保护性耕作是国际农业技术发展的重要趋势,秸秆还田技术是机械化保护性耕作中关键的一项技术。使用机械化秸秆还田技术可以有效地解决农忙期间争农时、争劳力的矛盾,有力推动秸秆还田的农业全程机械化进程,避免由于焚烧秸秆产生的环境污染。本着一机多用、降低生产成本的原则,研制了既能满足玉米秸秆、根茬直接粉碎还田,又能单独实现旋耕作业的新型多功能玉米秸秆还田机。(1)在对秸秆粉碎及灭茬基本理论分析的基础上,提出多功能玉米秸秆还田机总体结构设计方案。采用卧式结构,主要由悬挂装置、变速箱、皮带传动、秸秆粉碎机构、灭茬旋耕机构、限深滚筒等组成。拖拉机输出动力经万向节传递给变速箱,变速箱一轴经齿轮、皮带轮两级增速后,带动粉碎刀辊工作;另一轴经变速箱、皮带轮变速后带动灭茬旋耕刀辊工作。(2)设计了新型变速箱,实现了秸秆粉碎、灭茬、旋耕的复合或单项作业,结构简单,一机多用。主要由锥齿轮传动、拨叉、拨叉套、滚针轴承等组成。利用拨叉套与从动齿轮的离合来实现粉碎、旋耕动力的分离与结合,从而分别完成秸秆粉碎与灭茬复合作业或旋耕单项作业,实现一机多用之功能。(3)对样机进行了田间试验,作业质量满足农艺要求。试验结果表明:对秸秆和根茬具有良好的切碎效果,秸秆切碎平均长度为5.2 cm,粉碎合格率≥98%,灭茬率≥90%,碎茬抛撒均匀、覆盖率高,作业性能稳定。旋耕单项作业时,旋耕深度可达16 cm,碎土率85.7%,作业后土碎地平,满足农艺要求,可直接进行后续播种作业。