4MZ-5A型自走式采棉机的性能与应用

4MZ-5A型自走式采棉机的性能与应用
作者：高爱弟，郭健，高治国，王玲玲，孙芳霞，邵叶文
来源：《新疆农垦科技》 2015年第6期
高爱弟1 ，郭
健2，高治国1，王玲玲1，孙芳霞1，邵叶文1
（1.石河子贵航农机装备有限责任公司，新疆
石河子
832000；2.新疆石河子职业技术学院）
收稿日期：２０15—04—23
摘要：本文介绍了国产4MZ - 5A自走式采棉机的主要结构、工作原理、技术参数和性能指标及使用条件，并与国外采棉机在性能和应用方面进行了比较。

关键词：国产；4MZ-5A；自走式采棉机
4MZ - 5A自走式采棉机是一种采用前置悬挂式采摘工作台、翻转自动输卸式棉箱、液压与机械混合式传动的大型（五行）水平摘锭自走式采棉机械。

产品经新疆生产建设兵团进行的全面测试和实际应用，其综合指标达到国内领先水平，可完全替代进口同类产品。

1
主要结构及工作原理
水平摘锭自走式采棉机可根据棉花吐絮情况分一次或多次采收棉花。

本机的主要结构由采棉头、自走底盘、液压系统、驾驶室（含电器操纵系统）、棉箱、电子监控系统、电器系统、淋润系统、自动润滑系统、机具外围防尘系统等组成（图1）[1]。

采棉机在采摘棉花时，由采棉头上的分禾器作为引导，将棉株扶起并导入采摘室，摘锭座
管旋转带动摘锭做圆周转动，摘锭上的钩齿将进入采摘室的棉珠上的棉花挂住并缠绕在摘锭上，随着摘锭座管的旋转，缠有棉花的摘锭进入脱棉区，高速旋转的脱棉盘与采棉摘锭呈相反的方
向运转，当脱棉盘遇到摘锭上的籽棉时，把籽棉反方向旋转脱下。

脱下的籽棉借助风力输送系
统的强大风力气流的力量将籽棉从集棉室吹送进入风筒再高速进入棉箱内。

摘锭经过湿润水刷
的清洗后又进入下一个缠绕棉花的循环（图2），进入棉箱的棉花在压实装置的作用下被挤压，体积变小，当采收的棉花容积达到棉箱设计容积时，采棉机利用液压操纵系统和控制系统倾倒
棉花，完成整个棉花的采收过程[2]。

采棉头：4MZ - 5A采棉机共有5组采棉头，每组采棉头由分禾器、摘锭筒总成、脱棉盘
总成、淋润系统、润滑系统、采棉头外壳及支撑总成组成（图3）。

从分禾器方向看，采棉头
有两组摘锭总成和脱棉盘总成，分别为主采和副采。

主、副采的外壳组成的空间形成采摘室和
集棉室，在主、副采摘锭总成上都有淋润系统和润滑系统，主要是清洗和润滑摘锭，保证摘锭
在下一次采棉作业时能正常工作。

整个采棉头由其支撑总成挂接在采棉机悬挂架上，保证能按
照农艺要求的距离采收棉花。

根据棉株的实际情况，采棉头与地面的距离、高度、角度都可调，适应性较强，能减少棉花的漏采率。

液压系统：液压系统由开式、闭式两套独立的液压系统组成，两套系统共用一个液压油箱。

闭式系统由手动变量泵、定量马达、带滤清器的液压油箱组成，发动机通过机械方式把扭矩传
递给变量泵，变量泵通过液压传动扭矩给定量马达，定量马达通过机械方式驱动机器行走和采
摘头工作；开式系统由开式负载敏感变量泵提供所需流量及维持系统压力，经过阀块来实现采
棉头的升降、采棉机的转向、棉箱升降及翻转、棉花压实和卸棉功能的正常运行。

传动系统：采棉机的动力是由大马力柴油发动机提供，目前国内主要采用的是湖北东风康
明斯发动机。

发动机通过万向节联轴器传递扭矩给液压闭式系统；通过弹性联轴器传递扭矩给
液压开式系统；通过皮带和皮带轮带动风机、空调系统、润滑系统、电力系统、水路系统工作。

气力输棉系统：发动机经过皮带传动动力给风机，将机械能转化成风能，风机产生的风能
通过风箱和风道将采棉头集棉箱的棉花吹送到棉箱。

电器系统：电器系统包括电瓶及线路、采棉机工况监视及报警系统。

采棉机工况监视系统
主要包括显示盘、转速表（地面速度、水压、发动机转速、风扇转速、发动机小时、风扇小时、显示选择）、正常指示器、监现显示盘、关机指示灯、警告指示灯、燃油油位、发面机
冷却液温度、电瓶充电（电压表）、指示器显示盘[2]；报警系统包括采摘头异常报警、棉道堵塞报警、液压油温度过高报警、风扇转速异常报警、发动机空气滤芯（过脏或损坏）报警、机
油压力异常报警、冷却液温度过高报警。

通过电器开关和手柄的控制，实现采棉机的正常工作；部分系统遇到故障时能及时停止该系统以保护整机不受损坏。

2
主要技术参数
外形（mm）工作时：8 105 × 3 651 × 4 820
运输时：8 105 × 3 651 × 3 800
重量（kg）15 200
轮距（mm）前2280；后2250
摘锭型式水平
采棉头个数（个） 5
采摘行数（行） 5
棉箱容积（m3）32.8
最小转变半径（mm）左7 000；右6 800
发动机功率（kw）194
行走速度（km/h）工作时：5.93 ~ 7.63
运输时：0 ~ 20
工作幅宽（mm） 3 640
作业效率（hm2/h）0.67 ~ 1.00
棉花输送方式气力
3
主要性能指标
吐棉采净率（%）≥ 93
籽棉含杂率（%）≤ 8
损失率（%）≤ 2.5
机器可靠性（%）≥ 92
油耗（kg/667 m2）2.0
综合油耗（kg/667 m2） 2.2 ~ 2.5
4
使用条件
满足以下工作条件时，采棉机才能正常工作：（1）为提高采净率和减少棉花的含杂率，脱叶催熟剂必须在采收前18 ~ 25 d进行，且气温一般稳定在18 ~ 20 ℃期间的前期进行较为适宜；（2）本机适应新疆宽窄行棉花的采收，行距76.2 cm，即66 cm + 10 cm或68 cm + 8 cm 种植模式；（3）待采棉花的最低棉铃离地高度应大于15 cm，株高一般控制在66 ~ 80 cm；（4）经喷洒落叶剂的棉花，落叶率应在94%以上，吐絮率应在95%以上；（5）棉花的含水率一般在15%左右；（6）待采的棉花棉株上应无塑料袋、地膜、塑料条等杂物；（7）待采棉田应无落地棉或落地棉较少；（8）彻底清除田间残膜；（8）待采棉田一般应无较高的杂草，杂草高度应在15 cm以下；（9）待采棉花无倒伏现象；（10）机采前应对田边地角机械难以采收但又必须通过的地段进行人工采收，预留出机械运行行道；（11）待采棉田地面应平坦无沟渠，便于采棉机通过。

5
产品优势
从表1可以看出，4MZ - 5A采棉机与国外采棉机性能指标相当，但价格便宜。

另外，4MZ - 5A的大部分零配件都已经国产化，有固定的供应商，售后服务完善，配件能及时供应；而迪尔等采棉机虽然在部分地区设有售后服务点，但配件供货周期长，一般空运需30 d左右，有时会耽误工期。

因此，国产采棉机比国外采棉机具有一定优势。

6
应用评价
五行4MZ—5A国产采棉机平均采收费用为200元/667 m2，每天采收6.67 hm2，1个采季约45 d，收益为60万元，2个采季可以收回成本；而迪尔采棉机3个采季才能收回成本。

因此，国产采棉机有广阔的市场前景。

参考文献
[1]梅健.机采棉加工技术讲座-棉花收获机械（第一讲）[J].中国棉花加工，2002（2）：45-46.
[2]林明赞.新型采棉机的结构及工作过程研究[J].科学技术，2012（4）：163-164.。