Автоматизация сбора хлопка: история и развитие техники.
Cotton picker
Хлопкоуборочные машины: история создания, автоматизация сбора хлопка и повышение эффективности сельского хозяйства. От ручного труда к современным технологиям.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Хлопкоуборочные машины автоматизируют сбор урожая для максимальной эффективности.
Cotton pickers automate harvesting to maximize efficiency
Хлопкоуборочная машина – это либо машина, собирающая хлопок, либо человек, собирающий спелое хлопковое волокно с растений. Машина также называется хлопкоуборочным комбайном.
A cotton picker is either a machine that harvests cotton, or a person who picks ripe cotton fibre from the plants. The machine is also referred to as a cotton harvester.
История
Во многих обществах для сбора хлопка использовался человеческий труд, что увеличивало прибыль владельцев плантаций (см. Трансатлантическую работорговлю). Первый практичный хлопкоуборочный аппарат был изобретён Джоном Дэниелом Растом (1892–1954) в течение нескольких лет, начиная с конца 1920-х годов, при последующей помощи его брата Мака Раста. Другие изобретатели пытались создавать конструкции с зазубренным шпинделем для наматывания хлопковых волокон и последующего извлечения хлопка из коробочки, но эти ранние модели были непрактичны, поскольку шпиндель забивался хлопком. Раст установил, что гладкий, увлажнённый шпиндель можно использовать для отделения волокон от коробочки, не допуская их застревания в механизме. В 1933 году Джон Раст получил свой первый патент, а в конечном итоге он и его брат владели сорока семью патентами на хлопкоуборочную технику. Однако в период Великой депрессии было сложно получить финансирование для разработки их изобретений. В 1935 году братья Раст основали компанию Rust Cotton Picker Company в Мемфисе, штат Теннесси, и 31 августа 1936 года продемонстрировали хлопкоуборочный аппарат Раста на Дельта-экспериментальной станции в Стоунвилле, штат Миссисипи. Хотя первая модель Раста имела серьёзные недостатки, она всё же собирала хлопок, и демонстрация привлекла значительное внимание в национальной прессе. Тем не менее, компания Rust не располагала возможностями для производства хлопкоуборочных машин в значительных количествах. Благодаря успеху аппарата Раста, другие компании активизировали усилия по созданию практичных машин, не основанных на патентах Раста. Однако широкое внедрение было отложено из-за производственных потребностей, вызванных Второй мировой войной. Компания International Harvester Company выпустила коммерчески успешный хлопкоуборочный комбайн в 1944 году. После Второй мировой войны компания Allis Chalmers Manufacturing Company производила хлопкоуборочные машины, используя усовершенствованную конструкцию Раста. В последующие годы механические комбайны постепенно совершенствовались и всё чаще применялись фермерами.
In many societies, human labor was utilized to pick the cotton, increasing the plantation owner's profit margins (See Trans Atlantic Slave Trade). The first practical cotton picker was invented over a period of years beginning in the late 1920s by John Daniel Rust (1892–1954) with the later help of his brother Mack Rust. Other inventors had tried designs with a barbed spindle to twist cotton fibers onto the spindle and then pull the cotton from the boll, but these early designs were impractical because the spindle became clogged with cotton. Rust determined that a smooth, moist spindle could be used to strip the fibers from the boll without trapping them in the machinery. In 1933 John Rust received his first patent, and eventually, he and his brother owned forty seven patents on cotton picking machinery. However, during the Great Depression it was difficult to obtain financing to develop their inventions. In 1935 the Rust brothers founded the Rust Cotton Picker Company in Memphis, Tennessee, and on 31 August 1936 demonstrated the Rust picker at the Delta Experiment Station in Stoneville, Mississippi. Although the first Rust picker was not without serious deficiencies, it did pick cotton and the demonstration attracted considerable national press coverage. Nevertheless, the Rusts' company did not have the capability of manufacturing cotton pickers in significant quantities. With the success of the Rust picker, other companies redoubled their efforts to produce practical pickers not based on the Rust patents. Then, widespread adoption was delayed by the manufacturing demands of World War II. The International Harvester Company produced a commercially successful commercial cotton picker in 1944. After World War II, the Allis Chalmers Manufacturing Company manufactured cotton pickers using an improved Rust design. In the following years mechanical pickers were gradually improved and were increasingly adopted by farmers.
Улучшения хлопковых заводов
Чтобы сделать механические хлопкоуборочные машины более практичными, потребовались улучшения не только в конструкции машин, но и в самом растении хлопка и технологии его выращивания. Раньше хлопковые поля приходилось собирать вручную три-четыре раза за сезон, так как коробочки созревали неравномерно. Откладывать сбор до полного созревания всех коробочек было нецелесообразно, поскольку качество хлопка ухудшалось сразу после раскрытия коробочек. Однако, к моменту появления механических хлопкоуборочных машин, селекционеры вывели гибридные сорта хлопка с коробочками, расположенными выше от земли, и обеспечивающие равномерное созревание. Благодаря этим нововведениям, комбайн мог пройти по полю всего один раз. Кроме того, были разработаны гербициды для удаления листвы перед уборкой, что обеспечивало более чистый сбор урожая.
To make mechanical cotton pickers more practical, improvements in the cotton plant and in cotton culture were also necessary. In earlier times, cotton fields had to be picked by hand three and four times each harvest season because the bolls matured at different rates. It was not practical to delay picking until all the bolls were ready for picking because the quality of the cotton deteriorated as soon as bolls opened. But about the time mechanical pickers were introduced, plant breeders developed hybrid cotton varieties with bolls higher off the ground and that ripened uniformly. With those innovations, the harvester could make just one pass through the field. Also, herbicides were developed to defoliate the plants and drop their leaves before the picker came through, producing a cleaner harvest.
Обычный комбайн
Первые комбайны были способны собирать только один ряд хлопка за раз, но всё же могли заменить до сорока ручных рабочих. Современный хлопкоуборочный комбайн – это самоходная машина, которая удаляет хлопковое волокно и семена (семенной хлопок) с растения одновременно с шести рядов. Сегодня используются два типа комбайнов. Один из них – комбайн типа "стриппер", который в основном применяется в Техасе, и также встречается в Арканзасе. Он удаляет не только волокно с растения, но и значительное количество растительной массы (например, нераскрывшиеся коробочки). Впоследствии растительная масса отделяется от волокна в процессе, при котором более тяжёлые частицы опадают, прежде чем волокно попадает в корзину в задней части комбайна. Другой тип комбайна – "шпиндельный". Он использует ряды зазубренных шпинделей, вращающихся на высокой скорости, для снятия семенного хлопка с растения. Затем семенной хлопок удаляется со шпинделей вращающимся в противоположном направлении дофером и вдувается в корзину. Когда корзина заполняется, комбайн выгружает семенной хлопок в "формирователь модулей". Формирователь модулей создаёт компактный "блок" семенного хлопка весом примерно в 16 неотрубкованных балов, который можно хранить на поле или на площадке для первичной обработки хлопка до его отрубковки. Каждый отрубкованный баль весит примерно 100 кг. В 2007 году John Deere предложил эксклюзивную для отрасли функцию формирования круглых модулей непосредственно на комбайне. Около 2008 года Case IH Module Express 625 был разработан в сотрудничестве с предприятиями по первичной обработке хлопка и фермерами, чтобы предоставить хлопкоуборочному комбайну возможность формировать модули непосредственно во время уборки урожая.
The first harvesters were only capable of harvesting one row of cotton at a time, but were still able to replace up to forty hand laborers. The current cotton picker is a self propelled machine that removes cotton lint and seed (seed cotton) from the plant at up to six rows at a time. There are two types of pickers in use today. One is the "stripper" picker, primarily found in use in Texas. They are also found in Arkansas. It removes not only the lint from the plant, but a fair deal of the plant matter as well (such as unopened bolls). Later, the plant matter is separated from the lint through a process dropping heavier matter before the lint makes it to the basket at the rear of the picker. The other type of picker is the "spindle" picker. It uses rows of barbed spindles that rotate at high speed and remove the seed cotton from the plant. The seed cotton is then removed from the spindles by a counter rotating doffer and is then blown up into the basket. Once the basket is full the picker dumps the seed cotton into a "module builder". The module builder creates a compact "brick" of seed cotton, weighing approximately (16 un ginned bales), which can be stored in the field or in the "gin yard" until it is ginned. Each ginned bale weighs roughly
An industry exclusive on board round module builder was offered by John Deere in 2007. In c.2008 the Case IH Module Express 625 was designed in collaboration with ginners and growers to provide a cotton picker with the ability to build modules while harvesting the crop.