水平摘锭（精选3篇）
水平摘锭 篇1
对于不同类型的采棉机, 其采摘原理也不尽相同, 但其目的都是使籽棉从棉铃中脱离出来。从第一台采棉机诞生至今已有100多年的历史, 在采棉机的发展历程中, 众多科研工作者充分发挥他们的聪明才智, 发明了很多种机型。采棉机可以分为摘锭式和梳刷式两种, 而摘锭式又可分为水平摘锭和垂直摘锭2个种类, 目前实际生产中应用最广泛的是摘锭式采棉机。水平摘锭和垂直摘锭, 是按摘锭相对于地面位置来分的, 摘锭与地面平行的称为水平摘锭式采棉机, 摘锭与地面成垂直的称为垂直摘锭式采棉机。水平摘锭式采棉机又可分为滚筒式、链式与平面式3种, 实际生产上广泛使用的主要是滚筒式水平摘锭式采棉机。水平摘锭式采棉机与垂直摘锭式采棉机相比, 结构较复杂, 制造难度较大, 但随着科学技术的进步, 生产加工已不是难题。新疆生产建设兵团曾对3家公司 (即美国约翰迪尔公司、凯斯公司以及贵航公司) 生产的水平摘锭式采棉机进行试验, 结果表明, 采净率都高于93%, 都能满足采棉机的基本性能指标要求, 因此, 受到了广大用户的支持。
1 结构和特点
1.1 结构
摘锭部件是采棉机采摘棉花的关键部件, 其形状和特性直接影响采棉效果。水平摘锭部件由摘锭、防尘罩、耐磨铜套、固定座和后座套等组成, 结构见图1所示。摘锭呈圆锥形, 头部球面直径为5.4 mm, 根部直径为12 mm, 其长度与棉株上棉铃的分布范围相适应, 为70 mm, 表面刻有3行倒刺, 以便缠绕棉花。摘锭水平安装在采棉滚筒的每根座管上, 座管上装有18~20个摘锭, 由座管内与传动主轴 (转速1 400~1 500 r/min) 安装在一起的圆锥齿轮传动。采棉滚筒圆周上垂直安装有12~16根带有水平摘锭的座管。采棉时, 摘锭一边随采棉滚筒旋转, 一边以4 000~4 250 r/min的速度自转, 当摘锭在工作区碰上开裂棉铃中的籽棉时, 就会将其缠绕在摘锭上从棉铃中采摘下来。为减少纠缠在棉花纤维中的杂质 (棉叶、枝梗和铃壳等) , 应尽量减少采棉部件对棉株的搅动和损伤。为此, 除了应使摘锭通过采棉区时向后移动的速度等于采棉机的前进速度外, 在每根摘锭座管的上端都装有带滚轮的曲拐, 曲拐端的滚轮沿着固定导轨运动, 保证水平摘锭在从伸进棉株到退出棉株的整个工作区内, 始终垂直于机器的前进方向。
1.防尘罩2.耐磨铜套3.固定座4.后座套5.摘锭
1.2 特点
水平摘锭式采棉机是以美国机型为代表, 是装有水平摘锭的自走式棉花收获机械。在水平摘锭式采棉机采棉装置中, 每个采棉单体都有2个前后排列的滚筒, 有两侧布置的, 也有单侧布置的。压紧板和栅板之间构成采棉工作室, 采棉时摘锭垂直进入采棉工作室, 又垂直退出采棉工作室。水平摘锭采棉机与垂直摘锭采棉机相比, 结构较复杂, 制造难度较大。下面, 以美国水平摘锭式采棉机为例介绍水平摘锭式采棉机的主要特点。
(1) 采用水平摘锭, 与传统机型相比, 结构和配置发生了重大改变。每个采棉工作部件都有2个采棉滚筒, 传统机型都采用滚筒左右相对、前后布置的方法, 滚筒都布置在采棉室两边。20世纪90年代初, 迪尔公司研发出了单侧前后布置的采棉装置结构, 这种设计方式大大缩小了采摘部件的宽度, 并可随意调整采摘行距。
(2) 采棉质量较高。由于采用水平摘锭来采摘棉花, 摘锭数量较多, 分布比较合理, 从棉株底部到顶部都分布有摘锭, 这使得摘锭有更多的机会与棉铃接触, 能提高棉花采净率, 采棉区较宽, 减少了压紧板对棉株的挤压, 可降低采棉机所采棉花的含杂率。
(3) 采棉自动化程度高。采用静液压传动系统, 大大简化了传动机构, 实现了自动控制, 提高了作业效率, 工作性能更加稳定可靠。
2 工作原理
水平摘锭式采棉机工作过程:摘锭进入采棉区域→部分棉花纤维被摘锭表面抓住并缠绕→从一个或几个铃瓣中摘取整瓣籽棉→摘锭带着缠绕在它上面的籽棉旋转→摘锭带着籽棉退出采棉区→摘锭经过脱棉区退棉。
(1) 采棉机在棉田里沿着棉行前进, 使棉行从棉株导向器之间进入采棉区, 采棉区实际上就像是一条垂直的缝隙, 其宽度为83~85 mm, 它的一面受栅板限制, 另一面受压紧板限制。
(2) 安装在水平面内的锥形摘锭从栅板间深入压缩在采棉区内的棉珠中。摘锭是高速旋转的, 并且随摘锭座管一起向与采棉机运动方向相反的一面移动。摘锭进入、停留和离开采棉区时, 摘锭的方向垂直于采棉机运动方向, 而且摘锭是水平插入棉珠内。摘锭之所以能保持这种位置, 是靠每一个摘锭座体上带有的专门曲拐和滚轮沿着固定的导槽移动而得到。
(3) 滚筒中的水平摘锭在转动过程中有规律地伸出栅板, 同开裂棉铃相遇, 摘锭在棉珠内回转将已开裂棉桃内的籽棉缠绕在自身表面, 随着摘锭滚筒的旋转, 不断地使摘锭依次从采棉区退出, 并且将籽棉带到脱棉盘处。
(4) 当摘锭进入高速回转的脱棉圆盘下面时, 圆盘将摘锭上的籽棉反旋向脱下来, 推积到接收室内, 被气流沿管道吹入棉仓中。已经摆脱了籽棉的摘锭, 随着滚筒转到清洁湿润机构, 每个回转到这里的摘锭都进入到表面湿润的塑胶刷上, 使摘锭工作部件上的棉絮及影响摘锭工作能力的其他杂质都被清理掉。已被清洁和湿润过的摘锭重新进入采棉区, 并且连续不断重复上述过程。
3 研究难点
(1) 摘锭实际工作过程中, 在不同载荷的影响下进行仿真分析肯定会存在误差, 不利于物理样机的研制。
(2) 导向槽和曲拐运动非常复杂, 给水平摘锭的运动轨迹研究带来困难。
(3) 没有物理样机做试验, 仿真分析得到的试验数据不能得到很好的验证, 给实际研究带来一定的不确定性。
4 发展展望
棉花生产是新疆生产建设兵团最大的经济来源, 是农业的主导产业。以前, 以人工为主的棉花收获, 不仅生产效率低, 而且费时、耗资巨大, 棉花收获季节劳动力短缺凸显。采棉机的出现, 大大缓解了劳动力短缺的问题。
1998年, 我国第一台国产4MZ-3型自走式采棉机问世, 填补了我国采棉机制造行业的技术空白。国产4MZ-3型采棉机是结合国外技术研发的, 其关键零部件仍依赖于进口。由于国产采棉机技术还有待于进一步完善和提高, 与进口采棉机相比仍然存在较大差距。2002年, 贵航集团第一台采棉机研制成功, 经过不断地技术攻关, 于2008年实现了批量生产, 打破了采棉机国际巨头对市场的垄断局面。贵航集团平水牌采棉机技术已达到世界先进水平, 而与国外主流产品相比价格要便宜近1/3, 其价格上的优势, 使得平水牌采棉机可以与国际采棉机“分庭抗礼”。
水平摘锭 篇2
新疆作为我国最大的棉花主产区和国家优质棉、长绒棉出产地,其国民经济指数的提高很大一部分依赖于新疆棉花业的持续和稳定的发展。目前,兵团的农业机械化综合程度已经达到80%[1],在全国处于领先地位;但是机采棉的普及仍然受到了制约,一定程度上影响了新疆棉花产业的快速发展。因此,对采棉机进行技术创新,来提高棉花的产量势在必行。
摘锭是采棉机最重要的核心部件,其性能的好坏直接影响到采棉机的作业性能。摘锭在作业过程中高速旋转,磨损情况比较严重,时有断裂现象,需要更换新的摘锭;同时,因其摩擦大,寿命比较短,价格贵,每更换一组,花费较高。
目前,我国进行采棉机摘锭技术研究的企业和科研单位比较少,对摘锭的研究也仅停留在摘锭逆向反求、三维建模、工作原理探索上。而在摘锭结构参数、运动参数及摘锭的失效分析等对采摘质量影响方面的研究尚未见有关报道,整个国产化摘锭的研究工作还仅局限于消化、吸收、反求国外摘锭结构的阶段,尚没有进入优化设计阶段。因此,采棉单体国产化是采棉机国产化的一个重要环节。
1 水平摘锭工作原理
水平摘锭的运动过程主要是由水平摘锭的自转将籽棉进行缠绕和摘锭随着采摘滚筒的转动这两个运动所合成的。摘锭是安装在摘锭座管上,摘锭座管随着采摘滚筒进行圆周运动,在高速转动过程中棉铃中的棉花被摘锭上的钩齿钩住,将棉花从棉铃中拉扯出来,棉花纤维相互交织形成棉条,随着摘锭的旋转缠绕在摘锭表面;之后,滚筒从采摘室里退出,旋转至脱棉圆盘处,利用摘锭与圆盘凸台相互接触时产生的摩擦力和高速的反向旋转将棉条脱落,经输棉管道进入棉花收集箱,摘锭经淋洗板的洗刷之后再次进入采摘区进行棉花的采摘。整个采摘过程中,摘取棉花主要依赖摘锭表面的钩齿,基本上只作用于开裂的棉铃,可以降低对未开裂棉铃的损害,对棉花产量的提高起到了一定促进作用。
2 水平摘锭的失效分析
水平摘锭在采摘棉花的进程中,可能会因为受到相对大的采摘阻力使摘锭发生相对大的形变,如弯曲。若弯曲的摘锭在旋转过程中通过脱棉圆盘时,会产生干扰碰撞的现象。这种现象对于脱棉圆盘和水平摘锭的工作性能都是有危害的,是坚决不允许发生的。而水平摘锭在采摘过程中时时刻刻都会与棉条纤维之间发生相互摩擦作用,其失效形式一般为磨损和断裂,给采摘头的使用功能带来隐患,如继续使用会失去可靠性及安全性。磨损和断裂与其材料的性能密切相关。所以,摘锭材料的选择是非常重要的,一般选择耐磨性和脆硬性都较好的材质,使得一个摘锭在承受较大阻力直接断裂的情况下,不干涉其它部件,确保采棉机仍可以继续正常作业。
一些相关文献[2]还发现,国外的采棉机与国产产品相比,其优势主要是摘锭传动装置的故障率较低。通过相关调研发现,摘锭传动系统发生故障最主要的原因是轮齿的接触疲劳,使得齿轮啮合时的间隙过大而造成失效。这些都会影响到采棉机田间作业的采净率与含杂率。为此,吸引了很多学者从摘锭的结构、材料等方面积极开展研究,并取得了一定的成果,提高了采棉机运行的可靠性。图1(a)所示为其工作后断裂的摘锭,图1(b)所示为工作后钩齿磨损的摘锭。
3 水平摘锭的受力分析
分析水平摘锭的整个采棉过程,可以发现是由两个动作组成的:一个是水平摘锭自身的圆周运动,一个是采摘滚筒的旋转运动。而且在采摘过程中,棉花能否被顺利采下在很大程度上取决于棉花纤维与摘锭表面的摩擦力的大小,如若采摘阻力比摘取棉花的勾结力小,则可以顺利地把棉花采下;如若采摘阻力大于勾结力,则会导致钩齿在棉铃中产生打滑现象,不仅造成采棉失败,还会加剧摘锭磨损,甚至造成工作失效等严重的后果。因此,只有确保水平摘锭与棉花纤维之间的摩擦力大于其采摘时所承受的采摘阻力时,才能将棉花顺利地采摘下来。现在来初步分析其工作截面承受摩擦力的情况,摘锭工作区截面形状如图2所示。取一微小长度dx,作用在dx上的力如图2所示。
根据受力情况列平衡方程为
可忽略不计,sindα≈dα,d X=rdα解微分方程得
其中,T0为水平摘锭钩齿勾取棉花纤维时所产生的拉紧力,α=0为方程(1)的初始条件。要采干净一个完全开放的棉铃内的棉花,同时保证需满足的必要条件是采摘阻力P需小于摩擦力N。不把棉条拉扯断,即棉条可承受的最大拉力σmax需大于采摘阻力P。因此,要使采棉机摘锭在采棉过程中可以很好的工作,必须满足以下条件
4 不同角度水平摘锭的三维建模
根据水平摘锭的具体工作环境以及结合计算公式,分别选取摘锭钩齿角度为55°、60°、65°、70°等4种情况进行建模,如图3(a)、(b)、(c)、(d)所示。
5 不同钩齿角度的水平摘锭的有限元分析[3]
为使摘锭受到合理的外力作用,避免工作失效,提高摘锭工作时间,获得经济的摘锭设计,对摘锭的整体结构进行参数优化。结合摩擦理论公式可知随着正压力N的增大,常数μ对于摩擦因数f的影响会减小。由于μ值一般比较小,在计算时,可以认为代表摩擦角。
结合摘锭钩齿要把棉花从棉铃中勾结出来的必要条件[3]:α<90°-(Ф+β),可以近似认为2α<90°-Ф。而水平摘锭工作时是经过湿润后再进入采棉室进行采棉,可以估算2α<55°~60°。因此,在本文中取55°、60°、65°、70°这4种钩齿角度的摘锭进行有限元分析[4]。通过分析比较棉铃压紧到不同直径的水平摘锭上所需转角和圈数的计算结果[5],得出一般水平摘锭的直径为12mm。由此设定具体参数组合如表1所示。
根据水平摘锭的不同结构参数进行有限元分析[6],结果如图4所示。
根据有限元分析可得到其最大、最小应力及最大应变,整理得如表2所示。
通过对以上各组水平摘锭的静态有限元分析结果比较可知:
1)在摘锭直径为12mm时,最小应力随着钩齿角度的不断增大而呈现逐渐增大的趋势,而最大应力则呈现逐渐减少的趋势。当摘锭直径为14mm时,最大力随着钩齿角度的不断增大呈现逐渐减小的趋势,而最小应力的变化则忽大忽小,无规律可循。
2)当水平直径由12mm到14mm时,可以看出最大应变都比较小,最大应变不超22.8nm。因此,通过增加水平摘锭的直径来降低摘锭的最大应变的方法是没有明显效果的。另外,还要把摘锭安装位置产生的影响考虑在内,在保证水平摘锭强度的同时其直径不能过大,一般选取12mm直径的水平摘锭。
3)在两组不同直径的摘锭分析中,70°钩齿所受到的最大应变都是最小的,可以延长摘锭的使用寿命。由此确定70°为最优钩齿参数。
通过以上分析探讨,可初步得出第4组为较合理的参数。根据有限元分析结果及结合相关资料得到摘锭合理的结构优化参数,如表3所示。
6 结论
从工作原理,受力,失效等方面对采棉机水平摘锭进行了具体分析,绘制不同参数组合的8个摘锭;利用有限元分析软件,分析了其最大、最小应力及最大应变。通过分析数据结果及结合其工作实际,最终确立了水平摘锭一组最佳结构参数组合,为国产采棉机摘锭的进一步研究提供了理论基础。
参考文献
[1]王新国.国产采棉机技术应用与发展前景展望[J].新疆农机化,2003(5):30-31.
[2]毕新胜,王维新.采棉机水平摘锭的工作原理及采摘力学分析[J].石河子大学学报,2007,25(6):788-789.
[3]祝朋涛,魏敏,张宏文.采棉机摘锭的三维虚拟建模及有限元分析[J].农机化研究,2011,33(4):39-40.
[4]刘力,李明万,贾粮棉.基于ANSYS的有限元分析在工程中的应用[J].黄石理工学院学报,2007(5):19.
[5]毕新胜.采棉机采摘头水平摘锭工作机理的研究[D].新石河子:石河子大学,2007:26-27.
水平摘锭 篇3
新疆是我国重要的优质棉基地,2013年的棉花种植总面积为169. 2万hm2,总产量340万t,占全国总产量的50% 以上,居全国之首[1]。棉花作为新疆的支柱产业,事关边疆经济和地区稳定,在新疆经济建设中具有重要的战略地位。新疆棉花主要采用地膜覆盖的种植模式,在机械化采收过程中会带入一定量的残膜,导致异性纤维含量超标,降低了机采籽棉的质量等级[2]。近年来,随着劳动力短缺、劳动成本不断上升[3],棉花机采面积在逐年增加,棉花机采已势在必行。
目前,籽棉残膜清除设备均针对棉花加工环节。传统的籽棉清杂设备主要是对三丝、棉叶、棉壳和棉茎秆等杂质进行清除,难以有效剔除残膜等异性纤维[4],且采棉机采收过的棉花经过装车转运、堆垛压实,增加了后续残膜分离难度。目前,超声波检测[5]、光电检测[6]、图像检测[7,8,9,10]等是较先进的异性纤维检测方法; 但上述方法大多针对皮棉加工环节,且其检测设备价格比较昂贵。国内主要使用机械清除方法[11,12,13,14,15,16],清除原理和结构比较单一,不能有效清除残膜等异性纤维。本文结合现有采棉机棉流输送装置的原理、结构、特点,充分利用其气力输送棉流具备的良好开松状态,将残膜清理工作从机采棉加工环节前移至棉花收获环节[17,18],减少了转运过程中棉花压实对后续分离造成的困难。
针对新疆棉花机械化收获生产加工实际,并从源头上消除机械化采收棉花过程中带入的残膜,研究团队研究设计了正压风力和网状滚筒结合方式的采棉机配套籽棉残膜分离机。该机是借助采棉机风机及输棉管道,利用籽棉与残膜之间物料特性的不同,在网状滚筒内外形成压差进而达到籽棉和残膜的有效分离。该机适用于摘锭式采棉机收获阶段,能够从源头清除残膜等异性纤维,大大提高了机采棉质量,降低后续人工劳动强度,提高生产效率,增加企业收入,有力促进机采棉产业的发展。
1 总体结构及工作原理
1. 1 总体结构
摘锭式采棉机配套残膜分离机以现有主流摘锭式采棉机为平台,与其单个输棉管道相连实施收获过程中残膜的分离,主要由分离室、网状滚筒、闭风器、残膜收集袋和输棉管道等组成,如图1所示。
1. 2 结构参数
外形尺寸( 长×宽× 高) mm: 400×350×600
功率 /k W: ≤1. 5
电压 /V: AC380
分离室 ( 长×宽× 高) /mm: 400×400×406
闭风器( 长×宽× 高) /mm: 400×175×185
输送管道( 长×宽) /mm: 310×380
安装位置( 高) /mm: 3 460
1. 3 工作原理
棉花被采棉机摘棉装置从植株上采摘后,经脱棉装置进行脱棉,随即靠气力输送系统输送至籽棉残膜分离室; 籽棉与残膜由分离室入口吹送至分离室后,由于其二者密度、比表面积、孔隙率等物料特性的差异,籽棉借助采棉机提供正压风力,撞向大网状滚筒,由于受大网状滚筒离心力和自身重力作用,克服风力落入闭风器。
残膜由于其物料特性难以克服分离室内风力作用,将随气流的方向运动。当靠近大滚筒壁时,正是由于残膜密度小、孔隙率小、比表面积大,使其紧贴在大滚筒壁上形成内外压差; 正因如此,残膜克服自身的重力和离心力而贴在滚筒壁上,且随滚筒转动。当靠近小滚筒时,在沿流场方向继续以上运动,直至和小网状滚筒转动; 在离心力和流场风力的共同作用下,残膜从残膜出口飞出,籽棉落入闭风器内,最终实现籽棉与残膜的分离。
2 残膜分离机的设计
2. 1 管道输送系统
管道输送系统主要由风机、内外风筒组成。采棉机自带有风机( 离心风机) 可完成以下功能: 既可以将棉花从脱棉盘吸送至管道,又可以沿管道将棉花吹送至籽棉残膜分离机的分离室内。分离室入口风速主要由采棉机速度和采摘棉花的量决定,正常情况下管道内风速保持不变,入口风速恒定。输棉管道由内、外风筒组成,可进行伸缩,长度有限。根据采棉机生产要求管道出口尺寸310mm×380mm,在满足生产率的条件下,设计的分离室入口尺寸为400mm×80mm。
为了实时掌握管道内风速风压、棉流密度和籽棉之间的结合状 态,在外风筒 与分离室 入口连接 处30mm处开有风速风压传感器固定位置( 见图2 ) ,可准确监测分离室入口风速风压情况。采棉机采摘的籽棉经过脱棉盘后,靠其风机离心作用输送至输棉管道内,经过分离室入口将籽棉吹送至分离机内。为了观察管道内籽棉流动情况,在外风筒从下到上400mm处开4个观察口( 见图3) ,观察孔尺寸为400mm×240mm,并利用MS70KDMG2型高速摄像机观测管道内部棉流特性,即棉流密度及籽棉之间的结合状态。
2. 2 分离室
籽棉残膜分离室主要包括分离室入口、有机玻璃板、网状滚筒、残膜出口和籽棉出口等。分离室的结构是影响残膜分离一个主要因素,利用Fluent流场分析软件对分离室内流线趋势进行研究,在同一速度下对两种结构装置进行仿真,得到对比结果如图4、图5所示。
图4中,由于滚筒左下方圆弧面切线与分离室滚筒正下方形成一定夹角,致使分离室内部流场出现对流现象; 空气流在此处发生改变,易导致籽棉运动对流而堆积,使得籽棉在此部分堵塞。图5是将分离室壁面平面与弧面相切,分离室内部流场不会产生对流,方向与籽棉运动方向一致,避免了该区域籽棉堆积。因此,本设计遵循后者—分离室壁面与弧面相切。为便于后续试验装置的动态参数测试,装置特预留了后续风速风压传感器的安装位置( 见图6) ,以保证后续Lab VIEW虚拟仪器技术能够实时监测分离室入口和关键区域内风速和风压,实现了对残膜分离机运行状态下的实时监测。
网状滚筒在分离室内中间部位,是籽棉残膜分离机最重要的部分,本设计滚筒为开孔率为82% 的网状滚筒。在分离机工作时,大小网状滚筒按同一方向转动,大网状滚筒转速小于小网状滚筒的转速,借助采棉机提供的风力,在滚筒内部与外部产生压力差,对籽棉和残膜的分离起到了关键作用。
本次分离机两侧板的设计采用有机玻璃板,其透视性能比较好。同时,利用MS70KDMG2型高速摄像机对分离室内籽棉运动情况和籽棉与残膜分离情况进行采集,更能准确地观测分离室内籽棉和残膜的运动轨迹。为了不影响分离室内滚筒轴的转动,在有机玻璃板上开有与滚筒轴径大小相同的孔。本次设计大滚筒轴为固定,方便调整网状滚筒轴线与水平方向的夹角; 小滚筒所在轴径方向开有扇形孔,扇形孔所对中心角为45°,其滚筒轴线与水平面夹角最大值为60°,最小值为15°。图7为有机玻璃结构图。
2. 3 卸棉装置
卸棉装置采用闭风器形式,是籽棉残膜分离机中的重要部件,位于分离机的下端排料位置,在整套分离装置中起到封闭分离室、保证分离室内流场的分布不受卸料的影响的作用。其工作性能直接影响籽棉残膜分离机的分离效率和生产效率。
闭风器主要由闭风器壳体和扇叶两部分组成,如图8所示。闭风器的扇叶把整个料腔分成相等的几个扇形料腔,通过扇叶转动使物料顺利卸下; 在闭风器的扇叶转动过程中,扇叶和壳体紧密接触保证闭风器内的密闭性,为机采籽棉残膜分离机对提供一个稳定的内部流场环境。
在闭风器的结构中,为了保证闭风器有良好的气密性,本次设计的闭风器扇叶由两部分组成: 一是与闭风器壳体接触的部分采用具有弹性而又耐磨的橡胶材料; 二是与闭风器轴连接部分采用具有支撑作用的钢板。扇叶包括刚性和柔性两部分: 刚性部分采用钢板直接焊接在闭风器轴上; 柔性部分使用橡胶材料,用螺栓连接固定在刚性叶片上。这样可以使得闭风器扇形叶片与闭风器壳体内缘的柔性接触,避免了硬性冲击,既可以保证分离室与外界大气隔离,还可以减轻与闭风器壳体的摩擦,延长闭风器的使用寿命。根据生产要求,本次设计的闭风器结构有5片扇叶,转轴转速为60r /min。如果闭风器长时间使用产生磨损或损坏,可以随时更换与壳体接触的橡胶材料,保证闭风器的密闭性,同时也提高了闭风器的使用寿命。
2. 4 试验验证
试验在兵团农业机械重点实验室进行,籽棉来自兵团农八师147团十连,品种为中棉710; 籽棉平均含水率为9. 6% ,机采籽棉总质量为100kg; 残膜为机采棉中收集的地膜,残膜厚度0. 008mm。试验验证时,每次试验取机采籽棉2kg,放入残膜10片; 通过喂送棉花开始计时,喂送结束后停止计时,计算该组试验生产率; 试验后对分离出的残膜片数进行统计,得到残膜分离率和生产率,重复试验并记录,结果如表1所示。
从表1中可以看出: 残膜分离率平均值为68. 91% ,最高能够达到75. 00% ; 生产率平均值为336kg /h,最高能够达到400kg /h。
3 结论
1) 设计了摘锭式采棉机配套残膜分离机,实现了残膜分离机在采棉机收获过程中从源头上清除残膜等杂质,明显提高棉花产品质量,降低人工作业的劳动强度和后续企业的加工强度,提高了生产效率,有力地促进机采棉产业的发展。
2) 通过试验验证,该机残膜分离率平均能够达到68. 91% ,生产率平均能够达到336 kg / h。
3) 整个分离机结构简单,操作和维护方便,适合于结构紧凑的采棉机使用,能够实现源头除杂。
4) 本次设计主要验证该理论的可行性,下一步将继续优化残膜分离机,提高残膜分离率和生产率。
摘要：新疆棉花采用地膜覆盖的种植模式,在机械化采收过程中混入部分残膜,降低了机采籽棉质量等级。为了能够从源头上消除机械化采收过程中带入的残膜,采用正压风力和网状滚筒相结合的方式设计了适合于摘锭式采棉机的籽棉残膜分离机。为此,阐述了残膜分离机整体结构、结构参数、工作原理和各组成部分的设计。通过仿真分析对样机进行了优化,对优化后的残膜分离机进行过试验验证。结果表明:该机设计生产率平均达到336kg/h,残膜分离率平均能够达到68.91%。