0前言秸秆粉碎还田是农作物秸秆综合利用的主要途径之一，能改良土壤结构，增强土壤的保水、保肥能力，提高土壤有机质含量；也能充分利用利用秸秆资源，减少秸秆焚烧，保护环境。国内，常用的秸秆还田方式有：①利用联合收获机械，将收获后的秸秆粉碎，撤布到田中或专门的秸秆粉碎还田机具，先将秸秆粉碎，再利用犁翻耕或旋耕机二次作业，将秸秆翻埋入土，达到秸秆粉碎还田灭茬的目的；②利用水田埋茬耕整机、水田驱动耙，将水田中的稻麦秸秆整秆埋入土中；③利用反转灭茬旋耕机，将稻麦秸秆整秆埋入土中。现有的秸秆还田机具功能方面比较单一，其作业效率和作业质量还不能芫成满足农艺要求。双轴式旋耕灭茬多用机只能用于玉米根茬地的灭茬、旋耕等作业，对稻麦等软质秸秆粉碎效果不好。

　　国内近几年秸秆还田机械向着多功能适用性的方向发展，李小昱等人发明的有秸秆还田功能的旋耕机，可一机多用，但不能同时进行秸秆粉碎旋耕作业；吕书青等人发明的多功能秸秆还田机，采用犁铧灭茬松土。据查新结果表明：国内虽有多功能秸秆还田技术及机具的研究开发，还没有采用组配式结构的机组；采用秸秆粉碎一旋耕一次作业芫成秸秆粉碎、旋耕作业的机具，国内还没有成熟产品或研究的报导。

　　1秸秆粉碎一旋耕联合作业方式的确走秸秆还田方式多样，有堆沤还田、过腹还田、直接还田等多种方式，机械化秸秆直接还田是秸秆直接还田的主要方式。中国农科院等单位经过对我国各地种植制度的研究，提出了各地秸秆还田适宜有效条件和还田的方式，其中对秸秆粉碎程度和翻压深度提出了具体的要求，这项研究对机具的研究开发具有指导意义。现在常用的稻麦秸秆还田方式存在明显的不足，联合收割机有粉碎、撤布，没有覆盖还田；反转灭茬旋耕机、水田埋茬起浆机、水田驱动耙有覆盖，但没有秸秆的粉碎作用。现有机具要芫成秸秆还田的农艺要求常常必须进行二次作业，其缺点就是作业成本增加、对土壤的压实大、作业效率低，也影响了秸秆还田技术及机具的推广应用。通过分析秸秆粉碎还田机具和旋耕机具作业机理，结合对机械工业耕作机械产品质量检测中心对1JH- 150型秸秆粉碎还田机功率消耗测走的结果分析，发现稻麦秸秆粉碎时，功率消耗的较小，仅为配套动力50型拖拉机的1/3左右，功率消耗标准差相比旋耕作业变化也比较小；从秸秆粉碎一旋耕联合作业方式分析，只要保证前部秸秆粉碎部分能将已粉碎的秸秆撤布到旋耕刀轴前部地表，就能保证后部旋耕作业时能将地表上粉碎的秸秆覆盖入土。设计机具时，只要保证秸秆粉碎部分振动较小，将秸秆粉碎和旋耕两种作业方式结合在一起，是可以实现一次作业，芫成秸秆粉碎、覆土还田和土壤旋耕作业。从我国耕作机械发展来看，联合作业机具也是今后耕作机械发展的趋势。原来影响机具配套的动力不足问题，随着大功率拖拉机的开发应用，也得到了解决。据此研究，我们设计出一种1GJQN-165型秸秆粉碎一旋耕组合多用机。

　　2机具结构及工作原理2.1机具结构1GJQN―165型秸秆粉碎一旋耕组合多用机由两部分组成，整机采用框架式结构，前部为秸秆粉碎，后部为旋耕。秸秆粉碎部分由粉碎齿轮箱体、侧边皮带传动系统、粉碎刀轴、粉碎机罩等组成；旋耕部分由旋耕齿轮箱体、左右旋耕刀轴、拖板等组成。整机的限深采用滑板式结构，前后两部分动力由弹性联轴器传递。该机既可组合使用，也可分开配置，作为一台普通的秸秆粉碎还田机和一台旋耕机使用。为机具的结构简图。

　　6.旋耕刀轴总成7.粉碎刀轴总成8.限深板22工作原理该机作业时，机具通过悬挂架与拖拉机的上下拉杆三点联接。拖拉机动力经动力输出轴到粉碎箱体，分成两路，一路经粉碎箱体侧边输出，到机具左侧，经皮速传动，驱动粉碎刀轴高速旋转；另一路经粉碎箱体的后面输出，经弹性联轴器，将动力传到旋耕齿轮箱体，驱动左右两刀轴旋转作业。秸秆在专门设计的组合式刀具或锤爪作用下被切断，带入粉碎机罩中，经动刀和定刀联合作用粉碎，到后面未耕的地面。

　　旋耕刀轴作业时，在芫成土壤粉碎的同时，还将到地面上的秸秆覆盖入土。粉碎留茬高度通过两侧的限深板调节，作业时可防止刀具入土。

　　3机具的设计要点31机具整机结构配置该机考虑整体刚性和组合配置的要求，采用框架式结构，前后联接方便；旋耕齿轮箱体采用高箱体，框架式结构形式。

　　32机具动力匹配机具设计配套动力为36.8~47.8kW，作业幅宽通常情况下，1GQN*180型旋耕机配套动力在36.8~40.5kW，每米幅宽配套动力为20.4~22.5kW；1GQN*165型旋耕机配套动力为33.1~36.8kW.据机械工业耕作机械产品质量检测中心测定，1JH-150型秸秆粉碎还田机，粉碎麦稻茬时功率消耗大约为14kW（粉碎刀轴转速为1820r/min时，前进速度为4km/h以上），1JH-165型秸秆粉碎还田机估计为15.4kW.据此推算：1GJQN-165型秸秆粉碎一旋耕组合多用机需要的配套动力为48.5~51.5kW.考虑到一般秸秆粉碎还田机单独作业时的机组前进速较高，需要的粉碎刀轴转速也较高，功率消耗也较多用机作业时秸秆粉碎部分大。为了实现组合多用机的动力匹配合理，从粉碎刀轴转速、旋耕刀轴转速、粉碎刀具的形式、旋耕刀轴的排列等影响机具动力消耗的因素入手，在该机设计时，考虑到一般正常旋耕作业时速度为2km/h~ 3km/h，在保证粉碎质量和旋耕质量的前提下，设计时尽可能降低粉碎刀轴转速，实际取为1650r/min，粉碎刀具选用专门设计的组合式粉碎刀；旋耕刀轴转速取为220r/min，并优化旋耕刀轴排列，减少旋耕刀轴的总装刀数，实际取为38把，而一般工作幅宽165cm的中间传动旋耕机总装刀数为42把。经试验考孩，配套动力可以满足设计要求。

　　33作业幅宽与配套拖拉机轮距匹配机具幅宽设计时，以配套50型拖拉机轮距为依据。江苏一500拖拉机常用后轮轮辙宽度计算为1620mm，考虑到整机采用正悬挂时，机具作业幅宽要能覆盖轮辙，取作业幅宽为1650mm.江苏一654拖拉机常用后轮轮辙宽度计算为1720mm左右，可以考虑将旋耕刀轴两端的刀调换，使其穹向向外，实际旋耕幅宽可以到1750mm，也能覆盖轮辙，旋耕作业质量没有明显变化。

　　3.4拖拉机动力输出轴转速与粉碎刀轴和旋耕刀轴转速的匹配考虑到与拖拉机动力输出轴转速的匹配，粉碎齿轮箱体和旋耕齿轮箱体配套的锥齿轮，均设计了安装尺寸相同的两组齿轮，分别与动力输出轴转速540r/min和720r/min的拖拉机配套，而保持粉碎刀轴和旋耕刀轴的转速基本不变。

　　3.5拖拉机动力输出轴转速与粉碎刀轴和旋耕刀轴转速的匹配考虑到与拖拉机动力输出轴转速的匹配，粉碎齿轮箱体和旋耕齿轮箱体配套的锥齿轮，均设计了安装尺寸相同的两组齿轮，分别与动力输出轴转速540r/min和720r/min的拖拉机配套，而保持粉碎刀轴和旋耕刀轴的转速基本不变。

　　4机具适应性试验及质量检测165型秸秆粉碎一旋耕组合多用机实际使用情况，依据GB/T 5668.1《旋耕机械》和JB/T6678-2001《秸秆粉碎还田机》，以及项目组编制的《产品制造验收技术条件》。2005年6月至12月，在麦茬地、稻茬地、棉花地进行了适应性试验考孩，具体的试验条件见表1、试验结果见表2. 2005年11月，江苏省农业机械试验鉴定站对1GJQN-165型秸秆粉碎一旋耕组合多用机进行质量检测，试验检测的条件：配套动力为江苏654（47.8kW）型轮式拖拉机，土壤类型为砂壤土，土壤含水率209，前茬作物为稻茬。检验结果见表3.经过适应性试验和产品质量检测，结果表明：机表1试验条件试验时间试验地点试验地秸秆类型试验地秸秆量（kg/m2）土壤质地土壤含水率（）灌云县东王集乡麦茬（局度30cm）粘土灌云县侍庄乡稻茬（高度20cm）粘土灌云县鲁河乡棉花秸秆（高度1.5m，较干）粘土表2试验结果试验秸秆类型秸秆粉碎长度合格率（）耕作质量拖拉机负荷情况麦茬符合农艺要求正常稻茬符合农艺要求正常棉花秸秆符合农艺要求正常表3检验结果检测项目耕深稳定性（）耕深（cm）地表平整度（cm）碎土率（°/.）植被覆盖率（°/.）秸秆粉碎长度合格率（）技术要求检测结果具作业性能较好，作业质量符合农艺要求，符合《产品制造验技术条件》规定。

　　5结论通过适应性试验考孩表明，所开发的秸秆粉碎旋耕组合多用机能实现一次作业就能芫成秸秆粉碎、旋耕覆土还田作业，能替代目前先秸秆粉碎、再犁耕或旋耕覆土还田二次作业模式。

　　秸秆粉碎一旋耕联合作业从技术上是可行的，适用于稻麦、棉花等秸秆的粉碎还田作业，具有广泛的应用前景。

　　现行机具存在配套性、可靠性问题，有待进一步改进芫善。