小型玉米收获机摘穗辊的改进设计

玉米粒收割机关键零部件设计与优化玉米是我国第二大粮食产物，在我国种植广泛，2017年全国玉米产量达到2亿吨以上，种植面积达5万亩以上。

而且随着工业生产对玉米需求的增加，未来玉米生产仍有较大的提升空间。

但是在玉米收割机械化方面，我国与欧美等国家还存在很大的差距，无论是在机械先进性、稳定性以及现代化方面，都需要不断完善。

1 传统玉米收割机与玉米籽粒直收机的对比自世界第一台收割机问世以来，我国农业机械在经过引进、仿制、研发历程后，玉米收割机械业已基本满足国内农业发展需要。

但是目前玉米收割机械发展尚未完善，使用最多的是传统收玉米果穗收割机，无法满足现代农业机械化发展需要。

加之我国南北地方差异，中部平原地区玉米成长期短，收获时玉米果穗较嫩，无法进行直接收玉米籽粒。

东北大面积种植玉米的地区，由于玉米一年一熟，成长期较长，所以收获时玉米粒含水率较低，玉米籽粒强度较大，适合进行玉米籽粒直接收割。

这也是传统果穗玉米收割机与玉米籽粒收割机最大的差异之处，传统收割机对玉米籽粒的含水率要求不高。

玉米籽粒直收联合收割机，要求玉米含水率在24%以下，在田间地头一次性完成玉米秸秆切割、玉米果穗采摘、脱粒、除杂和玉米秸秆还田工作程序。

不仅有效简化玉米收割提升作业效率，而且提升农业机械化水平。

但是在这种联合性收割机中，由于种种因素的影响，如果在脱粒中设计不合理就会导致籽粒破碎率的上升，以及丢失果穗的现象，因此需要对脱粒环节进行科学设计。

2 玉米粒收割机关键部分设计玉米籽粒收割机的关键在于采摘、脱粒环节及其设计。

根据我国玉米收获条件与成熟时玉米籽粒含水率对收割机械进行设计。

（1）玉米籽粒收割机工作原理。

在收割阶段，玉米籽粒收割机与传统收割机类似，在机器接近玉米根部时，由分禾器直接将玉米进行分开，拉茎辊在夹住玉米杆持续向下拉，直到玉米果穗能够通过摘穗板的缝隙完整的摘下。

然后玉米果穗进入输送链送至割台横向搅龙中，横向搅龙再把它们输送到过桥输送器中，在过桥链耙的作用下，将玉米果穗均匀的送至脱粒滚筒，玉米果穗在滚筒螺旋排列脱粒单元和滚筒上盖导向板的作用下将玉米果穗外皮、杂质、籽粒进行分离。

小型玉米收获机的设计与试验孙兆柱,杨永发,祁禹衡,王园园,王盼盼(西南林业大学机械与交通学院,昆明㊀650224)摘㊀要:针对云南地区地形特点㊁玉米种植模式及玉米品种,根据现有玉米收获技术设计了小型玉米收获机,阐述了整机㊁传动系统㊁摘穗装置㊁剥皮装置㊁切碎还田装置的设计及特点㊂对整机部件进行合理配置,使整机的设计结构紧凑;摘穗辊采用金属与橡胶两种材料结合的方式,能够有效降低摘穗过程中玉米果穗的损伤率;对剥皮装置进行设计及优化改进,有效提高了玉米苞叶剥净率,降低了玉米果穗的损伤率及玉米籽粒破碎率㊂田间试验表明:机具作业状态符合玉米收获机行业标准,平均损失率为3.5%,苞叶剥净率为88.6%,籽粒破碎率ɤ1%,回转式切碎装置对玉米秸秆的切碎效果较好,可为云南地区的玉米收获机械化发展提供借鉴㊂关键词:玉米收获机;摘穗辊;剥皮装置;云南地区中图分类号:S225.5+1㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A文章编号:1003-188X(2021)06-0084-050㊀引言玉米是我国的第一大粮食作物,在食品加工㊁饲料制造和工业中具有重要意义[1]㊂云南省是我国西南玉米区的主要种植省份之一,2017年全省玉米播种面积176万hm2,总产量912.9万t,是云南省种植面积最大的粮食作物㊂由于云南玉米生产80%分布在山区㊁半山区坡地,坡度多在10ʎ以上,有的甚至超过25ʎ,难以实现大型机械化作业,所以目前全省玉米生产仍然处于人工作业的传统农业状态[2-3]㊂云南气候多样,四季均可种植玉米,形成了四大玉米生态区㊂其玉米品种及种植模式丰富,多实行农作物套种模式㊂套种农作物成熟时间不一致,不同地区没有统一的行距株距,造成农艺与农机不匹配㊂2014年,全省玉米机播㊁机收面积不足5%,玉米生产全过程机械化程度远低于全国平均水平[4]㊂近年来,我国玉米收获机械的研究与推广得到了快速发展,尤其是北方玉米区大型机械化作业玉米收获机已逐渐普及,机械存在的问题也在不断地被解决㊂但是,国内市场还没有研发出成熟可靠的㊁适应云南丘陵玉米区玉米种植和收获特点的先进玉米收收稿日期:2019-11-05基金项目:云南省科技计划项目(2018DC017)作者简介:孙兆柱(1995-),男,山东莱芜人,硕士研究生,(E-mail) sunzhaozhu1995@㊂通讯作者:杨永发(1965-),男,云南保山人,副教授/高级工程师,硕士生导师,(E-mail)yyfkm@㊂获机机型,引进的部分小型玉米收获机在使用过程中出现了玉米籽粒破碎率高㊁工作可靠性差㊁易出现故障及机器输送不平稳等问题㊂同时,这些玉米收获机只完成玉米的摘穗工作,对于玉米的剥皮还需要人工或单独使用剥皮机械来完成㊂针对以上情况,亟需研究一种能够适应云南玉米区且能够集玉米的摘穗㊁输送㊁分离㊁剥皮及茎秆切碎还田于一体的小型玉米收获机,以满足云南丘陵玉米区收获需求㊂1㊀整机设计及工作原理整机主要由摘穗装置㊁剥皮装置㊁拖拉机操纵杆㊁支架㊁集果箱㊁辅助支撑轮㊁发动机㊁机架及切碎还田装置组成,如图1所示㊂该机型可一次性实现玉米摘穗㊁输送㊁分离㊁剥皮㊁收集及秸秆粉碎还田的全过程作业㊂1.摘穗装置㊀2.剥皮装置㊀3.拖拉机操纵杆㊀4.支架㊀5.集果箱6.辅助支撑轮㊀7.发动机㊀8.机架㊀9.切碎还田装置图1㊀小型玉米收获机整体结构Fig.1㊀The overall structure of small corn harvester玉米摘穗装置采用不同材料的摘穗辊设计,摘下的玉米果穗在输送链的作用下向上输送至后部剥皮装置内;剥皮装置设置在发动机上部,集果箱分置在剥皮装置尾部两侧,在玉米摘穗装置下方设计有秸秆粉碎还田装置,在机架后端设计有辅助支撑轮,起到辅助及辅助转向作用㊂工作原理为:启动发动机,机器向前行走,玉米摘穗装置上的拨禾链将玉米茎秆收拢引入摘穗辊中;摘穗辊的摘穗段将玉米果穗摘下,输送链将玉米果穗运至后部剥皮装置内;玉米果穗在两对剥皮辊的作用下将玉米苞叶剥离,而后进入集果箱内,剥下的玉米苞叶从剥皮装置底部排出;玉米秸秆进入摘穗装置后,在摘穗辊强拉段的拉力下,将玉米秸秆向下强拉,摘穗装置下部的切碎还田装置将玉米秸秆切碎还田㊂整机主要技术参数如表1所示㊂表1㊀主要技术要求Table1㊀Main technical requirements项目单位参数外形尺寸(长ˑ宽ˑ高)mm2400ˑ860ˑ1200结构质量kg410工作行数行1最小离地间隙mm120理论工作速度km/h2~4作业小时生产率hm2/h0.30~0.55切碎刀中心距mm70摘穗辊形式卧式剥皮辊形式槽式切碎还田机构形式回转式2㊀传动系统整机传动系统的设计应达到消耗功率小及动力分配合理的要求,使整机的设计结构紧凑㊁安全可靠㊁运行稳定,达到设计的作业要求㊂设计选择动力为8.8kW㊁转速为2400r/min的柴油发动机,考虑到云南地区土地陡峭的作业地貌环境,根据各装置的作业功率和位置结构,发动机位于整机中间位置,以提高整机的工作稳定性㊂发动机输出动力通过带轮传递到变速箱,通过变速箱变速后传递到前部的摘穗装置齿轮箱,再由摘穗装置传动到剥皮装置㊂整机传动简图如图2所示㊂1.发动机㊀2.剥皮装置㊀3.压送装置㊀4.切碎还田装置5.摘穗装置㊀6.减速箱图2㊀小型玉米收获机整机传动简图Fig.2㊀Transmission diagram of small corn harvester3㊀关键部件设计3.1㊀摘穗辊设计在云南玉米种植区,因其地处云贵高原,玉米的品种和长势较平原地区有所不同,其果穗长度和果径也相对较小一些,品种多样,含水率及采收条件各不相同,所以对摘穗辊的摘穗段进行优化设计㊂3.1.1㊀摘穗辊装置的选择当前摘穗装置主要有纵卧辊摘穗㊁立棍摘穗和横卧辊摘穗3种摘穗方式㊂根据收割时玉米秸秆的站立形态,选择纵卧辊摘穗方式㊂为减少摘穗时的玉米果穗尾部籽粒的破碎率,采用摘穗板与摘穗辊相配合的作业方式㊂3.1.2㊀摘穗辊的设计根据云南地区玉米的生物特性,对摘穗辊的结构进行重新设计㊂1)摘穗辊的材料与表面结构㊂当前,最常使用的摘穗辊材料为铸钢或灰铸铁HT200㊂在使用过程中摘穗段对玉米果穗籽粒的损伤较大,故将摘穗辊的摘穗段设计为高强度橡胶材料,摘穗辊引入段及强拉段使用铸钢,摘穗段采用高强度橡胶与摘穗板配合工作,可以有效地减小摘穗过程中对玉米的损伤率㊂摘穗辊结构图如图3所示㊂1.引入段㊀2.摘穗段㊀3.强拉段图3㊀摘穗辊结构图Fig.3㊀Structure drawing of ear picking roller图3中,玉米摘穗辊引入段选择螺旋方式;中间摘穗段为凸起的橡胶块结构,有利于增大摩擦力,方便摘取玉米果穗;强拉段为凸起直棱㊂2)摘穗辊直径及长度的确定㊂根据抓取茎秆而不抓取玉米果穗的条件,来确定摘穗辊直径D㊂由公式[5]可知d g-δ1-11+μ2g ȡDȡd j-δ1-11+μj2(1)式中㊀D 摘穗辊直径(mm);㊀d g 玉米果穗直径(mm);㊀D j 玉米秸秆直径(mm);㊀h 两摘穗辊间隙(mm);㊀μg 摘穗辊对果穗抓取系数;㊀μj 摘穗辊对秸秆的抓取系数㊂由式(1)可得(3~5.5)(d g-h)ȡDȡ(3~5.5)(d j-h)(2)分别将h=(0~0.5)㊁d g=50mm㊁d j=23mm,μg=μj =0.7~1.1带入式(2)中,得90mmȡDȡ70mm㊂综合不同条件,最终确定D=70mm,摘穗辊长度L=700mm㊂3.2㊀剥皮装置设计3.2.1㊀剥皮辊的设计及工作原理根据整机外形㊁物流方向及结构设计等特点,剥皮装置设计在发动机上部㊁整机后部位置,选择2对4根剥皮辊,采用金属辊与橡胶辊槽型配合的组合方式㊂橡胶辊为大小均匀的方形橡胶颗粒,金属辊外表焊接有螺旋钢筋㊁直钢筋和金属凸点㊂剥皮辊结构如图4所示,剥皮辊工作时与玉米果穗之间的位置关系如图5所示㊂3.2.2㊀剥皮辊直径及长度的确定剥皮辊直径的确定原则:不抓取㊁不挤压果穗,并且能够使玉米苞叶顺利剥除[6-7]㊂工作时,玉米果穗与两剥皮辊之间的受力关系如图6所示㊂由图6所示受力关系可得f1+f2()cosα=N1+N2()sinα(3)其中,N1=T1,N2=T2,f1=μ1N1,f2=μ2N2㊂当μ1=μ2=μ(μ为定值)时,可得μN1+N2()cosα=N1+N2()sinα(4)即tanα=μ式中㊀N1㊁N2 剥皮辊对玉米果穗的支持力;㊀f1㊁f2 玉米果穗分别与剥皮辊的摩擦力;㊀R 剥皮辊直径;㊀r 玉米果穗半径;㊀T1㊁T2 玉米果穗作用于剥皮辊的力㊂cosα=R R+r=D D+d(5)式中㊀D 剥皮辊直径(mm);㊀d 玉米果穗最小直径(mm)㊂即D=cosα1-cosαd(6)在曲靖市麒麟区越州镇陈官营村测得玉米果穗平均直径为55mm,取剥皮辊抓取角为11ʎ~17ʎ,带入公式(6)得D=70mm㊂根据现有设计资料特点及计算,选定剥皮辊长度为700mm㊂1.剥皮辊筒㊀2.焊接直钢筋㊀3.螺旋钢筋4.金属凸点㊀5.方形橡胶颗粒图4㊀剥皮辊结构图Fig.4㊀Structure drawing of peeling roller1.玉米果穗㊀2.金属辊㊀3.橡胶辊图5㊀剥皮辊与玉米果穗位置关系图Fig.5㊀Relationship diagram between peeling roller and ear position of corn图6㊀工作时玉米果穗与两剥皮辊之间的受力关系图Fig.6㊀The stress relation diagram between corn ear and㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀two peeling rollers when working3.2.3㊀剥皮辊轴向倾角θ的确定剥皮辊的轴向倾角θ直接影响多玉米果穗的剥净率和生产率㊂玉米果穗的受力情况如图7所示㊂图7中,θ减小时,将会降低玉米苞叶的剥净率;θ增大时,不利于玉米果穗的喂入和通过,也影响了整个剥皮装置的设计位置㊂通过借鉴已有机型的经验,最终确定剥皮辊轴向倾角θ=12ʎ㊂图7㊀玉米果穗受力Fig.7㊀Stress on ear of corn3.3㊀切碎还田装置的选择改进云南地区红色土壤粘性较大,秸秆的粉碎程度直接影响了下一季作物的种植和土壤的透气保墒能力㊂加上云南玉米种植模式㊁种植特点及玉米品种多样,在秸秆粉碎还田方面存在较多不确定因素㊂选用甩刀式切碎装置进行试验时,对秸秆的粉碎效果较差,切碎的玉米秸秆长短不一,存留长度大于100mm的超过50%,最终根据现有技术选择由切碎滚筒㊁动刀㊁定刀组成的回转式切碎装置㊂4㊀田间试验4.1㊀试验条件试验日期为2019年10月11日,地点选择在云南省曲靖市麒麟区越州镇陈官营村,采集相关数据进行分析㊂玉米品种为云瑞668,长势情况如图8所示㊂图8㊀云瑞688玉米长势图Fig.8㊀Yunrui688corn growth chart玉米植株生长情况如表2所示㊂表2㊀玉米植株相关数据Table2㊀Corn plant data项目单位平均值垄距mm700株距mm400植株自然高度mm2675结穗高度mm1015根部直径mm22结穗部位茎部直径mm20果穗长度mm203果穗直径mm55籽粒含水率%30%4.2㊀试验方案采用正交试验法,确定4个影响剥皮效果的主要因素为剥皮辊转速㊁压送器转速㊁剥皮辊和压送器的间距㊁剥皮辊倾角㊂表3为正交试验方案表㊂表3㊀正交试验方案表Table3㊀Orthogonal test scheme table试验号剥皮辊转速/rad㊃min-1压送器转速/rad㊃min-1剥皮辊与压送器距离/mm剥皮辊倾角/(ʎ)空白列14001203515 24001202011 3400602515 4400602011 53501503515 63501202511 7350603517 83501502515 9300902011 103009035134.3㊀试验结果田间试验数据分析表明:小型玉米收获机符合设计要求,平均损失率3.5%,剥皮装置对玉米果穗苞叶的平均剥净率为88.6%,籽粒破碎率为ɤ1%㊂试验结果如表4所示㊂表4㊀试验结果Table4㊀The test results项目生产率/hm2㊃h-1总损失率/%籽粒破碎率/%果穗含杂率/%苞叶剥净率/%茎秆切碎合格率/%标准要求ȡ0.4ɤ4ɤ1ɤ1.5ȡ85ȡ85试验结果试验10.45 3.50.8 1.258990试验20.42 3.80.7 1.099088试验30.47 3.20.9 1.178792结论合格合格合格合格合格合格5㊀结论1)本设计适用于云南丘陵山区玉米的收获,能够实现玉米果穗的摘穗㊁输送㊁剥皮㊁收集及秸秆切碎还田一体化作业㊂2)对摘穗辊采用金属与高强度橡胶相结合的方式,能够适应云南玉米种植区不同玉米品种的收获,有效地降低了玉米果穗的损伤率㊂3)设计的玉米剥皮装置对玉米苞叶的剥净率为88.6%,籽粒破碎率为ɤ1%,平均损失率为3.5%,具有较强的适应性㊂4)两种不同切碎还田装置的对比试验表明,由切碎滚筒㊁动刀㊁定刀组成的回转式切碎装置的切碎效果符合农艺要求㊂参考文献:[1]㊀侯海涛.国内外玉米收获机的产品技术比较[J].北京农业,2006(1):34-35.[2]㊀田冬梅,秦海生.我国玉米生产机械化趋势与发展对策[J].当代农机,2015(9):13-15.[3]㊀杨敏丽.新常态下中国农业机械化发展问题探讨(续)[J].南方农机,2015(2):14-19.[4]㊀章慧全.茎穗兼收型玉米收获机摘穗装置设计[J].农业科技与装备,2012(1):30-32,34.[5]㊀邱岳巍,赵荔娜.玉米剥皮机剥皮装置的改进[J].农村牧区机械化,2009(6):38-39.[6]㊀赵德春,吕金庆.玉米剥皮机的研究设计[J].农机化研究,2001(2):59-60.[7]㊀陈宝昌,林君堂,李存斌,等.新型玉米剥皮机的研究设计[J].农机化研究,2012,34(2):88-90.Design and Test of Small Corn HarvesterSun Zhaozhu,Yang Yongfa,Qi Yuheng,Wang Yuanyuan,Wang Panpan (College of Mechanical and Transportation,Southwest Forestry University,Kunming650224,China) Abstract:According to the topographic features of yunnan region,corn planting mode and corn varieties,according to the existing corn harvesting technology,the design of a small corn harvester was studied and designed.The design of the whole machine parts for a reasonable configuration,so that the whole machine design structure compact;The picking roller adopts the combination of metal and rubber,which can effectively reduce the damage rate of corn ear in the process of picking.The design,optimization and improvement of the peeling device can effectively improve the stripping rate of corn bract,reduce the damage rate of corn ear and the breakage rate of corn kernel.The field test showed that the operat-ing state of this model was in line with the industry standard of corn harvester,with loss rate of3.5%,bract stripping rate of88.6%and seed breakage rate of1%.It provides reference for the development of maize harvesting mechanization in yunnan area.Key words:corn harvester;pick the spike roller;peeling device;Yunnan region。

玉米收割机摘穗辊调整方法以玉米收割机摘穗辊调整方法为标题的文章如下：玉米收割机是农业生产中常用的机械设备，它能够高效地完成玉米的收割工作。

其中，摘穗辊是玉米收割机中的一个重要部件，起到摘取玉米穗子的作用。

正确调整摘穗辊的位置和间隙，可以有效提高收割效果和机器的工作效率。

本文将介绍玉米收割机摘穗辊的调整方法，帮助农民朋友们更好地使用这一设备。

一、调整摘穗辊的位置玉米收割机的摘穗辊通常位于割刀组的下方，调整摘穗辊的位置可以通过调整割刀组的高度来实现。

首先，将玉米收割机放置在平整的地面上，并启动机器。

然后，逐渐将割刀组的高度调整到适合的位置，使摘穗辊与地面之间的间隙保持在合适的范围内。

调整摘穗辊的位置时，要注意保持割刀组的平稳运转，避免出现异常震动或卡住的情况。

二、调整摘穗辊的间隙摘穗辊的间隙是指摘穗辊与割刀组之间的距离，调整好间隙可以确保摘穗辊能够顺利地摘取玉米穗子。

调整摘穗辊的间隙需要根据玉米的品种和生长情况来确定。

一般来说，间隙的大小应该适中，既不宽松也不过紧。

如果间隙太大，摘穗辊可能无法夹住玉米穗子；如果间隙太小，摘穗辊可能会卡住或损坏玉米植株。

调整摘穗辊的间隙可以通过调整摘穗辊上的螺丝或螺母来实现，使摘穗辊与割刀组之间保持适当的间隙。

三、注意保养和维修除了调整摘穗辊的位置和间隙，还需要定期进行保养和维修工作，以确保玉米收割机的正常运行。

首先，要及时清理摘穗辊上的杂草和秸秆，防止堵塞或损坏机器。

其次，要检查摘穗辊的刀片是否锋利，如有磨损或损坏应及时更换。

此外，还应定期润滑摘穗辊的轴承和传动部件，保证机器的顺畅运转。

四、注意安全使用在调整摘穗辊时，要注意安全使用玉米收割机。

首先，要确保机器已经停止运转，并拔掉点火开关。

其次，操作人员应穿戴好防护装备，避免发生意外伤害。

在调整摘穗辊的过程中，要注意观察机器的工作状态，及时发现并解决问题。

总结：玉米收割机摘穗辊的调整是保证收割效果和机器工作效率的重要环节。

毕业设计（论文）题目：新型穗茎兼收型玉米收获机总体方案设计学院：轻工与农业工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：指导教师：中文摘要摘要玉米是我国三大粮食作物之一，是优质饲料和重要的工业原料，同时玉米秸秆还是畜牧业的重要饲料。

目前我国小麦已基本实现了生产过程的机械化，但是玉米的机收面积却不足5%，而且玉米收获后产生的大量玉米秸秆还没有得到有效的利用和解决，这成为玉米生产过程的瓶颈和难点。

因此，研制一种新型穗茎兼收型玉米联合收获机，既适应农民传统收获玉米的习惯，又增加了茎秆青贮收获，使农民增产增收。

随着我国农业结构的调整和畜牧业的发展，穗茎兼收型玉米联合收获机成为发展热点。

穗茎兼收型背负式玉米联合收获机是与55~80马力拖拉机配套，利用拖拉机的动力和行走装置进行作业，可一次完成玉米的摘穗、集箱、秸秆的切碎回收、旋耕灭茬等作业。

本课题通过对现有玉米收获机的研究分析，比较其优缺点，设计出一种性能可靠、结构简单、布局合理的背负式穗茎兼收型玉米联合收获机。

该机采用全新的机架和传动系统，果穗升运器和秸秆升运器上下布置且均采用下刮板，燕尾甩刀位于摘穗辊正下方，该刀前端为切断部分，后面为切碎部分，秸秆被切碎后首先抛入秸秆升运器中，再升运至搅龙输送到抛送器抛送，根茬由位于拖拉机后方的灭茬机灭茬。

本课题的研究对推广玉米收获机械化技术、培育玉米机收市场和改善农牧业的产业结构都具有十分重要的现实意义。

关键词：农业工程，玉米联合收获机，穗茎兼收，背负式，总体设计- I -Abstract（英文摘要）AbstractCorn is one of the three main grain crops in our country, it is the high-quality livestock feed and important industry raw material. In the meantime, the corn stalks is also animal husbandry important feed. Currently, in our country, wheat has already completely produced by machine, but the mechanization proportion of the corn production is only 5%. After the corn harvest, a great deal of corn stalks left in the field, which is hard to clean and use effectively. This is the bottleneck and crux of the corn production. Therefore, devising a new type of spike-stalk-reaping corn combine, it is on one hand accord with the traditional harvest habit of Chinese farmers, and increase the silage output of the stalks on the other hand. This new technology can increase the corn production and the farmer’s incomes.With the adjustment of the agricultural structure and the development of stockbreeding, the corn combine reaping both corn stalk and spike is becoming a hotspot. Spike-stalk-reaping backpack corn combine is equipped with 55~80HP tractors which provide the power and running device. It can finish the steps of snapping and collecting of spike, cutting and retrieving of stalk, rotary tilling at one time.This research starts on the basis of analyzing the merits and shortcomes of existing corn combine harvesters, is to design a new kind of dependable performance and simple structure and rational layout spike-stalk-reaping backpack corn combine. The combine uses the brand-new rack and the transmission system, cob lift conveyer and straw stalk lift conveyer up and down arrangement, and both use the under drawing template, the dovetail flail knife located at the stripper roller underneath, the front of the knife is cut off part, the other is cut up part, after the straw stalk cuts to pieces, first are tossed into the straw stalk lift conveyer, rises to transport again to stirs dragon and transport to throws delivers throw out, the stubble cleaner is located at behind tractor's to eliminate stubble. The research has very important realistic meaning. It can be used in expanding the corn production mechanization, exploring the corn combine market and improving the industrial structure of agriculture and stockbreeding.Key words:agriculture engineering, corn combine, spike-stalk-reaping, backpack, total designII目录摘要 (I)ABSTRACT（英文摘要） (Ⅱ)目录 (Ⅲ)第一章引言 (1)1.1课题的提出和意义 (1)1.2国内外玉米收获机研究现状及发展趋势 (3)1.2.1国外研究及应用现状 (3)1.2.2国内研究及应用现状 (5)1.2.3玉米收获机的发展趋势 (8)1.3本文的主要研究内容 (10)1.4本章小结 (11)第二章方案的拟定 (12)2.1课题研究的指导思想及技术问题分析 (12)2.1.1 指导思想 (12)2.1.2 技术分析 (12)2.1.3 技术路线 (13)2.1.4 技术指标 (13)2.2传统背负式玉米联合收获机 (14)2.2.1 结构 (14)2.2.2 割台 (14)2.2.3 集穗装置 (16)2.2.4 秸秆还田装置 (17)2.2.5 悬挂装置 (17)2.3方案的初步设计 (17)2.3.1 系统体系结构和组成 (17)2.3.2 割台配置及组成 (18)- III -2.3.3 “摘穗——切碎”一体化技术方案确定 (19)2.4方案的整体评价 (20)2.5本章小结 (20)第三章主要组成部分的设计 (21)3.1拖拉机的选择 (21)3.2分禾器的分析与设计 (21)3.3摘穗简介 (27)3.4割台设计 (31)3.5割台悬挂架设计 (35)3.6后架设计 (37)3.7总装配设计 (39)3.8本章小结 (40)第四章综合分析 (41)4.1本机的主要性能参数 (41)4.2特点和创新之处 (42)4.3项目的效益分析 (42)4.4技术竞争力和产业化前景分析 (44)4.5课题风险分析及对策 (44)4.6推广应用及产业化前景 (45)结论 (46)参考文献 (47)致谢及声明 (48)- IV -- V -第一章引言1.1 课题的提出和意义玉米是我国三大粮食作物之一，是仅次于小麦的主要粮食作物，其种植面积和总产量仅次于美国，居世界第二位。

旋切数学建模下的玉米收获机结构优化分析霍国义(河南水利与环境职业学院基础部，郑州450011)摘要：以玉米收获机为研究对象，针对现有玉米收获机在摘穗过程中造成玉米穗出现的咬伤、无法正常采摘现象，通过旋切数学建模的方法进行摘穗辊结构优化设计。

对摘穗辊的现有结构进行分析，得出玉米收获正常进行的限制条件，并计算出摘穗过程中摘穗辊上的受力及功率消耗。

根据计算结果进行摘穗辊的结构设计，同时采用旋切数学建模的方法，建立摘穗辊工作中的碰撞模型和接触模型。

仿真分析表明：玉米穗在进入或脱出阶段，摘穗辊会出现较大的动量变化及力的冲击变化，研究结果可为后续玉米收获机摘穗辊的设计提供参考。

关键词：玉米收获机；摘穗辊；旋切数学建模；碰撞模型；接触模型中图分类号：S225.5+1文献标识码：A文章编号：1003-188X(2021)09-0045-040引言玉米在我国大多数区域内可进行种植，面积和产量均处于世界第一位，玉米种植环境条件复杂，生产成本高，玉米收获机械尚未形成标准化和规模化［］,且玉米收获的机械化发展程度远低于小麦收获的自动化程度⑵。

玉米收获机的发展作为我国农业机械化发展的一个重要方向，与现代农业的发展是相辅相成的⑶。

现阶段，无论数量和质量，玉米收获机的发展已进入高速发展的阶段。

新型摘穗装置可适应各种工作环境，促进了玉米收获机的迅猛发展⑷。

玉米收获机大多数为穗茎联合型收获机，同时安装剥皮装置，在进行玉米穗采摘的同时，将玉米叶剥掉。

摘穗装置是实现玉米穗与玉米茎秆分离的装置,目前最常用的形式是摘穗辊式,其工作性能直接影响玉米收获机的收获率，并决定玉米收获机能否稳定工作⑸。

摘穗辊为玉米收获机摘穗过程的主要执行部件,在使用过程中与玉米穗的接触受力直接影响果穗的外观情况〔6］。

笔者以玉米摘穗过程为出发点，对现有摘穗装置摘穗辊进行分析,得出玉米摘穗装置咬伤玉米果穗的原因及咬伤形式〔7］。

同时，利用旋切数学建模分析法对摘穗辊结构参数进行优化,并通过仿真分析模拟摘穗装置工作方式E5］，分析采摘过程中摘穗辊的速度和加速度，旨在对新型摘穗装置的研究提供方向。

摘要在玉米分段收获时，玉米手工剥皮工序劳动强度大，费工时和误农时，且影响玉米的产量和质量，针对我国玉米收获后剥皮这个重要环节，设计出场上玉米剥皮机，它替代了传统人工剥皮的紧张劳动，减轻了人们的劳动强度，提高了劳动效率，有效地防止了因剥皮不及时而造成的玉米霉烂的损失，从而给农民带来了一定的经济效益。

本设计采用3对辊机型，在满足剥净率大于95%，工作效率达到1500kg/h以上的设计要求的前提下进行设计，可满足不同用户的需求，同时该机结构简单，调整方便可靠，采用电动机作为动力。

为满足设计要求，主剥皮装置中的剥皮辊采用螺旋铁辊和橡胶辊组合的玉米剥皮辊，并且两辊高低配置，且可以根据玉米棒的大小不同，通过弹簧调节两辊间的距离。

这避免了传统设计方法中铸铁辊对玉米籽粒的损伤，而且在结构上比传统设计的更加合理。

经过设计、计算、校核，该机符合设计要求，并且剥皮装置较传统的传动系统有所改进，更适合在广大农村推广使用。

关键词：玉米；剥皮机；螺旋铁辊；橡胶辊；农业机械ABSTRACTAt the time the corn is harvested ,the labor force of c orn’s clothes taked-off by hand is very strong, wasting time and decreasing the quantity of the corn.To solve the problem of corn’s clothes taked-off that is of great importance in our country ,we designed the corn’s clothes take-off machine including the structure and the technical parameter design.It is a machine that takes off the corn’s clothes ,which has four types ,respectively meets the demand of single ,union of several and big harvest.The machine takes the place of the traditional handed-labor,redu cing people’s labor strength,increasing the efficiency and preventing the corn’s damage.The structure of the machine is simple and the machine is easily adopted,reliable and of high efficient.The power of the machine can use electric motor、desel engine and the engine of three-wheeled agricultural car.This machine adopt the alternate current as the motives.The cylinder of the taked-off list is consisted of spiral iron cylinder and rubber cylinder.The spiral iron has some hurt to the seed of the corn.So this machine adopt the whole rubber cylinder.This machine is designed under the premise that must be get to 95% of taked-off rate and efficiency required no less than 1500kh/h,power no more than 3kw.To get to these requirements ,main taked-off part makes use of rubber cylinder ,and they are installed up-down.The machine can adjust the distance between the two cylinder according to the size of the corn and is more reasonable than the way of traditional design in structure.After calculation and check ,the machine meets the demand of design,and makes some improvements in the corn’s taked-off list and the way of transmission system,comparing with the traditional design.Worthwhile,it is widely applied in rural.Key words: Corn；Peeling machine；Spiral roller；Rubber roller；Agricultural machinery第1章绪论近年来，随着农业机械化生产要求的越来越明显，玉米种植在世界农业种植科目中一直占有很大的比例，面对其收获过程的复杂程度，为满足其生产发展需要世界各国都进行了相关技术的科研。

玉米摘穗装置参数的优化设计及试验研究摘要：玉米是我国主要粮食作物，是一种粮饲兼具的作物，在我国食品、能源、化学、畜牧业及化工制造业得到了广泛的应用。

目前，我国玉米机械化水平发展在不同地区发展不平衡，在部分省份玉米机械化收获水平可以达到85%以上，但是在部分地区玉米机械化收获率不足40%。

由于大多数地区玉米机械化收获率较低，多以人工收获为主，导致玉米生产成本较高。

因此，提高玉米收获机的生产效率可对提高玉米生产效率及提升我国农业机械化综合水平有重要意义。

关键词：玉米；摘穗装置；优化设计引言鲜食玉米是一种经济效益较高的经济作物与粮食作物，主要包括甜玉米及糯玉米。

甜玉米起源于美洲大陆，之后在欧美、亚洲等国家逐渐发展。

糯玉米起源于中国，云南省及广西省被认定为是糯玉米起源中心。

鲜食玉米在国内外市场需求量较大，逐渐发展成为一种大众化的粮食品种。

目前，鲜食玉米种植主要分布在中国、美国、法国、西班牙、巴西等国家。

我国是世界上最大的鲜食玉米消费国及生产国，据统计，２０２１年我国鲜食玉米总种植面积已经超过１３３万ｈｍ２，位居世界前列。

目前，我国共有超过２４个省开始发展鲜食玉米产业，鲜食玉米市场逐渐扩大到全国各地。

目前，除直接食用外，还可以加工成为罐头、速冻食品、果冻、蜜饯、养殖、化工及医药等多种深加工产品，市场需求量连年攀升。

鲜食玉米的机械化收获能力是鲜食玉米产业稳定发展的重要技术支撑，鲜食玉米收获时期为乳熟后期，含水率较高，因此，鲜食玉米对摘穗装置要求较高。

利用传统玉米收获机进行鲜食玉米收获容易造成鲜食玉米籽粒破损，并且采用夹持输送机构，会造成鲜食玉米的二次损伤。

1摘穗结构摘穗辊结构主要由导锥、摘穗段与强拉段等几部分组成。

其中，摘穗装置安装在收获机前方，且与水平面夹角在30°～40°之间。

摘穗辊的导锥部分主要用于将玉米植株引导进入摘穗辊之间;摘穗段主要作用是将玉米从植株上摘落下来，因其表面为凸起螺旋状，便于玉米植株向下运动的同时也向后方移动，也增加摘穗辊抓取玉米茎秆的能力，一对摘穗辊的凸棱是反向且交错布置;强拉段的结构类似于齿轮结构，通过两摘穗辊进行啮合将较细的和折断的玉米茎秆强制拉扯下去，避免割台堆积过量的玉米茎秆造成堵塞。