王鐵新 柳春生 董 杰 郝曉飛

（河北宗申戈梅利農(nóng)業(yè)機械制造有限公司 河北邯鄲 056800）

玉米是我國主要糧食作物之一。隨著東北秸稈禁燒政策的推行，“放荒”現(xiàn)象遭到嚴(yán)令禁止，秸稈離田綜合利用得到推廣。但東北三省一區(qū)玉米收獲機存在還田效果差、割茬不齊、秸稈含土多、秸稈打不斷等問題，嚴(yán)重影響秸稈打捆離田，秸稈中含土多、易腐爛、適口性差無法作為飼料使用，焚燒發(fā)電易結(jié)渣。另外，收獲效果上存在前期剝皮不凈、后期掉粒嚴(yán)重、籽?；厥蘸箅s余多等問題，同時，可靠性低、可操控性差，相對用戶真正需求仍存在差距。

為此，在消化和吸收國內(nèi)外玉米收獲機優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，研制了適用于東北三省一區(qū)的4YZ-5自走式玉米收獲機，并對整機性能進(jìn)行了考核和多批次市場驗證。結(jié)果表明：該玉米收獲機收獲效果好，作業(yè)效率高；秸稈粉碎效果好，割茬整齊，秸稈含土少，利于打捆離田綜合利用；靜夜壓驅(qū)動系統(tǒng)操縱簡單、可靠性高。綜上，該機型相應(yīng)國家節(jié)能環(huán)保倡導(dǎo)，適應(yīng)東北三省一區(qū)的玉米收獲需求。

1 總體結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 總體結(jié)構(gòu)

4YZ-5自走式玉米收獲機主要由割臺、過橋、升運器、剝皮機、輸送器、糧倉、駕駛室、底盤及動力系統(tǒng)總成、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成，可一次性完成摘穗、輸送、剝皮和秸稈切碎等作業(yè)流程。4YZ-5自走式玉米收獲機的主要參數(shù)見表1，整機結(jié)構(gòu)見圖1。

1.2 工作原理

4YZ-5自走式玉米收獲機可完成如下作業(yè)：扶禾→拉莖→秸稈切碎→摘穗→果穗與莖稈輸送→二次拉莖及排雜→果穗剝皮→果穗輸送裝箱；苞葉篩分→籽粒清選→籽粒歸倉，見圖2。割臺前置甩刀在拉莖輥的配合下將秸稈粉碎還田；升運器末端的二次拉莖和排雜風(fēng)機，將夾雜在果穗中的莖稈二次處理、排出；剝皮裝置下部設(shè)置有振動篩、清選風(fēng)機，可實現(xiàn)苞葉篩分、籽粒清選、裝倉；輸送器可有效提高糧倉的裝滿程度，減少果穗掉粒。

2 主要部件的研制

2.1 割臺

割臺整體結(jié)構(gòu)見圖3，由分禾器、摘穗單元、扶禾桿、護(hù)網(wǎng)、攪龍、架體及護(hù)罩構(gòu)成，摘穗單元、攪龍均設(shè)計有安全離合器。割臺采用小傾角設(shè)計，能夠進(jìn)行玉米倒伏收獲作業(yè)。

圖3 割臺結(jié)構(gòu)

摘穗單元結(jié)構(gòu)見圖4，包括甩刀傳動箱、架體、拉莖輥、甩刀、摘穗箱、摘穗板、撥禾鏈、張緊裝置、托板等。摘穗結(jié)構(gòu)為摘穗板+拉莖輥形式，摘穗板間隙可調(diào)；拉莖輥為六棱鋸齒結(jié)構(gòu)，抓取能力強。清草刀可有效防止拉莖輥纏草。

圖4 摘穗單元

2.2 剝皮機

剝皮機結(jié)構(gòu)見圖5，包括排雜風(fēng)機、落料口、壓送器、剝皮裝置、清選風(fēng)機、震動篩、籽粒倉、苞葉口、架體及傳動，落料口設(shè)計有用于果穗分配的分配器。

壓送器與剝皮輥間隙可調(diào)，適應(yīng)不同收獲期內(nèi)玉米果穗剝皮需求，果穗剝凈率高、無磕傷、掉粒少。

剝皮裝置由20根橡膠輥平置安裝，輥體形式分為螺旋結(jié)構(gòu)（區(qū)分左、右旋向）和魚鱗結(jié)構(gòu)，安裝狀態(tài)分為固定和浮動兩種，其中浮動輥兩端均有彈簧張緊，且彈簧預(yù)緊壓力可調(diào)；剝皮輥尾段設(shè)計有強拉莖，防止夾草磨損剝皮輥；剝皮裝置設(shè)計有遮擋板，應(yīng)用在收獲后期，通過改變剝皮輥的有效長度來減少玉米果穗的磕傷、掉粒。

震動篩用于篩分苞葉中夾雜的玉米籽粒，篩面角度可調(diào)；清選風(fēng)機用于將細(xì)碎葉片及雜余吹起，使其隨苞葉排出，回收后的籽粒干凈度高，清選風(fēng)機風(fēng)量、出風(fēng)口角度均可調(diào)。

圖5 剝皮機

3 液壓系統(tǒng)

4YZ-5自走式玉米收獲機液壓系統(tǒng)見圖6，由行走液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)、工作液壓系統(tǒng)3個回路組成。采用靜夜壓驅(qū)動技術(shù)，作業(yè)過程中通過行駛手柄控制變量泵，實現(xiàn)收獲機的各檔位無極變速，驅(qū)動強勁、行走平穩(wěn)、操縱靈活。

轉(zhuǎn)向泵、工作泵轉(zhuǎn)串聯(lián)在行走泵后端，由發(fā)動機驅(qū)動。主離合油缸油路設(shè)置限壓（2 MPa）、單向節(jié)流，實現(xiàn)收獲機離合裝置的慢結(jié)合、快分離；割臺油缸設(shè)置液壓鎖止裝置，防止熄火狀態(tài)割臺沉降。

圖6 液壓系統(tǒng)原理

4 試驗驗證

試驗條件見表2，試驗結(jié)果見表3，2016～2019年性能提升效果見表4。經(jīng)過2016～2019 4年的市場驗證和不斷優(yōu)化升級改進(jìn)，收獲機作業(yè)效果、效率不斷的提升。4YZ-5自走式玉米收獲機成為東北三省一區(qū)秸稈粉碎還田效果最佳，最利于秸稈打捆離田作業(yè)的玉米收獲機之一。同時，4YZ-5自走式玉米收獲機作業(yè)速度、收獲效率也居行業(yè)前列。

表2 試驗條件

表3 試驗結(jié)果

表4 2016-2019年性能提升效果

5 結(jié)語

4YZ-5自走式玉米收獲機秸稈粉碎效果好、割茬整齊、秸稈含土少、利于打捆離田綜合利用；4YZ-5自走式玉米收獲機收獲效果好，果穗剝凈率高、損傷少，作業(yè)效率高；采用靜液壓驅(qū)動形式，驅(qū)動力強勁、行走平穩(wěn)可靠、操縱靈活便捷，作業(yè)效率高。