劉玉龍，吐?tīng)栠d·烏斯曼，李 林，艾合買(mǎi)提江·司馬義，李奇福

（新疆中收農(nóng)牧機(jī)械有限公司，新疆 烏魯木齊 830013）

0 引言

我國(guó)是世界上重要的棉花產(chǎn)區(qū)，新疆是我國(guó)最大的棉花種植區(qū)，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2021年新疆棉花播種面積為250.6萬(wàn)hm2，占全國(guó)播種面積的82.76%，棉花產(chǎn)量為512.9萬(wàn)t，占全國(guó)棉花產(chǎn)量的89.5%[1]。

受天氣、農(nóng)藝和機(jī)采作業(yè)等多種因素影響，機(jī)采后部分棉花會(huì)掉落在田間地表和掛留在棉花莖稈上，殘留的棉花無(wú)人撿拾采收，只能遺留在田間，造成了浪費(fèi)。針對(duì)這一問(wèn)題，新疆中收農(nóng)牧機(jī)械有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)了ST-11型棉花割臺(tái)，該割臺(tái)可與9LRZ-2.7型自走式青黃貯秸稈收獲機(jī)配套使用，能撿拾棉田遺留的棉花，采凈率達(dá)到87%。

1 割臺(tái)結(jié)構(gòu)

ST-11型棉花割臺(tái)主要由割臺(tái)大焊合體、防塵蓋、割臺(tái)前弧板、棉花撿拾梳刷輪、物料輸送攪龍、主傳動(dòng)軸、換向箱、調(diào)節(jié)擋板、加強(qiáng)板和棉花梳刷彈齒組成，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2。

圖1 ST-11型棉花割臺(tái)主視圖

圖2 ST-11型棉花割臺(tái)側(cè)視圖

2 棉花梳刷彈齒排列設(shè)計(jì)分析

新疆絕大部分棉田采用機(jī)械化收獲作業(yè)，種植模式為66+10cm，棉花行距理論最小值為10cm，由于棉花播種機(jī)械行距調(diào)整會(huì)造成誤差，實(shí)際棉花種植行距會(huì)有一定的偏差，范圍在0～20mm之間。因此在設(shè)計(jì)梳刷彈齒排列位置時(shí)彈齒間隙要小于80mm，在考慮機(jī)械結(jié)構(gòu)的前提下實(shí)際排列間隙為60mm，兩排梳刷彈齒形成一組，一組梳刷彈齒進(jìn)行交錯(cuò)排布，交錯(cuò)形成的最小間隙為30mm，間隙的減小能進(jìn)一步提高撿拾率，如圖3。

圖3 梳刷彈齒間距

3 主要技術(shù)參數(shù)

4 工作原理

ST-11型割臺(tái)作為9LRZ-2.7型自走式青黃貯秸稈收獲機(jī)的一種新型割臺(tái)，由9LRZ-2.7型自走式青黃貯秸稈收獲機(jī)過(guò)橋提供動(dòng)力。動(dòng)力通過(guò)棉花割臺(tái)主傳動(dòng)軸一分為二，一部分經(jīng)過(guò)棉花割臺(tái)換向箱給棉花撿拾梳刷輪提供動(dòng)力，一部分直接給物料輸送攪龍?zhí)峁﹦?dòng)力。

掛留在棉花莖稈上以及掉落在地面的棉花經(jīng)過(guò)棉花撿拾梳刷輪上的撿拾梳刷彈齒的撿拾梳刷作用，被棉花撿拾梳刷輪通過(guò)離心力拋送到后方的物料輸送攪龍上，再通過(guò)物料輸送攪龍將棉花和棉稈等雜質(zhì)從兩側(cè)向中間輸送，喂入9LRZ-2.7型自走式青黃貯秸稈收獲機(jī)過(guò)橋。通過(guò)調(diào)節(jié)棉花割臺(tái)調(diào)節(jié)擋板高度防止物料輸送攪龍將棉花和棉稈等雜質(zhì)返帶拋向棉花梳刷輪。

5 主要特點(diǎn)

（1）該棉花割臺(tái)采用不對(duì)行方式收獲掛留在棉花莖稈上以及掉落在地面的棉花，對(duì)駕駛員技術(shù)要求較低。

（2）該割臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，擴(kuò)大了9LRZ-2.7型自走式青黃貯秸稈收獲機(jī)適用范圍，適合中小型農(nóng)場(chǎng)及農(nóng)戶使用。

（3）棉花梳刷輪上的彈齒根據(jù)棉花的種植模式采用交錯(cuò)式布局，減少棉稈上掛留的棉花及地面的棉花殘留。

（4）該棉花割臺(tái)能通過(guò)調(diào)節(jié)棉花割臺(tái)調(diào)節(jié)擋板的位置來(lái)阻止物料輸送攪龍將棉花和棉稈等雜質(zhì)返帶拋向棉花梳刷輪，造成棉花落入田間形成浪費(fèi)進(jìn)而影響采凈率。

6 試驗(yàn)情況及存在的問(wèn)題

6.1 試驗(yàn)情況

該機(jī)于2021年10月上旬在昌吉呼圖壁地區(qū)采棉機(jī)采收過(guò)的棉田里進(jìn)行了試驗(yàn)示范，試驗(yàn)棉田為鹽堿地，土壤板結(jié)較硬，棉田里滴灌帶未回收。棉稈株高500～1200mm，棉稈株距80～100mm，棉稈行距660+100mm，土壤濕度20%～30%。由9LRZ-2.7型自走式青黃貯秸稈收獲機(jī)掛接割臺(tái)，功率為108kW，發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速2200r/min，田間試驗(yàn)如圖4。

圖4 ST-11型割臺(tái)田間試驗(yàn)

此次田間試驗(yàn)主要是對(duì)該割臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)原理性試驗(yàn)，在驗(yàn)證結(jié)構(gòu)原理適宜的情況下進(jìn)一步尋找影響最佳采凈率的行走速度參數(shù)。

割臺(tái)采凈率具體試驗(yàn)方式如下：在采棉機(jī)作業(yè)過(guò)的試驗(yàn)田間避開(kāi)棉田的兩端及滴灌主出水樁的位置，隨機(jī)選取3處長(zhǎng)勢(shì)均勻的位置，手工撿拾寬度為4 272 mm，長(zhǎng)度為1000mm的區(qū)域內(nèi)棉花，稱重取平均值m1。

在該割臺(tái)作業(yè)后的試驗(yàn)田間手工撿拾等幅寬長(zhǎng)度1 000 mm區(qū)域內(nèi)的棉花，重復(fù)3次，取平均值m2，計(jì)算割臺(tái)采凈率W1。

式中m1—割臺(tái)未工作田間殘留棉花重量，kg；m2—割臺(tái)工作后田間殘留棉花重量，kg。

將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速維持在2 200 r/min，采用不同的行走速度進(jìn)行試驗(yàn)，分別為0.6m/s、1m/s、1.5m/s。通過(guò)試驗(yàn)可以直觀地發(fā)現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下行走速度越快采凈效果越差。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2 200 r/min，整機(jī)行走速度為0.6 m/s時(shí)采收效果最好，通過(guò)試驗(yàn)計(jì)算得出采凈率為87%。

6.2 存在的問(wèn)題

（1）該棉花割臺(tái)幅寬較大，轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭、轉(zhuǎn)場(chǎng)較困難。

（2）要保持較好的采收效果需要駕駛員及時(shí)調(diào)整整機(jī)的行走速度以及割臺(tái)離地高度。

（3）收獲的雜質(zhì)較多，大量的棉稈、棉葉、棉殼及地膜被棉花梳刷輪一起喂入物料輸送攪龍，造成后期清花困難。

（4）棉花割臺(tái)防塵蓋因網(wǎng)孔過(guò)大，撿拾梳刷棉花時(shí)塵土飛揚(yáng)，影響駕駛員視野。

（5）物料輸送攪龍中間的撥板在攪龍轉(zhuǎn)速高、物料喂入量大時(shí)容易將物料返帶出去，造成浪費(fèi)。

（6）安裝棉花撿拾梳刷彈齒的支座為U型槽結(jié)構(gòu)，拆裝棉花撿拾梳刷彈齒比較困難，影響整機(jī)工作效率。

（7）棉花撿拾梳刷輪在梳刷棉花時(shí)容易纏繞滴灌帶，在工作一段時(shí)間后需要清理，影響整機(jī)工作效率。

（8）兩地膜之間的交接行處有溝槽，因此撿拾效果不佳，棉花堆積在溝槽處造成浪費(fèi)。

（9）割臺(tái)分禾效果不佳，割臺(tái)兩側(cè)有漏收現(xiàn)象，造成棉花浪費(fèi)。