摘要：立式辊的玉米收获机便于实现秸秆切碎回收作青贮饲料，切碎部件是立式辊玉米收获机的重要工作部件。切刀是切碎部件的主要零件，通过对几种玉米收获机切碎部件切刀型式的比较与试验分析，得出滚筒式平板直刃刀和对辊式平板直刃刀的切碎部件是立式摘穗辊玉米收获机理想的工作部件。

　　关键词： 立式辊玉米收获机 ; 切碎部件切刀型式 ; 研究分析

　　引言

　　玉米是我国主要粮食作物，在我国广为种植，随着农村商品经济的发展和玉米生产规模化、集约化的形成，农业劳动力有了出路，对玉米收获机的要求越来越迫切，我国北方地区农村发展畜牧业，冬季缺饲料，需要玉米茎秆调制青贮饲料，单靠人工收获，满足不了青贮要求。所以玉米收获机能否回收茎秆已成为其推广的关键，据不完全统计，我国开发玉米收获机的厂家60～80余个，其中自走机型6家、牵引机型2家、背负式单行机型15家、背负式多行机型20多家，机器摘穗部件分为摘穗板、卧式摘穗辊和立式摘穗辊。摘穗板和卧式摘穗辊机型其茎秆只能粉碎还田，立式摘穗辊能回收茎秆，茎秆经切碎装置切碎做青贮饲料，玉米收获机切碎部件是立式摘穗辊型玉米收获机的重要工作部件，对该部件研究分析透彻，生产出适销对路的穗、茎兼收的玉米收获机，以满足农业生产的急需。

　　收稿日期：2010-05-08

　　*吉林省科技发展计划项目(项目编号：吉科合字第20010225-1号)

　　肖戟 吉林省农业机械研究院 高级工程师，130022 长春市

　　牛云鹏 吉林省农业机械研究院 助理工程师，130022 长春市

　　于洪斌 吉林省农业机械研究院 研究员， 130022 长春市

　　通过对玉米收获机几种切碎工作部件进行分析试验研究，得出如下结果：

　　1、T型转子式甩刀

　　苏联生产的KKX-3型立式辊玉米联合收获机及我国生产的仿苏YS-3型玉米收获机使用这种粉碎刀【1】，如 图一 所示。

　　该刀配置在摘穗辊后方，其轴线与摘穗辊

　　垂直，在转子轴上铰接有带三角刀片的刀架，每收割行共六把刀，每排三把呈1800对称分布。切刀最大回转半径为430mm，刀轴转数为1400～1450rpm，即粉碎刀圆周速度为31～32m/s，对转子式甩刀型粉碎装置进行了试验，试验植株七千余株，这种切碎装置的动刀铰接在转子上，随转子高速旋转，因此对茎秆不会产生剪切切断，而是砍切，这就使茎秆遭到严重撕裂，切段不规则，茎秆水份损失较大，通过不同喂入量和不同速度的试验测得茎秆长度为150～200mm，无整齐切口，切段全部撕裂，水份损失较大。这种茎秆切段适合我国北方地区还田要求，而不适合做青贮饲料。转子式刀将粉碎的茎秆由罩壳的后下方排出，因此不能直接收集装运。这种粉碎部件，结构简单，传动方便，经试验在摘穗辊最大喂入量情况下，功率消耗为8KW左右，因此，不失为用于茎秆还田的较好部件。

　　2、盘刀式切碎装置

　　这种切碎装置由径向装在转盘上的平面刀组成[2]，

　　见 图二 。转盘直径较大，茎秆垂直于转盘平面进到定刀上，被动刀切碎，然后由抛送叶片通过抛送筒抛入到运输车里，这种装置由于喂入宽度不能大于转盘半径，所以不能适应宽幅收割，此种切碎机型结构简单，传动方便，工作可靠，但地区适应性差，不适于在小垄距地区作业，因此，不适于应用在适应垄距范围广的玉米收获机具上。

　　3、平面盘筒式切碎刀

　　9QS型青饲料收获机的切碎刀即为此种刀型，由于这种刀平面与轴线为倾斜配置，有良好的滑切作用，切段质量好，用于青饲收获机上，刀片有直接抛送作用，可将碎茎秆直接抛入饲料拖车。参照饲料切刀，设计了配置在立式摘穗辊上平板盘筒式切碎刀，见 图三。切刀轴线与摘穗辊垂直，刀盘回转直径D=420mm，刀筒宽度B=200mm，在圆周上均匀配置着6片平板式刀片，切刀平面与轴线倾角为β=5°，刀刃口为椭圆曲线。切刀长200mm，切刀经试验，切段质量较好。但切段不能抛出抛送筒，而回带到机壳内，更严重的是形成一股强大的回吹气流将碎茎秆喷向摘穗辊，直接影响摘穗辊下常工作。其原因是平板盘筒式切刀轴线与立式摘穗辊轴线垂直配置，则受摘辊的限制，茎秆的切割位置必须配置在摘辊后上方，为使切碎茎秆能抛送入饲料拖车，抛送口必须配置在摘辊后上方，因此，切刀必须顺时针方向旋转，同时必须满足茎秆在定刀处切断后的瞬间立即脱离刀刃抛向出口，否则产生茎秆回带。从平板盘筒刀的结构和抛送口的位置看，刀片倾角β<00，因此茎秆切段在刀片上的移动速度较慢，在抛送口还不能达到刀尖而脱离切刀抛送出去，粉碎质量也明显下降，切段不整齐，连带较多，并且功率消耗大。

　　4、滚筒式平板曲刃刀切碎装置

　　4YLQ-2B玉米收获机使用此切碎装置，滚筒刀配置在摘穗辊后方，其轴线与摘穗辊平行。在刀体圆周上均匀分布置着6片平板曲线刃刀片，如 图四 所示。 将这种切碎刀配置在试验台进行试验。切碎刀参数[3]为刀筒直径D=300mm, 刀筒长度L=452mm，刀片数n=6，刃口截平面倾角α=3.2520，刀刃曲线为一椭圆曲线。切刀螺旋角β=50，切刀安装在摘穗辊后方，定刀偏离摘穗辊中心配置。在室内与摘穗辊和夹持链同时进行的试验。通过摘穗辊、夹持链及茎秆输送速度的配合试验，利用正交试验的方法找到了最佳的配合速度，即摘辊转数1000rpm，夹持输送速度2.7m/s，作业速度6Km/h，在这种最佳工况下，进行了粉碎部件试验，共试验玉米20000株，试验数据用电子计算机处理得到下列结果。表一 所列数据是9月5日收获早期进行的，秆青绿，平均含水87%。表二 所列数据是9月27日进行的，此时茎叶已经发黄，茎秆表面已木质化，含水率为

　　切碎刀转数(rpm)

　　功率消耗均值(KW)

　　含水率及日期

　　1200

　　3.8

　　2004.9.05

　　茎秆含水

　　率87%

　　1400

　　4.9

　　1500

　　5.8

　　1600

　　6.1

　　1700

　　6.4

　　1800

　　6.6

　　表一：

　　从表一和表二比较可以看出，粉碎刀消耗的功率与刀的转数成正比，即功率消耗随转速的增大而增加。茎秆含水率高时功率消耗小，含水率低时功率消耗大。根据测定茎 段长秆切碎度，切刀转数为1200rpm时，切段长度为32mm，当n=1400rpm时，切段长度为27mm，因此，切刀转数n=1200rpm～1300rpm时，切段长度都能满足青贮的要求，其动力消耗仅为3.8～10KW。

　　表二：

　　切碎刀转数

　　功率消耗均值(KW)

　　含水率及日期

　　1100

　　6.9

　　2004.9.27

　　茎秆含水

　　率78%

　　1200

　　7.2

　　1300

　　8.6

　　1400

　　10

　　1600

　　12.1

　　由于切刀与摘辊轴线平行配置，因此，茎秆在摘穗辊上无论处于何种位置，切刀都能稳定地切断茎秆，而且对摘辊工作没有影响。此种切碎器转速不高，工作平稳，切碎质量好，功率消耗少，其缺点是切刀刀刃是椭圆曲线，不易于加工，只能上磨刀装置，通过切刀反转，磨出椭圆曲线。另外切刀架焊接不易保证精度要求，焊接时要求上刀盘与下刀盘之间旋转7°以保证切刀螺旋角为5°，因为此种刀及刀架不易于加工，而且焊接精度不易保证要求，因此没得到推广。

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