥上方的摘穗板擠下，玉米果穗被撥禾鏈向后輸送到攪龍，再由攪龍將玉米果穗集中喂入到槽式升運器，槽式升運器將玉米果穗向上提升之后拋落到剝皮機，玉米果穗在壓制器的壓送下被相互旋轉的剝皮輥剝下苞葉，并將果穗繼續向后輸送，剝去苞葉的果穗落入果穗箱，玉米果穗剝皮過程中掉落的籽粒被回收在籽粒回收箱中，當果穗箱被果穗集滿后，由駕駛員控制果穗箱翻轉完成卸糧。拉莖輥拉下的玉米秸稈被安裝在割臺下的收草裝置收集完成切碎、拋送、裝車，剝下的苞葉被后置滅茬機切碎還田，預留的割茬被滅茬機切碎還田。

圖1 4YZB-3A 自走式穗莖兼收玉米收獲機結構

2 主要技術參數

外形尺寸（長×寬×高，mm）7 020×2 230×3 250

額定功率（kW/h）129

作業速度（km/h） ≤8

純工作小時生產率（hm2/h）0.4～0.8

工作行數（行）3

工作幅寬（mm）1 780

適用行距范圍（mm）550～700

果穗箱容積（m）32.9

秸稈回收箱容積（m）33.8

整機質量（kg）7 200

剝凈率（%） ≥95

籽粒損失率（%） ≤1.5

籽粒破損率（%） ≤3.5

秸稈回收率（%）≥90

3 技術創新及特點

在國內率先發明了集摘穗和秸稈切碎拋送裝置為一體的收獲割臺，在完成玉米摘穗同時實現了莖稈青（黃）貯高品質收獲，并研制出系列自走式穗莖兼收玉米收獲機系列新產品。

（1）采用莖稈破碎拋送裝置，該裝置包括破碎拋送殼體和破碎拋送轉子裝置，作業時通過轉子裝置在破碎拋送殼體內轉動，通過切碎刀片和能夠產生拋送氣流的拋送片完成秸稈粉碎揉絲和輸送，回收后秸稈呈絲狀，提高回收質量。經檢測，秸稈切碎長度合格率達90%以上，比國家標準指標提高了5%以上，割茬高度78 mm，顯著提升了秸稈回收率。經檢索查新，我公司該技術裝置屬國內首創，國外同類型如迪爾及凱斯的玉米割臺下切碎裝置僅能實現還田，無二次粉碎揉搓拋送回收功能。

（2）采用對刀式拉莖輥，每個刀片帶有輔助拉莖刀，增強了玉米莖稈的抓取能力，有效減少斷莖稈現象及雜草纏繞，降低作業負荷，顯著提升了作業效率。拉莖輥間隙有快速調節機構，減少不同品種玉米收獲時機具調整時間，提高機具作業時間。這種結構僅在國外高端大型玉米專用收獲割臺上使用，工作效率高。

（3）目前國內玉米收獲機拉莖輥型式多采用圓柱六棱/四棱型式，作業過程中斷莖稈較多。國外無此機型，國內現有玉米收獲機穗莖兼收的方式基本上有三類：第一類，摘穗割臺只收獲玉米果穗，對玉米秸稈的處理通常是在主機中部或后方懸掛秸稈切碎還田或收草裝置，作業時秸稈受到輪胎輾壓，回收或還田的秸稈質量差，回收率不足65%，專利技術產品莖稈回收率達90%以上；第二類，摘穗割臺下部安裝滾刀式收草裝置，摘穗割臺摘穗后，玉米莖稈會倒伏在地面，之后滾刀式收草裝置進行莖稈切碎、收集的同時會將泥土及其他雜質一同收集，影響了青貯或黃貯飼料的品質，且秸稈切斷合格率低。專利技術產品秸稈切斷合格率達90%以上（高于國家標準5%）；第三類，穗莖兼收割臺包括上割臺和下割臺兩部分，上割臺完成玉米摘穗，下割臺采用往復式青貯割臺，整體前部過重，動力消耗過大，且對于低結穗點玉米及倒伏玉米收獲適應性極差。通過專利技術應用，已研制4YZB-3A 自走式穗莖兼收玉米收獲機系列新產品，通過試驗檢測，各項技術性能指標超過標準要求。

（4）該產品模塊化設計，實現了一種作業機型完成多種作業模式，將果穗收獲與秸稈收獲兩種功能整合于一種收獲機上，解決了華北、華南地區輪作種植，秸稈離田要求高的問題。并為養殖業飼草缺口提供了解決方案。提高了種植戶及農機作業者的經濟效益。

（5）該產品采用板式摘穗割臺配備四棱刀對刀拉莖輥結構形式，配合下方的回旋切碎到實現夾持切割，能夠將秸稈在最經濟動力的前提下有效切斷，并向后輸送到秸稈輸送絞龍集中。在這種作業模式下割臺斷莖稈減少，降低了升運器、剝皮機及清選系統的工作負荷，整機動力消耗更經濟，果穗箱含雜率更低，作業效果更好。

（6）割臺收草時玉米秸稈處于站立狀態，整個收獲過程中玉米秸稈不落地，能保證玉米秸稈不含土，為養殖業提供優質的飼草，經過切斷的玉米秸稈被絞龍送入拋送刀輪經過二次切碎，并被拋送進入秸稈回收箱或拋入伴隨作業的飼草運輸車內。

（7）整機動力采用國Ⅲ排放標準的柴油機，使用過程中燃油更經濟、噪聲更小、使用可靠性更高。

牧神4YZB-3A 自走式穗莖兼收玉米收獲機當年完成五臺樣機的試制工作并在西北地區以及中原地區開展不同區域不同品種的玉米收獲試驗。試驗結果顯示玉米果穗收凈率，苞衣剝凈率，果穗含雜率，籽粒破損率等各項指標都達到了產品設計要求。