高愛(ài)弟，郭 健，高治國(guó)，王玲玲，孫芳霞，邵葉文

（1.石河子貴航農(nóng)機(jī)裝備有限責(zé)任公司，新疆 石河子 832000；2.新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

4MZ-5A型自走式采棉機(jī)的性能與應(yīng)用

高愛(ài)弟1，郭 健2，高治國(guó)1，王玲玲1，孫芳霞1，邵葉文1

（1.石河子貴航農(nóng)機(jī)裝備有限責(zé)任公司，新疆 石河子 832000；2.新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

本文介紹了國(guó)產(chǎn)4MZ-5A自走式采棉機(jī)的主要結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)及使用條件，并與國(guó)外采棉機(jī)在性能和應(yīng)用方面進(jìn)行了比較。

國(guó)產(chǎn)；4MZ-5A；自走式采棉機(jī)

4MZ-5A自走式采棉機(jī)是一種采用前置懸掛式采摘工作臺(tái)、翻轉(zhuǎn)自動(dòng)輸卸式棉箱、液壓與機(jī)械混合式傳動(dòng)的大型（五行）水平摘錠自走式采棉機(jī)械。產(chǎn)品經(jīng)新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)進(jìn)行的全面測(cè)試和實(shí)際應(yīng)用，其綜合指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，可完全替代進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品。

1 主要結(jié)構(gòu)及工作原理

水平摘錠自走式采棉機(jī)可根據(jù)棉花吐絮情況分一次或多次采收棉花。本機(jī)的主要結(jié)構(gòu)由采棉頭、自走底盤(pán)、液壓系統(tǒng)、駕駛室（含電器操縱系統(tǒng)）、棉箱、電子監(jiān)控系統(tǒng)、電器系統(tǒng)、淋潤(rùn)系統(tǒng)、自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)、機(jī)具外圍防塵系統(tǒng)等組成（圖1）[1]。

圖1 采棉機(jī)立體圖

采棉機(jī)在采摘棉花時(shí)，由采棉頭上的分禾器作為引導(dǎo)，將棉株扶起并導(dǎo)入采摘室，摘錠座管旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)摘錠做圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，摘錠上的鉤齒將進(jìn)入采摘室的棉珠上的棉花掛住并纏繞在摘錠上，隨著摘錠座管的旋轉(zhuǎn)，纏有棉花的摘錠進(jìn)入脫棉區(qū)，高速旋轉(zhuǎn)的脫棉盤(pán)與采棉摘錠呈相反的方向運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)脫棉盤(pán)遇到摘錠上的籽棉時(shí)，把籽棉反方向旋轉(zhuǎn)脫下。脫下的籽棉借助風(fēng)力輸送系統(tǒng)的強(qiáng)大風(fēng)力氣流的力量將籽棉從集棉室吹送進(jìn)入風(fēng)筒再高速進(jìn)入棉箱內(nèi)。摘錠經(jīng)過(guò)濕潤(rùn)水刷的清洗后又進(jìn)入下一個(gè)纏繞棉花的循環(huán)（圖2），進(jìn)入棉箱的棉花在壓實(shí)裝置的作用下被擠壓，體積變小，當(dāng)采收的棉花容積達(dá)到棉箱設(shè)計(jì)容積時(shí)，采棉機(jī)利用液壓操縱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)傾倒棉花，完成整個(gè)棉花的采收過(guò)程[2]。

圖2 采棉頭采收過(guò)程示意圖

采棉頭：4MZ-5A采棉機(jī)共有5組采棉頭，每組采棉頭由分禾器、摘錠筒總成、脫棉盤(pán)總成、淋潤(rùn)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、采棉頭外殼及支撐總成組成 （圖3）。從分禾器方向看，采棉頭有兩組摘錠總成和脫棉盤(pán)總成，分別為主采和副采。主、副采的外殼組成的空間形成采摘室和集棉室，在主、副采摘錠總成上都有淋潤(rùn)系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)，主要是清洗和潤(rùn)滑摘錠，保證摘錠在下一次采棉作業(yè)時(shí)能正常工作。整個(gè)采棉頭由其支撐總成掛接在采棉機(jī)懸掛架上，保證能按照農(nóng)藝要求的距離采收棉花。根據(jù)棉株的實(shí)際情況，采棉頭與地面的距離、高度、角度都可調(diào)，適應(yīng)性較強(qiáng)，能減少棉花的漏采率。

圖3 采棉頭

液壓系統(tǒng)：液壓系統(tǒng)由開(kāi)式、閉式兩套獨(dú)立的液壓系統(tǒng)組成，兩套系統(tǒng)共用一個(gè)液壓油箱。閉式系統(tǒng)由手動(dòng)變量泵、定量馬達(dá)、帶濾清器的液壓油箱組成，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械方式把扭矩傳遞給變量泵，變量泵通過(guò)液壓傳動(dòng)扭矩給定量馬達(dá)，定量馬達(dá)通過(guò)機(jī)械方式驅(qū)動(dòng)機(jī)器行走和采摘頭工作；開(kāi)式系統(tǒng)由開(kāi)式負(fù)載敏感變量泵提供所需流量及維持系統(tǒng)壓力，經(jīng)過(guò)閥塊來(lái)實(shí)現(xiàn)采棉頭的升降、采棉機(jī)的轉(zhuǎn)向、棉箱升降及翻轉(zhuǎn)、棉花壓實(shí)和卸棉功能的正常運(yùn)行。

傳動(dòng)系統(tǒng)：采棉機(jī)的動(dòng)力是由大馬力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供，目前國(guó)內(nèi)主要采用的是湖北東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器傳遞扭矩給液壓閉式系統(tǒng)；通過(guò)彈性聯(lián)軸器傳遞扭矩給液壓開(kāi)式系統(tǒng)；通過(guò)皮帶和皮帶輪帶動(dòng)風(fēng)機(jī)、空調(diào)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、水路系統(tǒng)工作。

氣力輸棉系統(tǒng)：發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)皮帶傳動(dòng)動(dòng)力給風(fēng)機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成風(fēng)能，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)能通過(guò)風(fēng)箱和風(fēng)道將采棉頭集棉箱的棉花吹送到棉箱。

電器系統(tǒng)：電器系統(tǒng)包括電瓶及線路、采棉機(jī)工況監(jiān)視及報(bào)警系統(tǒng)。采棉機(jī)工況監(jiān)視系統(tǒng)主要包括顯示盤(pán)、轉(zhuǎn)速表（地面速度、水壓、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)小時(shí)、風(fēng)扇小時(shí)、顯示選擇）、正常指示器、監(jiān)現(xiàn)顯示盤(pán)、關(guān)機(jī)指示燈、警告指示燈、燃油油位、發(fā)面機(jī)冷卻液溫度、電瓶充電（電壓表）、指示器顯示盤(pán)[2]；報(bào)警系統(tǒng)包括采摘頭異常報(bào)警、棉道堵塞報(bào)警、液壓油溫度過(guò)高報(bào)警、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速異常報(bào)警、發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾芯（過(guò)臟或損壞）報(bào)警、機(jī)油壓力異常報(bào)警、冷卻液溫度過(guò)高報(bào)警。通過(guò)電器開(kāi)關(guān)和手柄的控制，實(shí)現(xiàn)采棉機(jī)的正常工作；部分系統(tǒng)遇到故障時(shí)能及時(shí)停止該系統(tǒng)以保護(hù)整機(jī)不受損壞。

2 主要技術(shù)參數(shù)

3 主要性能指標(biāo)

4 使用條件

滿足以下工作條件時(shí)，采棉機(jī)才能正常工作：（1）為提高采凈率和減少棉花的含雜率，脫葉催熟劑必須在采收前18～25 d進(jìn)行，且氣溫一般穩(wěn)定在18～20℃期間的前期進(jìn)行較為適宜；（2）本機(jī)適應(yīng)新疆寬窄行棉花的采收，行距76.2 cm，即66 cm+ 10 cm或68 cm+8 cm種植模式；（3）待采棉花的最低棉鈴離地高度應(yīng)大于15 cm，株高一般控制在66～80 cm；（4）經(jīng)噴灑落葉劑的棉花，落葉率應(yīng)在94%以上，吐絮率應(yīng)在95%以上；（5）棉花的含水率一般在15%左右；（6）待采的棉花棉株上應(yīng)無(wú)塑料袋、地膜、塑料條等雜物；（7）待采棉田應(yīng)無(wú)落地棉或落地棉較少；（8）徹底清除田間殘膜；（8）待采棉田一般應(yīng)無(wú)較高的雜草，雜草高度應(yīng)在15 cm以下；（9）待采棉花無(wú)倒伏現(xiàn)象；（10）機(jī)采前應(yīng)對(duì)田邊地角機(jī)械難以采收但又必須通過(guò)的地段進(jìn)行人工采收，預(yù)留出機(jī)械運(yùn)行行道；（11）待采棉田地面應(yīng)平坦無(wú)溝渠，便于采棉機(jī)通過(guò)。

5 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

表1 國(guó)產(chǎn)采棉機(jī)與國(guó)外采棉機(jī)性能對(duì)比

從表1可以看出，4MZ-5A采棉機(jī)與國(guó)外采棉機(jī)性能指標(biāo)相當(dāng)，但價(jià)格便宜。另外，4MZ-5A的大部分零配件都已經(jīng)國(guó)產(chǎn)化，有固定的供應(yīng)商，售后服務(wù)完善，配件能及時(shí)供應(yīng)；而迪爾等采棉機(jī)雖然在部分地區(qū)設(shè)有售后服務(wù)點(diǎn)，但配件供貨周期長(zhǎng)，一般空運(yùn)需30 d左右，有時(shí)會(huì)耽誤工期。因此，國(guó)產(chǎn)采棉機(jī)比國(guó)外采棉機(jī)具有一定優(yōu)勢(shì)。

6 應(yīng)用評(píng)價(jià)

五行4MZ—5A國(guó)產(chǎn)采棉機(jī)平均采收費(fèi)用為200元/667 m2，每天采收6.67 hm2，1個(gè)采季約45 d，收益為60萬(wàn)元，2個(gè)采季可以收回成本；而迪爾采棉機(jī)3個(gè)采季才能收回成本。因此，國(guó)產(chǎn)采棉機(jī)有廣闊的市場(chǎng)前景。

[1]梅健.機(jī)采棉加工技術(shù)講座-棉花收獲機(jī)械（第一講）[J].中國(guó)棉花加工，2002（2）：45-46.

[2]林明贊.新型采棉機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程研究[J].科學(xué)技術(shù)，2012（4）：163-164.

2015—04—23