青贮玉米是一种单产高效的绿色农作物,经收割、切碎和发酵等处理后,可转化成用于家禽、家畜绿色饲料。较普通玉米,青贮玉米营养价值更高、单位面积产量更高、纤维品质更好。随着畜牧业对优质青饲料需求量的增加,在农业农村部“粮改饲”试点工作的推动下,青贮玉米的种植面积迅速增加。青贮玉米的收获时间为玉米乳熟期末至蜡熟期前之间,最佳收获期较短,为实现适时收获,需保证较高的收获效率,这也决定了青贮玉米机械化收获的必要性。青贮收获机的关键技术之一为割台技术,由于种植农艺的不同,国内外青贮割台具有一定差异,国外青贮割台为大宽幅形式,并不适用于国内青贮的收获。国内对割台的研究主要集中于对割台喂入技术、传动系统及切碎关键技术上,对割刀技术研究较少,因此本文针对青贮机割刀技术展开研究,为后续青贮收获机技术的研究提供一定的理论基础。基于以上基础,本文主要进行了以下几个方面的研究工作:(1)为更好的分析圆盘刀锯切玉米秸秆的过程,本论文中对青贮玉米茎秆力学性质进行了研究,通过秸秆的剪切试验、拉伸试验,得到了其抗剪强度为42 MPa,顺纹抗拉强度为140 MPa,弹性模量为933 MPa。通过摩擦力测定试验,测得秸秆横截面与割刀表面接触时的静摩擦因数为0.327,动摩擦因数为0.301。(2)对青贮割台圆盘刀的运行学进行了理论分析,确定了其运动方程、速度方程、切割进距方程。对锯齿静态、动态滑切角的分析得到了随锯齿工作位置的变化其滑切角的变化规律。对进行锯切作业时圆盘刀的受力情况进行分析,确定其主要受力及原因。(3)为了减少田间收获不确定因素的影响,准确探究圆盘式切割器收割青贮玉米时的切割力、切割功耗等参数,设计了青贮玉米收获机圆盘刀试验台,进行割台前进速度、圆盘刀转速、圆盘刀倾角、秸秆直径的单因素试验台试验,得到了以上因素对锯切力的影响规律。(4)借助于计算机模拟技术,建立了圆盘刀锯切秸秆的切割模型,分别对割台前进速度、圆盘刀转速、圆盘刀倾角、秸秆直径四个因素进行单因素仿真试验,选取锯切力峰值为试验指标,得到了仿真试验中各因素对锯切力的影响规律。通过比较仿真单因素试验结果与试验台单因素试验结果,验证了已建立的切割模型的准确性。利用已验证的切割模型,对圆盘刀锯齿刃角、割刀刀口的形状、玉米茎秆的偏斜度因素进行了单因素仿真试验,得到其对锯切力的影响规律。(5)为探究割台各工作参数间的对收获性能的交互影响及确定割台最佳工作参数,借助圆盘刀试验台进行了前进速度、刀盘转速、刀盘水平倾角、秸秆直径的四因素五水平中心组合试验,对试验结果进行了回归方程拟合,进行方差分析显著性检验,最后通过响应面设置,得出青贮玉米割台工作时的最优工作条件,即青贮玉米:刀盘水平倾角为9.77°,前进速度为3.27 km/h,刀盘转速为270.24rpm,秸秆直径为25.59 mm;黄贮玉米:刀盘水平倾角为8°,前进速度为3.00km/h,刀盘转速为240 rpm,秸秆直径为24.00 mm。