中国作为世界上的农业大国,农作物产量每年都在递增,这直接导致了农作物秸秆量的急剧增加。尤其是作为主要粮食作物之一的玉米,其秸秆产量相对小麦和水稻高,而且玉米秸秆更难处理。目前,中国玉米秸秆的利用率不是很高,很多情况下是就地焚烧,不仅对环境造成严重污染,还浪费了大量的玉米秸秆资源。目前最有效且便捷的处理秸秆方式是秸秆还田,秸秆还田具有培肥地力、增强土壤有机质含量、避免水土流失等优点,同时还可以促进农业的可持续发展,解决因秸秆焚烧带来的环境污染问题。文章在综合研究国内外玉米秸秆还田机研究成果的基础上,针对东北垄作地区的特点,采用理论分析、装置设计、试验研究等方法,对玉米秸秆还田机导流装置进行了研究,完成的工作内容及取得的成果如下:(1)对玉米秸秆还田机的作业机理、刀辊转向进行了理论分析;通过对甩刀进行理论对比和受力分析选择Y型甩刀;通过对甩刀及粉碎后秸秆的速度分析,得到了秸秆抛撒后相对秸秆还田机的距离为10 cm,为导流装置的设计及试验提供了理论依据。(2)为实现对粉碎后秸秆的导流作用,设计了一种秸秆导流装置。结合理论分析和实际需要对导流装置的每部分进行了结构设计;将设计好的导流装置三维模型导入EDEM软件内,对其进行离散元仿真,以检验其设计是否合理,使其满足整体结构和性能要求;对优化好的导流装置进行加工、装配。(3)将导流竖板与水平板夹角、导流装置与机器后梁间距、机器作业速度作为试验因素,对导流装置进行田间试验研究。首先对刀辊转向进行验证,得到还田机田间工作条件下最佳导流效果的转向;其次进行单因素试验研究,得到各因素最佳取值范围,导流竖板与水平板夹角的取值范围:50°-90°、导流装置与机器后梁间距取值范围:5cm-15cm、秸秆还田机前进速度取值范围:0.91m/s-1.82m/s;第三,进行田间多因素试验研究,采用三因素二次回归正交旋转组合试验方案,利用Design-expert软件对试验数据进行方差分析和回归分析。通过改变导流装置竖板与水平板夹角、导流装置与机器后梁间距、机器作业速度,获得秸秆入垄沟率回归模型方程,分析各因素间的交互作用。根据方差分析可知:各因素对秸秆入垄沟率影响程度依次为:后置导流竖板与水平板夹角>导流装置与机器后梁间距>机器作业速度。(4)采用Design-expert软件对导流装置进行参数化结构优化设计,并综合考虑实际工作性能方面的影响,确定导流装置的最优参数:导流竖板与水平板夹角为64.67°,导流装置与机器后梁间距9.56cm,机器作业速度1.53 m/s。对优化结果进行田间试验验证和对比,试验结果表明导流装置对秸秆入垄沟率的影响是极显著的。文章的相关研究为秸秆还田机导流装置的设计与研究提供了新思路和新方法,为秸秆还田机导流装置的研究提供参考,促进机械化秸秆还田的进一步发展。