ST-11型棉花割台的研制

刘玉龙，吐尔逊·乌斯曼，李 林，艾合买提江·司马义，李奇福

（新疆中收农牧机械有限公司，新疆 乌鲁木齐 830013）

0 引言

我国是世界上重要的棉花产区，新疆是我国最大的棉花种植区，根据国家统计局数据，2021年新疆棉花播种面积为250.6万hm2，占全国播种面积的82.76%，棉花产量为512.9万t，占全国棉花产量的89.5%[1]。

受天气、农艺和机采作业等多种因素影响，机采后部分棉花会掉落在田间地表和挂留在棉花茎秆上，残留的棉花无人捡拾采收，只能遗留在田间，造成了浪费。针对这一问题，新疆中收农牧机械有限公司设计生产了ST-11型棉花割台，该割台可与9LRZ-2.7型自走式青黄贮秸秆收获机配套使用，能捡拾棉田遗留的棉花，采净率达到87%。

1 割台结构

ST-11型棉花割台主要由割台大焊合体、防尘盖、割台前弧板、棉花捡拾梳刷轮、物料输送搅龙、主传动轴、换向箱、调节挡板、加强板和棉花梳刷弹齿组成，其结构如图1、图2。

图1 ST-11型棉花割台主视图

图2 ST-11型棉花割台侧视图

2 棉花梳刷弹齿排列设计分析

新疆绝大部分棉田采用机械化收获作业，种植模式为66+10cm，棉花行距理论最小值为10cm，由于棉花播种机械行距调整会造成误差，实际棉花种植行距会有一定的偏差，范围在0～20mm之间。因此在设计梳刷弹齿排列位置时弹齿间隙要小于80mm，在考虑机械结构的前提下实际排列间隙为60mm，两排梳刷弹齿形成一组，一组梳刷弹齿进行交错排布，交错形成的最小间隙为30mm，间隙的减小能进一步提高捡拾率，如图3。

图3 梳刷弹齿间距

3 主要技术参数

4 工作原理

ST-11型割台作为9LRZ-2.7型自走式青黄贮秸秆收获机的一种新型割台，由9LRZ-2.7型自走式青黄贮秸秆收获机过桥提供动力。动力通过棉花割台主传动轴一分为二，一部分经过棉花割台换向箱给棉花捡拾梳刷轮提供动力，一部分直接给物料输送搅龙提供动力。

挂留在棉花茎秆上以及掉落在地面的棉花经过棉花捡拾梳刷轮上的捡拾梳刷弹齿的捡拾梳刷作用，被棉花捡拾梳刷轮通过离心力抛送到后方的物料输送搅龙上，再通过物料输送搅龙将棉花和棉秆等杂质从两侧向中间输送，喂入9LRZ-2.7型自走式青黄贮秸秆收获机过桥。通过调节棉花割台调节挡板高度防止物料输送搅龙将棉花和棉秆等杂质返带抛向棉花梳刷轮。

5 主要特点

（1）该棉花割台采用不对行方式收获挂留在棉花茎秆上以及掉落在地面的棉花，对驾驶员技术要求较低。

（2）该割台结构简单，维修方便，扩大了9LRZ-2.7型自走式青黄贮秸秆收获机适用范围，适合中小型农场及农户使用。

（3）棉花梳刷轮上的弹齿根据棉花的种植模式采用交错式布局，减少棉秆上挂留的棉花及地面的棉花残留。

（4）该棉花割台能通过调节棉花割台调节挡板的位置来阻止物料输送搅龙将棉花和棉秆等杂质返带抛向棉花梳刷轮，造成棉花落入田间形成浪费进而影响采净率。

6 试验情况及存在的问题

6.1 试验情况

该机于2021年10月上旬在昌吉呼图壁地区采棉机采收过的棉田里进行了试验示范，试验棉田为盐碱地，土壤板结较硬，棉田里滴灌带未回收。棉秆株高500～1200mm，棉秆株距80～100mm，棉秆行距660+100mm，土壤湿度20%～30%。由9LRZ-2.7型自走式青黄贮秸秆收获机挂接割台，功率为108kW，发动机额定转速2200r/min，田间试验如图4。

图4 ST-11型割台田间试验

此次田间试验主要是对该割台进行结构原理性试验，在验证结构原理适宜的情况下进一步寻找影响最佳采净率的行走速度参数。

割台采净率具体试验方式如下：在采棉机作业过的试验田间避开棉田的两端及滴灌主出水桩的位置，随机选取3处长势均匀的位置，手工捡拾宽度为4 272 mm，长度为1000mm的区域内棉花，称重取平均值m1。

在该割台作业后的试验田间手工捡拾等幅宽长度1 000 mm区域内的棉花，重复3次，取平均值m2，计算割台采净率W1。

式中m1—割台未工作田间残留棉花重量，kg；m2—割台工作后田间残留棉花重量，kg。

将发动机转速维持在2 200 r/min，采用不同的行走速度进行试验，分别为0.6m/s、1m/s、1.5m/s。通过试验可以直观地发现在发动机转速不变的情况下行走速度越快采净效果越差。当发动机转速为2 200 r/min，整机行走速度为0.6 m/s时采收效果最好，通过试验计算得出采净率为87%。

6.2 存在的问题

（1）该棉花割台幅宽较大，转弯、调头、转场较困难。

（2）要保持较好的采收效果需要驾驶员及时调整整机的行走速度以及割台离地高度。

（3）收获的杂质较多，大量的棉秆、棉叶、棉壳及地膜被棉花梳刷轮一起喂入物料输送搅龙，造成后期清花困难。

（4）棉花割台防尘盖因网孔过大，捡拾梳刷棉花时尘土飞扬，影响驾驶员视野。

（5）物料输送搅龙中间的拨板在搅龙转速高、物料喂入量大时容易将物料返带出去，造成浪费。

（6）安装棉花捡拾梳刷弹齿的支座为U型槽结构，拆装棉花捡拾梳刷弹齿比较困难，影响整机工作效率。

（7）棉花捡拾梳刷轮在梳刷棉花时容易缠绕滴灌带，在工作一段时间后需要清理，影响整机工作效率。

（8）两地膜之间的交接行处有沟槽，因此捡拾效果不佳，棉花堆积在沟槽处造成浪费。

（9）割台分禾效果不佳，割台两侧有漏收现象，造成棉花浪费。