统收式采棉机清杂系统设计及运动学特性分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
不 下 的 劳 动 成 本 已成 为 兵 团 棉 花 产 业 发 展 的 “ 瓶 颈” ＿ ４ Ｊ 。采 收机 械化 成 为 新疆 棉 花 产 业 发 展 的 必 然 趋
样， 通过改变 气流输送过 程 中气 流速度 和方 向， 使 质
量 明显 较 大 、 运 动惯 性 比较 大 的重 杂 由于 难 以改 变 原 有 的运 动 方 向 而分 离 出籽 棉 流 ， 达 到 除 杂 的 目的 。机 械 式 除杂 的 原理 是 利 用 籽 棉 与 杂 质颗 粒 大小 、 表 面 状 态、 密度 、 弹性 、 硬度等 的差别 ， 借 助 于 刺 钉 滚 筒 或 锯
棉 机 应 用 推广 的 必要 条 件 ｊ 。 根据 现 有 的棉 杂 分 离 装 置 、 棉 花 清理 机 构 以及 棉 花 及 其 杂 质 的物 料特 性 差 异 ， 棉 花 和 杂 质 分 离 的方 式
主要 有 气 流 式 和 机 械 式 两 大 类 。对 于 气 流 式 除 杂 系
wenku.baidu.com
０ 引言
棉花是我 国的主要经济作物 ， 在国民经济 中占有
重 要 的 地位 … 。新 疆 干 旱 少 雨 ， 日照 时 间 长 ， 无 霜 期 长， 昼夜 温 差 大 ， 非 常适 合 农作 物 ， 尤 其 是 棉 花 的 生
或 者 断裂 ， 降 低 棉 花 的 品质 。 因 此 ， 为 了充 分 保 证 棉 花 的品质 ， 决 定采用气 流式与机 械式结合 的方式 ， 更
２ ０ ０— ４ ０ ０ ｒ ／ ａ ｒ ｉ ｎ时 ， 清 杂 效 果较 为理 想 。
关键词 ：采棉机 ；清杂系统 ；统 收式 ；运动学特性
中图分类号 ：ｓ ２ ２ ５ ． ９ １ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ３ — １ ８ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ４） ０ ４ — ０ ０ ４ ９ — ０ ３
作用下 ， 通过出杂绞轮 排 出清 杂系统 ， 除杂后 的棉花
在 滚筒 的带 动下 由出 棉 绞 轮 排 出 清 杂 系 统 ， 至 此 完 成 棉 花 和杂 质 的最 终 分 离 。
齿滚筒与有关工作部件的配合 ， 将密度大于或小于籽
棉 的杂 质 从 籽棉 中分离 出去 。
１ ． ２ 清 杂 系统 的总体 结构 及主 要 部件 的建模
１ ． ２ ． １ 清 杂 系统 的结 构 总 图
清 杂 系 统 主要 由喂 棉 口 、 钉齿滚筒 、 格条栅 、 出棉
统， 其最大优势在 于对棉花 纤维几乎 没有 任何损伤 ，
２ ０ １ ４年 ４月
农 机 化 研 究
第 ４期
统 收 式 采 棉 机 清 杂 系 统 设 计 及 运 动 学 特 性 分 析
陈 宏 ，王 维新 ，董 长 燕
８ ３ ２ ０ ０ ０ ）
（ 石河 子大 学 机 械 电气 工 程 学 院 ，新 疆 石 河 子 摘
要 ： 针对 棉 花 与 杂 质 物料 特 性 的差 异 ， 设计 了一 种 机 械 和气 流 相 结 合 的采 棉 机 除 杂 系 统 ； 运用 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ软
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ 一 Ｏ ４ — １ ９
清杂系统工作时 ， 经过采摘头采摘的棉花通过输
棉 通道 以一 定 的速 度 由喂 棉 口进 入 清 杂 系统 ， 滚 筒 在 旋 转 的过 程 中会 对 棉 花 进 行 击 打 ， 使之疏 松 ， 在 棉 花
运动的过程中 ， 依附在棉花上 的杂质会 与格条栅产生 摩擦 ， 在 滚筒 离 心 力 、 棉杂重力 、 摩 擦 力 和风 机 负 压 风
势， 但是 在采 收棉 花 的过程 中不 可避 免地 要 混入 棉
叶、 棉秆 、 棉桃 、 棉壳 、 草 屑 和 异 性 纤 维 （如 化 学 纤 维 、 有 色 纤 维 或毛 发 等 ）等 杂 质 ， 严 重 影 响 了棉 花 质 量 等
级， 因此在采棉机上配置相应 的棉杂分离系统成为采
件对 其 主 要 零 部件 进 行 三 维 建模 ； 运用 Ａ Ｄ Ａ ＭＳ软件 模 拟 不 同载 荷 下 钉 齿 滚 筒 的运 动 状 态 以 及 不 同 的转 速 下 棉
花 的运 动 状 态 。对 比分 析 结果 表 明 ： 钉齿 滚筒受 到的载荷越 大 ， 滚筒 的扰动情 况越剧烈 ； 当钉齿滚 筒的转速 为
基 金项 目：全 国大学生创 新创业训 练计 划项 目（ ２ ０ １ ２ １ ０ ７ ５ ９ ０ １ １ ） 作者简 介：陈 宏（ １ ９ ８ ９ 一 ）， 男， 四川南 充人 ， 硕士 研究 生 ， （ Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ）
的作用下 ， 使杂质和棉 花分离。杂质在重力和风力 的
闭 风器 、 出棉 绞 轮 、 出杂 闭 风 器 、 出杂 绞 轮 和 出棉 口等
组 成 ，如 图 １所示 。
但在除杂的过程 中容易发生纤维 与杂质 的团聚 ， 给后 续 的清理带来 较大 困难 ； 而对于机械 式除 杂系统 ， 其
优 点 在 于 能 够 有 效 分 离 与 棉 花 纤 维 物 理 性 质 差 异 较 大 的杂 质 ， 但 在分 离 过 程 中容 易 造 成 棉 花 纤 维 的损 伤
产量达 １ ２ ９ ． ３ １万 ｔ ＿ ３ Ｊ 。新 疆 棉 花 一 直 以 人 工 采 收 为
个 部分 。气 流 式 除 杂 的 原 理 是 利 用 杂 质 与 棉 花 的 悬 浮 特性 不 同 ， 在 气 流输 送 过 程 中两 者 的气 动 性 能 不 一
主， 随着种植面积 的不断扩大 ， 拾花劳动力不 足、 居高
好地完成对棉杂的分离 。
１ 清杂 系统工作原理及 总体 结构 设计
１ ． １ 清 杂 系统 的工作 原理 清 杂 系 统 主 要 包 括 气 流 式 分 离 和机 械 式 分 离 两
长， 是我 国最大的产棉 区。特别是新疆 生产建设兵团
拥 有 我 国重 要 的商 品棉 生产 基 地 Ｊ ， ２ ０ １ １ 年 的棉 花 总
样， 通过改变 气流输送过 程 中气 流速度 和方 向， 使 质
量 明显 较 大 、 运 动惯 性 比较 大 的重 杂 由于 难 以改 变 原 有 的运 动 方 向 而分 离 出籽 棉 流 ， 达 到 除 杂 的 目的 。机 械 式 除杂 的 原理 是 利 用 籽 棉 与 杂 质颗 粒 大小 、 表 面 状 态、 密度 、 弹性 、 硬度等 的差别 ， 借 助 于 刺 钉 滚 筒 或 锯
棉 机 应 用 推广 的 必要 条 件 ｊ 。 根据 现 有 的棉 杂 分 离 装 置 、 棉 花 清理 机 构 以及 棉 花 及 其 杂 质 的物 料特 性 差 异 ， 棉 花 和 杂 质 分 离 的方 式
主要 有 气 流 式 和 机 械 式 两 大 类 。对 于 气 流 式 除 杂 系
wenku.baidu.com
０ 引言
棉花是我 国的主要经济作物 ， 在国民经济 中占有
重 要 的 地位 … 。新 疆 干 旱 少 雨 ， 日照 时 间 长 ， 无 霜 期 长， 昼夜 温 差 大 ， 非 常适 合 农作 物 ， 尤 其 是 棉 花 的 生
或 者 断裂 ， 降 低 棉 花 的 品质 。 因 此 ， 为 了充 分 保 证 棉 花 的品质 ， 决 定采用气 流式与机 械式结合 的方式 ， 更
２ ０ ０— ４ ０ ０ ｒ ／ ａ ｒ ｉ ｎ时 ， 清 杂 效 果较 为理 想 。
关键词 ：采棉机 ；清杂系统 ；统 收式 ；运动学特性
中图分类号 ：ｓ ２ ２ ５ ． ９ １ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ３ — １ ８ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ４） ０ ４ — ０ ０ ４ ９ — ０ ３
作用下 ， 通过出杂绞轮 排 出清 杂系统 ， 除杂后 的棉花
在 滚筒 的带 动下 由出 棉 绞 轮 排 出 清 杂 系 统 ， 至 此 完 成 棉 花 和杂 质 的最 终 分 离 。
齿滚筒与有关工作部件的配合 ， 将密度大于或小于籽
棉 的杂 质 从 籽棉 中分离 出去 。
１ ． ２ 清 杂 系统 的总体 结构 及主 要 部件 的建模
１ ． ２ ． １ 清 杂 系统 的结 构 总 图
清 杂 系 统 主要 由喂 棉 口 、 钉齿滚筒 、 格条栅 、 出棉
统， 其最大优势在 于对棉花 纤维几乎 没有 任何损伤 ，
２ ０ １ ４年 ４月
农 机 化 研 究
第 ４期
统 收 式 采 棉 机 清 杂 系 统 设 计 及 运 动 学 特 性 分 析
陈 宏 ，王 维新 ，董 长 燕
８ ３ ２ ０ ０ ０ ）
（ 石河 子大 学 机 械 电气 工 程 学 院 ，新 疆 石 河 子 摘
要 ： 针对 棉 花 与 杂 质 物料 特 性 的差 异 ， 设计 了一 种 机 械 和气 流 相 结 合 的采 棉 机 除 杂 系 统 ； 运用 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ软
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ 一 Ｏ ４ — １ ９
清杂系统工作时 ， 经过采摘头采摘的棉花通过输
棉 通道 以一 定 的速 度 由喂 棉 口进 入 清 杂 系统 ， 滚 筒 在 旋 转 的过 程 中会 对 棉 花 进 行 击 打 ， 使之疏 松 ， 在 棉 花
运动的过程中 ， 依附在棉花上 的杂质会 与格条栅产生 摩擦 ， 在 滚筒 离 心 力 、 棉杂重力 、 摩 擦 力 和风 机 负 压 风
势， 但是 在采 收棉 花 的过程 中不 可避 免地 要 混入 棉
叶、 棉秆 、 棉桃 、 棉壳 、 草 屑 和 异 性 纤 维 （如 化 学 纤 维 、 有 色 纤 维 或毛 发 等 ）等 杂 质 ， 严 重 影 响 了棉 花 质 量 等
级， 因此在采棉机上配置相应 的棉杂分离系统成为采
件对 其 主 要 零 部件 进 行 三 维 建模 ； 运用 Ａ Ｄ Ａ ＭＳ软件 模 拟 不 同载 荷 下 钉 齿 滚 筒 的运 动 状 态 以 及 不 同 的转 速 下 棉
花 的运 动 状 态 。对 比分 析 结果 表 明 ： 钉齿 滚筒受 到的载荷越 大 ， 滚筒 的扰动情 况越剧烈 ； 当钉齿滚 筒的转速 为
基 金项 目：全 国大学生创 新创业训 练计 划项 目（ ２ ０ １ ２ １ ０ ７ ５ ９ ０ １ １ ） 作者简 介：陈 宏（ １ ９ ８ ９ 一 ）， 男， 四川南 充人 ， 硕士 研究 生 ， （ Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ）
的作用下 ， 使杂质和棉 花分离。杂质在重力和风力 的
闭 风器 、 出棉 绞 轮 、 出杂 闭 风 器 、 出杂 绞 轮 和 出棉 口等
组 成 ，如 图 １所示 。
但在除杂的过程 中容易发生纤维 与杂质 的团聚 ， 给后 续 的清理带来 较大 困难 ； 而对于机械 式除 杂系统 ， 其
优 点 在 于 能 够 有 效 分 离 与 棉 花 纤 维 物 理 性 质 差 异 较 大 的杂 质 ， 但 在分 离 过 程 中容 易 造 成 棉 花 纤 维 的损 伤
产量达 １ ２ ９ ． ３ １万 ｔ ＿ ３ Ｊ 。新 疆 棉 花 一 直 以 人 工 采 收 为
个 部分 。气 流 式 除 杂 的 原 理 是 利 用 杂 质 与 棉 花 的 悬 浮 特性 不 同 ， 在 气 流输 送 过 程 中两 者 的气 动 性 能 不 一
主， 随着种植面积 的不断扩大 ， 拾花劳动力不 足、 居高
好地完成对棉杂的分离 。
１ 清杂 系统工作原理及 总体 结构 设计
１ ． １ 清 杂 系统 的工作 原理 清 杂 系 统 主 要 包 括 气 流 式 分 离 和机 械 式 分 离 两
长， 是我 国最大的产棉 区。特别是新疆 生产建设兵团
拥 有 我 国重 要 的商 品棉 生产 基 地 Ｊ ， ２ ０ １ １ 年 的棉 花 总