4MZ-5A型自走式采棉機的性能與應用

高愛弟，郭 健，高治國，王玲玲，孫芳霞，邵葉文

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

4MZ-5A型自走式采棉機的性能與應用

高愛弟1，郭 健2，高治國1，王玲玲1，孫芳霞1，邵葉文1

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

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

國產；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。產品經新疆生產建設兵團進行的全面測試和實際應用，其綜合指標達到國內領先水平，可完全替代進口同類產品。

1 主要結構及工作原理

水平摘錠自走式采棉機可根據棉花吐絮情況分一次或多次采收棉花。本機的主要結構由采棉頭、自走底盤、液壓系統、駕駛室（含電器操縱系統）、棉箱、電子監控系統、電器系統、淋潤系統、自動潤滑系統、機具外圍防塵系統等組成（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，將棉株扶起并導入采摘室，摘錠座管旋轉帶動摘錠做圓周轉動，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，纏有棉花的摘錠進入脫棉區，高速旋轉的脫棉盤與采棉摘錠呈相反的方向運轉，當脫棉盤遇到摘錠上的籽棉時，把籽棉反方向旋轉脫下。脫下的籽棉借助風力輸送系統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。摘錠經過濕潤水刷的清洗后又進入下一個纏繞棉花的循環（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計容積時，采棉機利用液壓操縱系統和控制系統傾倒棉花，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、潤滑系統、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和潤滑系統，主要是清洗和潤滑摘錠，保證摘錠在下一次采棉作業時能正常工作。整個采棉頭由其支撐總成掛接在采棉機懸掛架上，保證能按照農藝要求的距離采收棉花。根據棉株的實際情況，采棉頭與地面的距離、高度、角度都可調，適應性較強，能減少棉花的漏采率。

圖3 采棉頭

液壓系統：液壓系統由開式、閉式兩套獨立的液壓系統組成，兩套系統共用一個液壓油箱。閉式系統由手動變量泵、定量馬達、帶濾清器的液壓油箱組成，發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動機器行走和采摘頭工作；開式系統由開式負載敏感變量泵提供所需流量及維持系統壓力，經過閥塊來實現采棉頭的升降、采棉機的轉向、棉箱升降及翻轉、棉花壓實和卸棉功能的正常運行。

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

氣力輸棉系統：發動機經過皮帶傳動動力給風機，將機械能轉化成風能，風機產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：電器系統包括電瓶及線路、采棉機工況監視及報警系統。采棉機工況監視系統主要包括顯示盤、轉速表（地面速度、水壓、發動機轉速、風扇轉速、發動機小時、風扇小時、顯示選擇）、正常指示器、監現顯示盤、關機指示燈、警告指示燈、燃油油位、發面機冷卻液溫度、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、風扇轉速異常報警、發動機空氣濾芯（過臟或損壞）報警、機油壓力異常報警、冷卻液溫度過高報警。通過電器開關和手柄的控制，實現采棉機的正常工作；部分系統遇到故障時能及時停止該系統以保護整機不受損壞。

2 主要技術參數

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，且氣溫一般穩定在18～20℃期間的前期進行較為適宜；（2）本機適應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大于15 cm，株高一般控制在66～80 cm；（4）經噴灑落葉劑的棉花，落葉率應在94%以上，吐絮率應在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無塑料袋、地膜、塑料條等雜物；（7）待采棉田應無落地棉或落地棉較少；（8）徹底清除田間殘膜；（8）待采棉田一般應無較高的雜草，雜草高度應在15 cm以下；（9）待采棉花無倒伏現象；（10）機采前應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，預留出機械運行行道；（11）待采棉田地面應平坦無溝渠，便于采棉機通過。

5 產品優勢

表1 國產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國產化，有固定的供應商，售后服務完善，配件能及時供應；而迪爾等采棉機雖然在部分地區設有售后服務點，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，國產采棉機比國外采棉機具有一定優勢。

6 應用評價

五行4MZ—5A國產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，國產采棉機有廣闊的市場前景。

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

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

2015—04—23