4YZ—2型折腰轉(zhuǎn)向式多功能玉米收獲機(jī)的研制

孫國(guó)范

摘要：為了解決山區(qū)丘陵地域玉米收獲機(jī)械化問(wèn)題，研制一種4YZ-2型折腰轉(zhuǎn)向式多功能玉米收獲機(jī)。介紹該機(jī)具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與主要技術(shù)參數(shù)，闡述其技術(shù)特點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)，通過(guò)生產(chǎn)和應(yīng)用試驗(yàn)，驗(yàn)證該機(jī)具的可靠性與適應(yīng)性，以期為該機(jī)具的大面積推廣提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；玉米收獲機(jī)；多功能；設(shè)計(jì)；試驗(yàn)；推廣

中圖分類(lèi)號(hào)：S225.5+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2016）06-0014-03

撫順市位于遼寧東部山區(qū)，是遼寧省重要的水源涵養(yǎng)地和生態(tài)綠色屏障，“八山一水半分田，半分道路和莊園”是撫順市的經(jīng)典描述。撫順市約有農(nóng)田10.00萬(wàn)hm2，可機(jī)耕面積占80%。玉米種植面積近6.67萬(wàn)hm2，均為高低起伏不平的偏坡地。當(dāng)前約有60%的玉米種植實(shí)現(xiàn)了機(jī)械播種，但是受地形影響，玉米收獲機(jī)械化率不足6%。玉米收獲機(jī)械化在撫順地區(qū)還未能很好地應(yīng)用，主要是因?yàn)橛衩资斋@作業(yè)機(jī)具不過(guò)關(guān)，特別是缺少合適的山區(qū)丘陵地帶玉米收獲機(jī)型。收獲機(jī)械化是實(shí)現(xiàn)玉米全程機(jī)械化的關(guān)鍵，農(nóng)民迫切需要適用于山區(qū)丘陵地域的玉米收獲機(jī)具，因此，研制高效、適用的山區(qū)丘陵地域玉米收獲機(jī)械意義重大、前景廣闊。

本項(xiàng)目研制一種4YZ-2型折腰轉(zhuǎn)向式多功能玉米收獲機(jī)，在一臺(tái)主機(jī)上就能進(jìn)行玉米秸稈粉碎還田、同步摘穗剝皮、穗棒回收作業(yè)，更換部件可進(jìn)行耕整地、播種及裝載、清淤等農(nóng)田工程作業(yè)，避免了其他同類(lèi)產(chǎn)品的“干活1個(gè)月、休閑11個(gè)月”的狀況，在生產(chǎn)中可取得一定的經(jīng)濟(jì)收入和社會(huì)效益。

1 4YZ-2型多功能玉米收獲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及技術(shù)參數(shù)

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

4YZ-2型折腰轉(zhuǎn)向式多功能玉米收獲機(jī)采用自主專(zhuān)利——折腰轉(zhuǎn)向技術(shù)，一機(jī)多用，自主創(chuàng)新，為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。該機(jī)具主要由動(dòng)力機(jī)構(gòu)、前后機(jī)架、折腰轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、割臺(tái)、提升機(jī)構(gòu)、剝皮機(jī)和果穗箱等組成。動(dòng)力機(jī)構(gòu)為36.8 kW（50馬力）常柴發(fā)動(dòng)機(jī)，提供整機(jī)動(dòng)力。前后機(jī)架由方鋼、角鋼、U型板和縱向中心軸等組成，主要起連接動(dòng)力機(jī)構(gòu)和工作機(jī)械的作用。折腰轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主要由液壓泵、優(yōu)先閥、液壓轉(zhuǎn)向機(jī)、液壓缸、高壓膠管構(gòu)成，其功能為靈活地完成轉(zhuǎn)彎動(dòng)作。液壓系統(tǒng)由液壓泵、控制閥、優(yōu)先閥、多路閥、液壓缸、高壓膠管等構(gòu)成，主要功能為控制割臺(tái)和果穗箱升降。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由變速箱、分動(dòng)箱、連接軸、前后車(chē)橋、鏈輪鏈條、齒輪、皮帶輪等構(gòu)成，為行走和割臺(tái)等提供動(dòng)力。秸稈還田機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為一根滾刀軸，沿軸向均勻分布（間隔120°）3組刀片，每組有3個(gè)刀片，完成對(duì)秸稈的切割與粉碎。摘穗機(jī)構(gòu)由框架及2組拉莖鏈條、摘穗輥等構(gòu)成，可一次完成2壟玉米的拉莖摘穗。提升機(jī)構(gòu)由鏈輪、鏈條、橡膠刮板等構(gòu)成，主要完成果穗提升和把帶皮果穗喂入剝皮機(jī)。剝皮機(jī)構(gòu)由8根橡膠輥構(gòu)成，每4根為一組，每2根膠輥轉(zhuǎn)向相反，相互嚙合，可完成2壟玉米果穗的剝皮。果穗箱由方管、鐵板和液壓缸等構(gòu)成，主要用于剝皮后的果穗的儲(chǔ)存，裝滿后由升降油缸升起自動(dòng)裝入運(yùn)輸車(chē)輛。該機(jī)具動(dòng)力傳輸流程為：發(fā)動(dòng)機(jī)→變速箱→十字聯(lián)接軸→角向變速箱→摘穗機(jī)構(gòu)。

1.2 技術(shù)參數(shù)

4YZ-2型折腰轉(zhuǎn)向式多功能玉米收獲機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

2 技術(shù)特點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 技術(shù)特點(diǎn)

1） 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的玉米收獲機(jī)在作業(yè)、運(yùn)輸、卸糧過(guò)程中十分靈活，使用安全可靠。轉(zhuǎn)彎半徑僅為4.05

m；標(biāo)準(zhǔn)四驅(qū)，動(dòng)力強(qiáng)勁；整機(jī)重心低，空載重心0.80 m、滿載重心0.85 m，在30°偏坡仍可安全作業(yè)（國(guó)家要求25°以上坡耕地5 a內(nèi)退耕還林還草）。該機(jī)具不僅適于平原大塊地，也適于小地塊、坡耕地田間使用。

2） 針對(duì)當(dāng)前農(nóng)民文化素質(zhì)不高的特點(diǎn)，該機(jī)具操作簡(jiǎn)單、維修方便。

3） 該機(jī)具可進(jìn)行不對(duì)行收獲，既不影響收獲質(zhì)量，又不降低生產(chǎn)效率。

4） 該機(jī)具能收獲高濕玉米（子粒含水率40%左右），果穗及子粒破碎率不超國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

5） 收獲的玉米穗中沒(méi)有過(guò)多的莖葉，可有效防止玉米霉變。

6） 機(jī)組有較好的強(qiáng)度和剛度，可適應(yīng)惡劣的田間道路。

7） 收獲機(jī)可同時(shí)對(duì)秸稈進(jìn)行高質(zhì)量的還田處理。

2.2 生產(chǎn)適用范圍

該機(jī)具適用于所有大田玉米收獲，尤其適用于丘陵地區(qū)，對(duì)小地塊、山地、坡地可實(shí)現(xiàn)無(wú)死角收獲。作業(yè)內(nèi)容主要包括秸稈粉碎、果穗摘收剝皮、果穗回收等，更換作業(yè)部件可進(jìn)行旋耕、起壟、中耕打藥等農(nóng)田作業(yè)和裝載、鏟運(yùn)等農(nóng)田基本建設(shè)。最佳作業(yè)速度范圍為1.1～1.7 km/h。

2.3 創(chuàng)新點(diǎn)

1） 液壓助力折腰轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)彎半徑小，僅為4.05 m。整機(jī)滿載重心低于0.85 m，對(duì)坡地的坡度適應(yīng)能力可以達(dá)到30°。

2） 標(biāo)準(zhǔn)四輪驅(qū)動(dòng)具有較強(qiáng)的通過(guò)性、穩(wěn)定性和適用性，在行走系統(tǒng)和機(jī)具穩(wěn)定性等方面進(jìn)行了創(chuàng)新。

3） 更換收獲機(jī)部件后，可用于農(nóng)田耕整地、起壟、播種、鎮(zhèn)壓、打藥；亦可進(jìn)行裝載、平地等小型工程作業(yè)。

3 生產(chǎn)試驗(yàn)

3.1 生產(chǎn)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

4YZ-2型折腰轉(zhuǎn)向式多功能玉米收獲機(jī)的設(shè)計(jì)、型號(hào)規(guī)定、性能試驗(yàn)和指標(biāo)設(shè)定是按照《GB/T 21962—2008玉米收獲機(jī)械技術(shù)條件》《GB/T 21961—2008玉米收獲機(jī)械試驗(yàn)方法》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和《JBT 6681—1993機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 玉米收獲》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。公司嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)并進(jìn)行檢驗(yàn)，確保設(shè)備的技術(shù)性和安全性。

3.2 生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果

2015年9月初在撫順市順城區(qū)會(huì)元鄉(xiāng)，對(duì)該機(jī)具進(jìn)行了收獲試驗(yàn)、驗(yàn)收，作業(yè)效果良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求和預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)獲得成功。該機(jī)具的設(shè)計(jì)突出考慮了我國(guó)農(nóng)村土地特點(diǎn)，并結(jié)合農(nóng)村勞動(dòng)力人口結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，融合環(huán)保、節(jié)能、工業(yè)裝備農(nóng)業(yè)，重點(diǎn)解決機(jī)具替代勞動(dòng)力并降低勞動(dòng)強(qiáng)度問(wèn)題，研究方向正確，技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，適用范圍廣闊。

4 推廣應(yīng)用情況

4YZ-2型折腰轉(zhuǎn)向式多功能玉米收獲機(jī)從2013年開(kāi)始在遼寧、吉林和黑龍江等地進(jìn)行了試驗(yàn)，目前在東北地區(qū)部分農(nóng)村進(jìn)行了小批量推廣，累計(jì)銷(xiāo)售30余臺(tái)。在撫順地區(qū)的試驗(yàn)作業(yè)面積就達(dá)到53.3 hm2以上，作業(yè)內(nèi)容主要包括秸稈粉碎還田、玉米果穗采摘及回收等。實(shí)踐證明，該機(jī)具輕便靈活、操作簡(jiǎn)單，可由一個(gè)成年勞動(dòng)者獨(dú)立控制進(jìn)行相關(guān)農(nóng)田作業(yè)，不僅適用于高低起伏不平小地塊、山地、坡地之用，在平原大塊地效率更高，具有很大的推廣空間。

參考文獻(xiàn)

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Abstract： In order to solve the problem of maize harvesting machinery in mountainous and hilly area， 4YZ-2 type multifunctional maize harvesting machine with roll-waist to change direction was developed. This paper introduced the machine physical design and the main technical parameters， verified its reliability and adaptation， so as to provide reference for the machine large area promotion.

Key words： agricultural machinery； maize harvesting machine； multifunction； design； test； promotion