ST-11型棉花割臺的研制

劉玉龍，吐爾遜·烏斯曼，李 林，艾合買提江·司馬義，李奇福

（新疆中收農牧機械有限公司，新疆 烏魯木齊 830013）

0 引言

我國是世界上重要的棉花產區，新疆是我國最大的棉花種植區，根據國家統計局數據，2021年新疆棉花播種面積為250.6萬hm2，占全國播種面積的82.76%，棉花產量為512.9萬t，占全國棉花產量的89.5%[1]。

受天氣、農藝和機采作業等多種因素影響，機采后部分棉花會掉落在田間地表和掛留在棉花莖稈上，殘留的棉花無人撿拾采收，只能遺留在田間，造成了浪費。針對這一問題，新疆中收農牧機械有限公司設計生產了ST-11型棉花割臺，該割臺可與9LRZ-2.7型自走式青黃貯秸稈收獲機配套使用，能撿拾棉田遺留的棉花，采凈率達到87%。

1 割臺結構

ST-11型棉花割臺主要由割臺大焊合體、防塵蓋、割臺前弧板、棉花撿拾梳刷輪、物料輸送攪龍、主傳動軸、換向箱、調節擋板、加強板和棉花梳刷彈齒組成，其結構如圖1、圖2。

圖1 ST-11型棉花割臺主視圖

圖2 ST-11型棉花割臺側視圖

2 棉花梳刷彈齒排列設計分析

新疆絕大部分棉田采用機械化收獲作業，種植模式為66+10cm，棉花行距理論最小值為10cm，由于棉花播種機械行距調整會造成誤差，實際棉花種植行距會有一定的偏差，范圍在0～20mm之間。因此在設計梳刷彈齒排列位置時彈齒間隙要小于80mm，在考慮機械結構的前提下實際排列間隙為60mm，兩排梳刷彈齒形成一組，一組梳刷彈齒進行交錯排布，交錯形成的最小間隙為30mm，間隙的減小能進一步提高撿拾率，如圖3。

圖3 梳刷彈齒間距

3 主要技術參數

4 工作原理

ST-11型割臺作為9LRZ-2.7型自走式青黃貯秸稈收獲機的一種新型割臺，由9LRZ-2.7型自走式青黃貯秸稈收獲機過橋提供動力。動力通過棉花割臺主傳動軸一分為二，一部分經過棉花割臺換向箱給棉花撿拾梳刷輪提供動力，一部分直接給物料輸送攪龍提供動力。

掛留在棉花莖稈上以及掉落在地面的棉花經過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離心力拋送到后方的物料輸送攪龍上，再通過物料輸送攪龍將棉花和棉稈等雜質從兩側向中間輸送，喂入9LRZ-2.7型自走式青黃貯秸稈收獲機過橋。通過調節棉花割臺調節擋板高度防止物料輸送攪龍將棉花和棉稈等雜質返帶拋向棉花梳刷輪。

5 主要特點

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

（2）該割臺結構簡單，維修方便，擴大了9LRZ-2.7型自走式青黃貯秸稈收獲機適用范圍，適合中小型農場及農戶使用。

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

（4）該棉花割臺能通過調節棉花割臺調節擋板的位置來阻止物料輸送攪龍將棉花和棉稈等雜質返帶拋向棉花梳刷輪，造成棉花落入田間形成浪費進而影響采凈率。

6 試驗情況及存在的問題

6.1 試驗情況

該機于2021年10月上旬在昌吉呼圖壁地區采棉機采收過的棉田里進行了試驗示范，試驗棉田為鹽堿地，土壤板結較硬，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掛接割臺，功率為108kW，發動機額定轉速2200r/min，田間試驗如圖4。

圖4 ST-11型割臺田間試驗

此次田間試驗主要是對該割臺進行結構原理性試驗，在驗證結構原理適宜的情況下進一步尋找影響最佳采凈率的行走速度參數。

割臺采凈率具體試驗方式如下：在采棉機作業過的試驗田間避開棉田的兩端及滴灌主出水樁的位置，隨機選取3處長勢均勻的位置，手工撿拾寬度為4 272 mm，長度為1000mm的區域內棉花，稱重取平均值m1。

在該割臺作業后的試驗田間手工撿拾等幅寬長度1 000 mm區域內的棉花，重復3次，取平均值m2，計算割臺采凈率W1。

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

將發動機轉速維持在2 200 r/min，采用不同的行走速度進行試驗，分別為0.6m/s、1m/s、1.5m/s。通過試驗可以直觀地發現在發動機轉速不變的情況下行走速度越快采凈效果越差。當發動機轉速為2 200 r/min，整機行走速度為0.6 m/s時采收效果最好，通過試驗計算得出采凈率為87%。

6.2 存在的問題

（1）該棉花割臺幅寬較大，轉彎、調頭、轉場較困難。

（2）要保持較好的采收效果需要駕駛員及時調整整機的行走速度以及割臺離地高度。

（3）收獲的雜質較多，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）棉花割臺防塵蓋因網孔過大，撿拾梳刷棉花時塵土飛揚，影響駕駛員視野。

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

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

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

（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。

（9）割臺分禾效果不佳，割臺兩側有漏收現象，造成棉花浪費。