油菜是中国主要油料作物之一,总产量占世界总量的1/3。针对油菜成熟度不一致且作业期短而导致联合收获损失率大,其人工收获劳动强度大和生产效率低的现实,研制了一种4SY-1.8型油菜割晒机,该机主要由切割系统、拨禾装置、分禾装置、输送系统、传动系统、挂接装置和机架等部分组成。论文重点围绕该机关键部件的工作机理与试验研究,分析确定了该机的主要结构参数和工作参数,研究了不同品种油菜茎秆的生物及机械物料特性试验和不同品种差异的油菜在割晒机上的输送机理；分析研究了单株茎秆依次流经各工作部件时由直立到田间铺放的迁移运动过程,建立了茎秆质心运动学方程；阐明了茎秆流迁移机理与运移规律；应用故障树法与计算机仿真模拟并结合田间试验,获得了实现中间有序条铺的割晒机性能参数的主要影响因素并得出了最佳参数组合。论文主要研究内容包括：(1)论文在系统比较分析传统的稻麦割晒机和现有油菜割晒机的输送及铺放装置的基础上,依据油菜生物特性参数和力学特性,并结合油菜割晒作业要求,研制了一种集成横向和纵向输送的组合式输送的4SY-1.8型油菜割晒机,分析确定了拨禾轮、切割装置、组合输送装置等关键部件的结构参数及运行参数。论文所提出的集成横向和纵向输送的组合式输送方式在解决高粗油菜茎秆的有序输送铺放方面具有创新性。(2)论文围绕4SY-1.8型油菜割晒机作业对不同油菜品种的适应性,选择机械直播油菜“华油杂62”和人工直播油菜“希望368”为研究对象,开展了分段收获期油菜植株生物特性与物理机械特性试验研究。测试分析结果表明：随油菜茎秆直径增大,株高、离地0.35m以上茎秆重心高、角果层最大直径、分枝数均呈上升趋势,而底荚高度、最下分枝高呈下降趋势。两种油菜离地0.35m茎秆由下至上,茎秆的破坏载荷均逐渐降低,剪切、弯曲、压缩强度均呈逐渐上升的趋势,剪切功先逐渐上升后再逐渐降低。茎秆的根部剪切功最大,“华油杂62”在0.15～0.25m处的剪切功达到最低值3.53J,“希望368”在0.25～0.35m处的剪切功达到最低值3.57J。机械物理特性测试结果表明：田间作业时,留茬高度为0.2～0.25倍的株高时,切割功耗较小,且满足后续捡拾脱离机械作业的要求,为油菜割晒机设计满足不同品种和不同种植方式相适应的农艺参数提供了依据。(3)论文采用故障树法开展了油菜割晒机铺放作业质量影响因素的分析,建立了影响油菜割晒机茎秆铺放质量的故障树模型,明确了影响割晒机作业质量的主要因素,具体包括油菜作物产量、植株高度、切断茎秆的重心高度、留茬高度、割晒机结构参数与运行参数；同时,重点开展了影响铺放质量的底事件分析,提出了影响铺放质量的改进型故障树模型,获得了影响割晒机性能的主要影响因素,并对改进型故障树的有效性开展了田间试验验证。论文应用故障树法解决油菜割晒机铺放质量效果的分析与评价研究具有创新性。(4)论文探索性开展了油菜茎秆流的迁移过程的分析,研究得出了油菜茎秆流的迁移机理及整个输送铺放过程相互关联环节的影响机制,明确了形成有序输送的作用机理；构建了油菜割晒机各主要装置结构参数、运行参数与拨禾轮拨送作物量、输送装置的输送量与铺放量之间的量化关系模型。(5)应用Matlab软件开展了单株油菜茎秆流经主要装置的迁移运动规律,构建了茎秆质心迁移轨迹方程及其质心轨迹空间曲线；同时应用ADAMS软件开展了油菜割晒机与单株油菜茎秆相互作用过程的仿真分析,得到了茎秆质心轨迹、位移、速度、加速度与时间的关系曲线及其茎秆与主要部件的接触力随时间变化的曲线,可有效判断油菜茎秆在迁移过程中的运动姿态,其研究结果为油菜割晒机的结构改进及参数的优化设计提供参考。(6)论文在前述理论分析和计算机仿真研究基础上,进一步分析了油菜割晒机铺放质量影响要素的主要装置在空间布局与运行参数和油菜生物特性的关系,提出了以油菜割晒机排禾口尺寸与机组前进速度相匹配的参数计算方法,并开展了大量的田间试验验证。研究结果表明：4SY-1.8型油菜割晒机针对不同高度及不同密度油菜作业时,留茬高度与株高之比为0.2～0.25,机组前进速度为0.6～1.1m/s,拨禾轮圆周线速度与机组前进速度的比值宜控制在1.1-2.5,横向输送带装置线速度与机器前进速度比值宜控制在2.5-3.5,立辊输送装置与拨禾轮转速比值宜控制在1.25-2；同时应用于人工直播油菜作业时,因田间植株稀密分布不一致,其机组前进速度取0.67m/s为宜,而应用于机械直播油菜作业时,田间植株密度分布较为均匀,机组前进速度可适当提高,取0.9m/s为宜。田间试验表明：油菜割晒机能一次性完成切割、分禾、输送和有序中间条铺,铺放质量好且满足后续捡拾脱离作业机械作业。论文所分析得出的主要结构参数和运行参数的匹配比例关系具有新意。