爱华网1 项目背景
随着我国农业生产的发展，粮食产量大幅提高，秸秆数量也迅速增多，据统计，我国每年的作物秸秆产出量约为7～8亿吨。由于目前农村中烧煤、用电和液化气的普及，农村中使用秸秆生火做饭、取暖的做法已微乎其微。由于秸秆在短期内不易腐解，利用率低，尤其是小麦秸秆，农民更不愿意回收利用，在小麦收获后，田地里总有大量秸秆剩余。为了不影响下茬耕作，以往的做法都是就地焚烧，由此引起严重的环境污染和有机资源的浪费，操作不慎时，还经常发生烧坏邻边的庄稼、树木及人身伤亡等现象，给国家和个人财产造成不应有的损失，给社会稳定也带来不利因素，由田间焚烧秸秆而引起的大气污染、地表生态环境破坏、交通出行受阻等间接经济损失无法估量。据统计，2015年前，全国用作还田和有机肥料的作物秸秆仅占总量的20%左右，田间直接焚烧的占50%以上。秸秆焚烧的另一后果是：消防工作压力巨大。据统计：2014至2015年，全国因焚烧秸秆发生严重火灾12万起，烧坏庄稼近百万亩，烧伤烧死一千余人，烧坏民房、树木不计其数。消防部门出警近15万次，直接和间接的经济损失达数亿元。
1.1 2015年安徽省出台秸秆禁��零容忍办法，严禁秸秆焚烧。为了有效禁烧秸秆，就必须对秸秆的处理及综合利用提出切实可行的方案，变“堵”为“疏”，在不影响农民耕作播种的前提下，让农民朋友自觉不烧，这样才能把禁烧工作长久、平稳、有效地开展下去。
目前我国对秸秆处理的方式大致有两种方法：秸秆粉碎还田和秸秆打包离田。秸秆粉碎还田是在小麦收割后，采用甩刀式粉碎机对小麦留茬部分和联合收割机脱粒后抛撒的秸秆进行粉碎，然后用旋耕刀旋起约5厘米左右的薄土覆盖秸秆。这种方法的优点是设备结构简单、操作成本低、工作周期短。缺点是：
1.1.1 粉碎效果不好：尤其是在早晚田间有露水，秸秆比较潮湿的情况下，粉碎后的秸秆长度过长，留在土地中容易缠绕农机具，影响下茬播种机工作。
1.1.2 覆土掩埋的深度不够：由于粉碎后秸秆量比较大，覆土厚度太薄，大面积的秸秆不能很好掩埋，露在地表上面，影响下季播种、出苗和打药、追肥等田间管理。
1.1.3 秸秆暴露在地表层上面，不能在短期内腐熟，前茬遗留的病菌、虫卵附着在秸秆上，转移给下茬作物，对下茬作物的生长产生不利影响。
1.1.4 越来越多的农业专家和农民担忧：用这样的方法使秸秆还田，长期下来，秸秆不能很快腐熟转化成有机肥料，田地里未腐熟的秸秆总量不断增多，土壤的生物结构不平衡，也会给作物生长带来负面影响。
1.2 秸秆打包离田是在小麦收割后，将剪切下来的秸秆用机械捡拾起来后打包成捆，然后运出发电或堆沤肥。秸秆打包离田的优点是：地表干净整洁，有利于下茬耕作；秸秆送去发电或集中堆沤肥等，秸秆可以再次利用，发挥效益。缺点是：
1.2.1 收割机的工作效率严重降低。因为不再对小麦留茬部分进行粉碎，为便于下茬耕作，一般要求留茬高度不高于10厘米，这样就使收割机的工作负荷增大，工作效率严重降低。因为小麦秸秆越靠近底部，直径越粗，硬度也越大，同时枯萎垂落的叶片也越多，收割机的往复式刀片剪切起来就非常吃力。剪切后的小麦秸秆经输送装置全部送入脱粒机脱粒，因为秸秆量增大，收割机的输送装置经常阻塞，皮带烧坏屡屡发生，故障频发。脱粒机的工作负荷也随之增大，整个收割机的工作效率下降约一倍左右，本来1小时可以收割8亩左右的，因为留茬高度不能超过10厘米，1小时只能收割4亩左右，收割机手抵触情绪非常大，有时是拒绝下地收割。有时遇到阴雨天气即将来临的关口，农民为了抢收粮食，也不愿意因为考虑留茬高度而耽误收割，他们情愿留茬高度高一点，也要把粮食抢收上来。
1.2.2 能耗增加。因为需要多切除秸秆，就要多耗费刀片动力，这样使收割机单位时间内的工作效率下降，单位能耗随之增加。秸秆在输送和脱粒的过程中，需要消耗大量动力，这些动力的消耗，对秸秆的粉碎和回收，没有任何作用，纯粹是无用功，还在一定程度上影响机械的使用可靠性，增加维修费用，浪费资源。同时秸秆碎片进入粮食之中，使粮食含杂率增高，需要进一步清理，又再一次消耗能源。
1.2.3 打捆机捡拾作业不干净。经收割机脱粒后小麦秸秆，成团成堆地抛撒在地面。打捆机捡拾时，因为秸秆分布不均匀，厚的地方太厚，捡拾爪通过时，一次旋转不能全部搂起，往往捡拾不干净，地面留有大量秸秆，既浪费资源，又影响农民耕种。
2 本项目的研发方向和拟解决的关键技术
针对以上存在问题，按照国家政策要求，结合农民和收割机手的利益诉求，蚌埠市龙泰消防有限公司研发部在2015年初组织研发人员开展了“机电一体化秸秆就地旋切灭茬装置” 项目的研究工作。通过大量调研、走访、论证、比对，我们最终确定了研发方向及技术路线：
2.1 研发方向：秸秆切割、打捆离田
该方向既符合国家政策，又使田地整洁，没有上茬作物遗留的病菌虫卵等，有利于农民根据墒情及时播种和后期管理，符合农民耕种要求。秸秆离田后可送去发电厂发电，也可留作农民生产有机肥，均符合环保要求。
2.2 关键要求：收割机留茬高度不大于10厘米。
为了保证收割机工作效率，在关键时刻把农民粮食收割上来，同时减少能耗，减少污染和浪费，需要采取二次切割的方案，即：
2.2.1 收割机原有的往复式剪刀提高收割高度，只剪切麦穗以下20厘米左右的长度，剪切后的留茬高度约在60厘米左右。
2.2.2 在收割机下部适当的部位另外安装一组旋切式刀具，专门切削往复式剪刀剪切后的小麦秸秆，留茬高度不大于10厘米。剪切后的小麦秸秆摆放基本整齐有序，便于打捆机捡拾。
