高愛弟，郭 健，高治國，王玲玲，孫芳霞，邵葉文

（1.石河子貴航農(nóng)機裝備有限責任公司，新疆 石河子 832000；2.新疆石河子職業(yè)技術(shù)學院）

4MZ-5A型自走式采棉機的性能與應(yīng)用

高愛弟1，郭 健2，高治國1，王玲玲1，孫芳霞1，邵葉文1

（1.石河子貴航農(nóng)機裝備有限責任公司，新疆 石河子 832000；2.新疆石河子職業(yè)技術(shù)學院）

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

國產(chǎn)；4MZ-5A；自走式采棉機

4MZ-5A自走式采棉機是一種采用前置懸掛式采摘工作臺、翻轉(zhuǎn)自動輸卸式棉箱、液壓與機械混合式傳動的大型（五行）水平摘錠自走式采棉機械。產(chǎn)品經(jīng)新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團進行的全面測試和實際應(yīng)用，其綜合指標達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，可完全替代進口同類產(chǎn)品。

1 主要結(jié)構(gòu)及工作原理

水平摘錠自走式采棉機可根據(jù)棉花吐絮情況分一次或多次采收棉花。本機的主要結(jié)構(gòu)由采棉頭、自走底盤、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)、淋潤系統(tǒng)、自動潤滑系統(tǒng)、機具外圍防塵系統(tǒng)等組成（圖1）[1]。

圖1 采棉機立體圖

采棉機在采摘棉花時，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)帶動摘錠做圓周轉(zhuǎn)動，摘錠上的鉤齒將進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)，纏有棉花的摘錠進入脫棉區(qū)，高速旋轉(zhuǎn)的脫棉盤與采棉摘錠呈相反的方向運轉(zhuǎn)，當脫棉盤遇到摘錠上的籽棉時，把籽棉反方向旋轉(zhuǎn)脫下。脫下的籽棉借助風力輸送系統(tǒng)的強大風力氣流的力量將籽棉從集棉室吹送進入風筒再高速進入棉箱內(nèi)。摘錠經(jīng)過濕潤水刷的清洗后又進入下一個纏繞棉花的循環(huán)（圖2），進入棉箱的棉花在壓實裝置的作用下被擠壓，體積變小，當采收的棉花容積達到棉箱設(shè)計容積時，采棉機利用液壓操縱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)傾倒棉花，完成整個棉花的采收過程[2]。

圖2 采棉頭采收過程示意圖

采棉頭：4MZ-5A采棉機共有5組采棉頭，每組采棉頭由分禾器、摘錠筒總成、脫棉盤總成、淋潤系統(tǒng)、潤滑系統(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系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)，主要是清洗和潤滑摘錠，保證摘錠在下一次采棉作業(yè)時能正常工作。整個采棉頭由其支撐總成掛接在采棉機懸掛架上，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，能減少棉花的漏采率。

圖3 采棉頭

液壓系統(tǒng)：液壓系統(tǒng)由開式、閉式兩套獨立的液壓系統(tǒng)組成，兩套系統(tǒng)共用一個液壓油箱。閉式系統(tǒng)由手動變量泵、定量馬達、帶濾清器的液壓油箱組成，發(fā)動機通過機械方式把扭矩傳遞給變量泵，變量泵通過液壓傳動扭矩給定量馬達，定量馬達通過機械方式驅(qū)動機器行走和采摘頭工作；開式系統(tǒng)由開式負載敏感變量泵提供所需流量及維持系統(tǒng)壓力，經(jīng)過閥塊來實現(xiàn)采棉頭的升降、采棉機的轉(zhuǎn)向、棉箱升降及翻轉(zhuǎn)、棉花壓實和卸棉功能的正常運行。

傳動系統(tǒng)：采棉機的動力是由大馬力柴油發(fā)動機提供，目前國內(nèi)主要采用的是湖北東風康明斯發(fā)動機。發(fā)動機通過萬向節(jié)聯(lián)軸器傳遞扭矩給液壓閉式系統(tǒng)；通過彈性聯(lián)軸器傳遞扭矩給液壓開式系統(tǒng)；通過皮帶和皮帶輪帶動風機、空調(diào)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、水路系統(tǒng)工作。

氣力輸棉系統(tǒng)：發(fā)動機經(jīng)過皮帶傳動動力給風機，將機械能轉(zhuǎn)化成風能，風機產(chǎn)生的風能通過風箱和風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、采棉機工況監(jiān)視及報警系統(tǒng)。采棉機工況監(jiān)視系統(tǒng)主要包括顯示盤、轉(zhuǎn)速表（地面速度、水壓、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、風扇轉(zhuǎn)速、發(fā)動機小時、風扇小時、顯示選擇）、正常指示器、監(jiān)現(xiàn)顯示盤、關(guān)機指示燈、警告指示燈、燃油油位、發(fā)面機冷卻液溫度、電瓶充電（電壓表）、指示器顯示盤[2]；報警系統(tǒng)包括采摘頭異常報警、棉道堵塞報警、液壓油溫度過高報警、風扇轉(zhuǎn)速異常報警、發(fā)動機空氣濾芯（過臟或損壞）報警、機油壓力異常報警、冷卻液溫度過高報警。通過電器開關(guān)和手柄的控制，實現(xiàn)采棉機的正常工作；部分系統(tǒng)遇到故障時能及時停止該系統(tǒng)以保護整機不受損壞。

2 主要技術(shù)參數(shù)

3 主要性能指標

4 使用條件

滿足以下工作條件時，采棉機才能正常工作：（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進行，且氣溫一般穩(wěn)定在18～20℃期間的前期進行較為適宜；（2）本機適應(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)無塑料袋、地膜、塑料條等雜物；（7）待采棉田應(yīng)無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)無較高的雜草，雜草高度應(yīng)在15 cm以下；（9）待采棉花無倒伏現(xiàn)象；（10）機采前應(yīng)對田邊地角機械難以采收但又必須通過的地段進行人工采收，預(yù)留出機械運行行道；（11）待采棉田地面應(yīng)平坦無溝渠，便于采棉機通過。

5 產(chǎn)品優(yōu)勢

表1 國產(chǎn)采棉機與國外采棉機性能對比

從表1可以看出，4MZ-5A采棉機與國外采棉機性能指標相當，但價格便宜。另外，4MZ-5A的大部分零配件都已經(jīng)國產(chǎn)化，有固定的供應(yīng)商，售后服務(wù)完善，配件能及時供應(yīng)；而迪爾等采棉機雖然在部分地區(qū)設(shè)有售后服務(wù)點，但配件供貨周期長，一般空運需30 d左右，有時會耽誤工期。因此，國產(chǎn)采棉機比國外采棉機具有一定優(yōu)勢。

6 應(yīng)用評價

五行4MZ—5A國產(chǎn)采棉機平均采收費用為200元/667 m2，每天采收6.67 hm2，1個采季約45 d，收益為60萬元，2個采季可以收回成本；而迪爾采棉機3個采季才能收回成本。因此，國產(chǎn)采棉機有廣闊的市場前景。

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

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

2015—04—23