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4MZ-3A型自走式采棉機(jī)技術(shù)特點(diǎn)及使用調(diào)整

2021-03-08 09:30楠,郭勇,任強(qiáng)
農(nóng)業(yè)工程 2021年12期
關(guān)鍵詞:柵格A型棉花

王 楠,郭 勇,任 強(qiáng)

(1.現(xiàn)代農(nóng)裝科技股份有限公司,北京 100083; 2.中機(jī)美諾科技股份有限公司,北京 100083;3.中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司,北京 100083)

0 引言

隨著我國紡織業(yè)的快速發(fā)展及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整,棉花作為主要的經(jīng)濟(jì)作物和紡織纖維原料,需求量逐年增加。我國是世界上最大的棉花消費(fèi)國,2020年棉花種植面積250萬hm2,位居世界第2位。我國的棉花種植區(qū)域主要分布于新疆、山東、河北、湖北、安徽、湖南和河南等地,這些省(自治區(qū))的棉花種植面積均在10萬hm2以上,年產(chǎn)量在10萬t以上。

棉花產(chǎn)量的高低對國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有重要的影響,但是棉花種植過程中,收獲環(huán)節(jié)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)難度高,在棉花收獲集中時(shí)期,經(jīng)常出現(xiàn)勞動(dòng)力不足等問題,迫切需要機(jī)械化采棉來解決棉花收獲問題。機(jī)械化采棉的發(fā)展對解放勞動(dòng)力、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本和提高棉農(nóng)收入等有重要作用。雖然國產(chǎn)采棉機(jī)生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品種類較多,但是收獲性能好、可靠性高的采棉機(jī)較少,與國外產(chǎn)品還存在一定的差距,尤其是關(guān)鍵部件仍然依賴進(jìn)口,加快推進(jìn)機(jī)械化采棉技術(shù)是今后發(fā)展的必然趨勢[1-5]。

本文在分析國內(nèi)外采棉機(jī)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對國內(nèi)主流產(chǎn)品4MZ-3A型自走式采棉機(jī)技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用情況進(jìn)行介紹,以期對采棉機(jī)研發(fā)、生產(chǎn)單位及用戶提供參考[6-8]。

1 國內(nèi)外研究概況

美國、澳大利亞、日本和法國對采棉機(jī)的研究較早。以美國為代表,1850年開始研發(fā)采棉機(jī),1889年世界首臺(tái)摘錠式采棉機(jī)成功問世,20世紀(jì)40年代實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),1975年,美國棉花生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。

我國對機(jī)械采棉技術(shù)的研究起步較晚,從20世紀(jì)50年代開始,經(jīng)過不斷發(fā)展目前已擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)采棉機(jī)產(chǎn)品。早期從事采棉機(jī)研究的單位主要有中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所、南京工學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院、新疆農(nóng)墾科學(xué)院、新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院、新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)和新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)等。近年來,現(xiàn)代農(nóng)裝科技股份有限公司、新疆缽施然智能農(nóng)機(jī)股份有限公司、鐵建重工新疆有限公司、山東天鵝棉業(yè)機(jī)械股份有限公司和常州東風(fēng)農(nóng)機(jī)集團(tuán)有限公司都在進(jìn)行采棉機(jī)的研發(fā)生產(chǎn)。目前國內(nèi)常見采棉機(jī)分為氣力式、摘錠式、梳刷式和振動(dòng)式4類,摘錠式采棉機(jī)按其摘錠相對地面的位置一般可分為水平摘錠式和垂直摘錠式。水平摘錠式采棉機(jī)相對于其他機(jī)型,其采凈率高、含雜率較低、工作幅寬大、適應(yīng)性強(qiáng),采摘的棉花品質(zhì)較高,目前應(yīng)用較為廣泛[9-16]。

2 主要結(jié)構(gòu)和工作原理

4MZ-3A型自走式采棉機(jī)由現(xiàn)代農(nóng)裝科技股份有限公司研發(fā)生產(chǎn),該機(jī)主要由靜液壓無級變速行走底盤、電液操控的水平摘錠式高效采棉頭、雙風(fēng)道輸棉系統(tǒng)、伸縮式大容量集棉箱、清洗系統(tǒng)、集中潤滑系統(tǒng)及多點(diǎn)監(jiān)測智能預(yù)警系統(tǒng)組成,采棉性能好,作業(yè)效率高,安全性好,技術(shù)先進(jìn)。4MZ-3A型自走式采棉機(jī)如圖1所示。

圖1 4MZ-3A型自走式采棉機(jī)Fig.1 4MZ-3A self-propelled cotton picker

4MZ-3A型自走式采棉機(jī)作業(yè)時(shí),分禾器將棉株導(dǎo)入柵格與壓力調(diào)節(jié)板構(gòu)成的采摘室,隨著采棉機(jī)向前行走,棉株被擠壓至一定寬度范圍內(nèi),轉(zhuǎn)動(dòng)的摘錠以一定規(guī)律伸出柵格板,呈水平狀垂直插入被擠壓的棉株內(nèi),與吐絮棉鈴接觸后,摘錠上的鉤齒掛住籽棉,把吐絮棉瓣從裂開的棉鈴中取出,并纏繞在摘錠上,同時(shí),摘錠在滾筒的旋轉(zhuǎn)作用下從采摘室經(jīng)過柵格板退出到脫棉區(qū),高速旋轉(zhuǎn)的脫棉盤將摘錠上的籽棉反向脫下。脫下的籽棉在氣流的作用下從集棉室經(jīng)過輸棉管道被運(yùn)送到棉箱,完成棉花采摘過程。

3 主要技術(shù)特點(diǎn)和參數(shù)

3.1主要技術(shù)特點(diǎn)

(1)配置新款進(jìn)口液壓泵驅(qū)動(dòng)采棉頭,匹配PRO12標(biāo)準(zhǔn)采頭(18層脫棉盤,采用前12排、后12排摘錠座管),采頭轉(zhuǎn)速調(diào)整分普通和高效兩種模式,采頭轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方便,可根據(jù)作業(yè)速度、棉田產(chǎn)量自動(dòng)(自主)調(diào)整采棉頭轉(zhuǎn)速。采凈率≥94%,含雜率≤10%,作業(yè)效率可達(dá)0.5~0.6 hm2/h。

(2)配置191.1 kW(260 hp)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī),動(dòng)力強(qiáng)勁,獨(dú)創(chuàng)發(fā)動(dòng)機(jī)橫置結(jié)構(gòu);采頭設(shè)計(jì)為雙風(fēng)道結(jié)構(gòu),不易堵塞,采摘效率高;旋轉(zhuǎn)氣吸式除塵系統(tǒng),避免水箱堵塞;大功率直吹風(fēng)機(jī),風(fēng)力大幅提升,提高輸棉效率;超大水箱,散熱效率高,徹底解決發(fā)動(dòng)機(jī)高溫現(xiàn)象;獨(dú)有的水路防凍系統(tǒng)設(shè)計(jì),解決低溫停車或轉(zhuǎn)場時(shí)水路系統(tǒng)結(jié)冰現(xiàn)象。

(3)33 m3大容量雙層棉箱,裝載質(zhì)量2.2 t;30 s小傾角極速卸棉;500 L大容量燃油箱,減少作業(yè)時(shí)加油次數(shù),縮短輔助時(shí)間。棉箱和卸棉設(shè)計(jì)有視頻監(jiān)控。水路壓力、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、行走及采頭轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測;吸入門、離合器、卸棉、中位、空擋、空濾和駐車等15個(gè)點(diǎn)的工作狀態(tài)全程故障預(yù)警;擋位鎖定;獨(dú)創(chuàng)一鍵卸棉,安全性高。強(qiáng)化型雙點(diǎn)支撐立軸,可靠性高;專用沙漠越野輪胎,防陷、接地壓力小,通過性好。

3.2主要技術(shù)參數(shù)

4MZ-3A型自走式采棉機(jī)是根據(jù)新疆棉花機(jī)械化采收農(nóng)藝特點(diǎn),經(jīng)過研發(fā)和技術(shù)升級推出的新型智能采棉機(jī),其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 4MZ-3A型自走式采棉機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

4 關(guān)鍵部件使用調(diào)整

4.1采棉頭調(diào)整

采棉頭是采棉機(jī)的關(guān)鍵部件,正確使用采棉頭對保證收獲質(zhì)量和機(jī)器壽命有重要作用。采棉頭可以左右移動(dòng),以方便清潔、檢查和保養(yǎng)。工作時(shí),確保其前后滾筒相對水平面前低后高,使前后滾筒的摘錠交叉接觸更多的棉花,并最大程度地使殘余物從采棉頭底部排出去。

4.2分禾器調(diào)整

調(diào)整分禾器前需正確調(diào)整好采棉頭的傾斜度和高度傳感系統(tǒng)。如果棉桃位置較低,枝條密集且凌亂,在此情況下棉花不易采摘,需要將分禾器的尖端部位調(diào)整到低于下支撐板的底平面,分禾器剛好擦過地面而不是插入土壤中。另外,需定期檢查分禾器尖端的金屬耐磨盤磨損情況。

4.3柵格調(diào)整

進(jìn)入棉行采棉時(shí),通過調(diào)節(jié)柵格位置,使摘錠不與柵格發(fā)生干涉,且在摘錠離開棉行時(shí)纏繞的棉花也不會(huì)被扯掉。所有柵格的調(diào)整應(yīng)保持一致。

4.4壓緊板間隙和彈簧張力調(diào)整

采摘前要檢查壓緊板的間隙。手動(dòng)壓下線控開關(guān)使采棉頭緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),如果摘錠尖部與壓緊板之間發(fā)生觸碰干涉,需向外調(diào)節(jié)壓緊板避免其與摘錠尖部接觸。彈簧彈力應(yīng)當(dāng)適用于大多數(shù)作業(yè)條件,可根據(jù)不同的作物和作業(yè)條件進(jìn)行調(diào)整。彈力過大會(huì)擠掉綠色棉桃并導(dǎo)致棉箱中雜質(zhì)過多;彈力太小又會(huì)在棉株上留下未采凈的成熟棉花。

4.5脫棉盤柱調(diào)整

當(dāng)摘錠剛進(jìn)入脫棉盤時(shí)“稍微觸及”脫棉盤;當(dāng)摘錠完全處于脫棉盤的下方時(shí),脫棉盤應(yīng)與摘錠頂部平行;當(dāng)摘錠離開時(shí),不接觸脫棉盤。脫棉盤柱的高度需要根據(jù)實(shí)際作業(yè)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。每次棉箱卸棉后,檢查摘錠的纏繞情況,確保摘錠和脫棉盤之間有輕微阻力。正常作業(yè)條件下,每天至少檢查兩次脫棉盤高度變化情況,并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié),確保各脫棉盤間距相等。

在極端作業(yè)條件下,脫棉盤的磨損可能會(huì)不均勻。如當(dāng)植株較高而茂密時(shí),大多數(shù)棉花都由上面的幾個(gè)脫棉盤脫棉;當(dāng)植株都比較矮小時(shí),大多數(shù)的棉花由下面幾個(gè)脫棉盤脫棉。因作物條件異常導(dǎo)致摘錠頻繁發(fā)生纏繞時(shí),需要增加脫棉盤高度的調(diào)整次數(shù)。如果由于磨損造成脫棉盤間距不相等,需要拆下脫棉盤柱進(jìn)行研磨。在正常作物條件下,脫棉盤的磨損均勻一致,只需檢查脫棉盤的調(diào)節(jié)情況即可。此時(shí),只需將摘錠座管上的一排摘錠與底面狹槽排成一條直線,轉(zhuǎn)動(dòng)脫棉盤的同時(shí)檢查摘錠上有無阻力。

4.6采棉頭堵塞調(diào)整

如果清除了堵塞物之后,離合器仍然打滑,需重新檢查堵塞情況或檢查摘錠座管及脫棉盤是否有變形。如果摘錠座管被棉花堵塞,重新開始采摘之前,使用風(fēng)機(jī)清理采棉頭和風(fēng)道,直到所有的棉花都從摘錠上脫落。

4.7摘錠調(diào)整

摘錠安裝時(shí),其一對圓錐齒輪須有一定的嚙合間隙。為防止圓錐齒輪過緊嚙合,摘錠需有一定的軸向竄動(dòng)量。根據(jù)需要,摘錠安裝調(diào)整時(shí)可在摘錠螺母后端面放置一個(gè)墊片,確保圓錐齒輪的正確嚙合。嚴(yán)禁使用兩片及兩片以上的墊片進(jìn)行調(diào)整。

5 結(jié)束語

我國是棉花生產(chǎn)和消費(fèi)大國,多年來,國內(nèi)棉花產(chǎn)量一直不能滿足需求,今后很長一段時(shí)期內(nèi),棉花生產(chǎn)仍是國家重視的產(chǎn)業(yè)之一。研制適合我國國情的高性能采棉機(jī)對農(nóng)業(yè)、紡織業(yè)的發(fā)展有重要意義,通過介紹國產(chǎn)4MZ-3A型自走式采棉機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)及使用調(diào)整,讓更多用戶了解國產(chǎn)采棉機(jī)的特點(diǎn)和使用方法,也為采棉機(jī)研發(fā)、生產(chǎn)單位提供參考,以加快國產(chǎn)采棉機(jī)的發(fā)展。

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