水平式采棉机采摘摘锭新结构及参数优化
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图 １ 改 进 摘 锭 的 结 构 图
裂 的棉 铃 中扯 出来 ，并 将 其 缠 绕 在 自身 的 工 Nhomakorabea作 表 面
上 。采 摘后 的摘 锭经 栅 板退 出采摘 室 ，并 由滚筒 送 人 脱 棉 区 ，高 速旋 转 的脱 棉盘将 摘 锭上 的籽棉 反旋 向脱
３ 摘 锭 有 限 元 分 析 ３ １ 建 立 模 型 ．
再 重 新进 入采 棉 室采棉 。
２ 摘锭 新 结构 设计
为 了便 于网 格 的划 分 ，对 螺 纹 进 行 必 要 的 简 化 ， 将采 摘部 分螺 栓上 的螺 纹去 掉 ，改为 同 等直径 的 突 出 的轴 ，而 锥齿 部分 的螺 纹孔 同样 改为 同等 大小 的 简单
由于采摘 棉 花时 ，摘 锭采 摘部 分与 棉花 棉铃 以及
１ 采 棉 机 水 平 摘 锭 的 工 作 原 理
水 平摘 锭式 采棉 机 工作 时 ，扶 导器 将棉 株扶 起 导 人采 摘 室 ，采棉 滚 筒 中水 平安 装 的摘 锭在转 动过 程 中 有规 律 地伸 出栅 板 ，相对 前进 方 向垂直 地插 入 到被挤
压 在采 摘室 中的棉株 里 ，高速 旋 转 的摘 锭将 籽棉 从 开
盘 、淋洗 板刷 也有 不 同程度 的摩 擦 ，因此 ，采 摘 部分
就会 逐渐 磨损 甚 至失 效 。
由于 目前 摘锭 的更 换是 将整 个摘 锭 的总成 部 分换 掉 ，加 之摘 锭基本 上 由 国外 进 口，价格 昂贵 ，因此 有 必 要对 现有 摘锭进 行 一定 程度 的结 构改进 。本 文 对 现 有摘 锭进行 了如下 改进 ：将 原先 的一 根整 体摘 锭 分成 两部 分 ，它们 之 间用 螺纹连 接 ，并利 用 自锁 ，使 采摘
０ 引 言
枝 叶之 间有 着 不 可 避 免 的 摩 擦 和碰 撞 ， 以及 与 脱 棉
新疆 作 为棉 花产业 的大省 ， 自然少 不 了机采 棉 的 普及 与 推广 ，但 我 国现 有的机 采棉 采摘 技术 不是 很 成 熟 ，特 别是关 键 部件 ，缺 乏 自主知 识产权 ，如水 平 式 采棉 机 的关 键部 件—— 摘 锭 ，其依 赖 于进 口，费用 较
第 ｌ 期 （ 第 １ ０期 ） 总 ７
２１ ０ ２年 ２月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ Ｅ ＮＧＩ ＥＲＩ ＮＥ ＮＧ ＆ ＡＵＴ（Ｍ ＡＴＩ ） ＯＮ
Ｎ ．１ ０
Ｆｅ ． ｂ
文章 编 号 ： ６ ２ ６ １ （ ０ ２ ０ ０ ０ ０ １ ７ — ４３ ２ １ ） １０ １． ３
‘ｌ 。 １
孔 。同时 考虑计 算 机的运 算能 力 ，将整 个摘 锭 总成 的 固定 座 、耐磨 套 ， 座 套 去 掉 ， 以便 于 有 限元 分 析 。 、后 图 ３为 简化 后 摘 锭 的 三 维模 型 ，图 ４为 其 对 应 的结
构图。
３ ５ 划 分 网格 ．
采用 ＵＧ 自带 的 ３ Ｄ四面体 自动 网格划分 ，网格类 型是 １ 节 点四面体 ，设定 全局 网格单元 大小为 ２１Ｉ。 Ｏ ＩＩ ＴＴ 这样划分是 为 了使 有 限元 分析 更加 准确 以清 晰地 反 映 应力应 变情 况 。约束条件 及网格划分 如图 ６所示 。
／ 家大学生创新性实验项 目 ￣ －国
－
收 稿 日期 ；２ １ —２ １ ０ １ １— ２
作 者 简 介 ：周 扬 理 （ ９ ０）男 ， 东 日照 人 ， 读 本 科 生 ， 业 为 机 械 工 程 及 自动 化 。 １ ９一 ， 山 在 专
２ １ 年 第 ｌ期 ０２
周 扬 理 。等 ：水 平 式 采 棉 机 采 摘 摘 锭 新 结 构 及 参 数 优 化
构 ，并 利 用 ＵＧ 有 限 元 分 析 模 块 对 摘 锭 新 结 构 进 行 了应 力 应 变 分 析 。通 过 设 置 关键 部 位 的 不 同 参 数 。分 析 比 较 了不 同参 数 情 况 下 的 应 力 应 变 ．进 而 得 出 了有 用 数 据 。为 摘 锭 结 构 的进 一 步优 化 提 供 了一 定 的理 论 依 据 。 关 键 词 ：摘 锭 ；新 结 构 ；ＵＧ 有 限元 ；应 力 应 变 ；采 棉 机 ； 参数 优 化 中 图 分 类 号 ：￥ ２ ． Ｉ ２５ ９ ｌ： ３ １ ７ ＴＰ ９． ７ 文献 标 识 码 ：Ａ
块 功能 ，分 析 比较不 同参 数 情 况 下 摘 锭 的应 力 应 变 ，
封套 去掉 ，直接将 摘 锭采摘 部 分末端 凸起 密 封 以阻 挡 外部 灰尘 的进 入 与 内部 润滑 脂 的流 出 。改进后 的摘锭
结 构见 图 １ 。
进 而为 该机 构 的参数 优化 提供 一定 的理 论基 础 。
利用 ＵＧ Ｍｏ ｅｉｇ模块 对 摘锭进 行 建模 及装 配 ， ／ ｄｌ ｎ 得 到摘锭 的 三维模 型 ，如 图 ２所示 。
３ ２ 简 化 分 析 模 型 ．
下 ，之 后摘 锭从 相对 静 止的 淋润板 下通 过 ，其 表面 上 的 泥污 和粘 附物 被 清 理 掉 ，同时 又 被 涂 上 薄层 液 体 ，
时摘 锭越 旋 越 紧，从 而不会 产 生松动 ，并 将原 先 的 密
高 ，在 一定 程度 上抑 制 了机采 棉技 术在 新疆 棉 花采 摘
产业 的推 广 。摘 锭是水 平 式采 棉机 采摘 滚筒 中的关键 部件 之 一 ，也是 决定 棉 花采摘 效率 以及 采净 率 的重 要 因 素之 一 ，本文 应用 ＵＧ 数字 化建模 和有 限元分 析模
水 平 式采 棉 机 采 摘 摘 锭 新 结构 及 参 数 优 化 米
周 扬 理 ， 孙 文 磊 ， 罗 小 磊
（ 疆 大 学 机 械 工 程 学 院 ， 新疆 乌 鲁 木 齐 新 ８Ｏ４） ３ Ｏ ７
摘 要 ：摘 锭 作为 水 平 式 采 棉机 的 关 键 采 摘 部 件 。是 决 定 棉 花 采 摘 效 率 与 采 净 率 的 重 要 因素 之 一 。 通 过 分 析 采 棉 机 摘 锭 的 工 作 原 理 ．针 对 其 主要 的 失 效 形 式 以及 现 行 存 在 的采 棉 机 摘 锭 的 主 要 问题 ．设 计 改 进 出摘 锭 新 结
裂 的棉 铃 中扯 出来 ，并 将 其 缠 绕 在 自身 的 工 Nhomakorabea作 表 面
上 。采 摘后 的摘 锭经 栅 板退 出采摘 室 ，并 由滚筒 送 人 脱 棉 区 ，高 速旋 转 的脱 棉盘将 摘 锭上 的籽棉 反旋 向脱
３ 摘 锭 有 限 元 分 析 ３ １ 建 立 模 型 ．
再 重 新进 入采 棉 室采棉 。
２ 摘锭 新 结构 设计
为 了便 于网 格 的划 分 ，对 螺 纹 进 行 必 要 的 简 化 ， 将采 摘部 分螺 栓上 的螺 纹去 掉 ，改为 同 等直径 的 突 出 的轴 ，而 锥齿 部分 的螺 纹孔 同样 改为 同等 大小 的 简单
由于采摘 棉 花时 ，摘 锭采 摘部 分与 棉花 棉铃 以及
１ 采 棉 机 水 平 摘 锭 的 工 作 原 理
水 平摘 锭式 采棉 机 工作 时 ，扶 导器 将棉 株扶 起 导 人采 摘 室 ，采棉 滚 筒 中水 平安 装 的摘 锭在转 动过 程 中 有规 律 地伸 出栅 板 ，相对 前进 方 向垂直 地插 入 到被挤
压 在采 摘室 中的棉株 里 ，高速 旋 转 的摘 锭将 籽棉 从 开
盘 、淋洗 板刷 也有 不 同程度 的摩 擦 ，因此 ，采 摘 部分
就会 逐渐 磨损 甚 至失 效 。
由于 目前 摘锭 的更 换是 将整 个摘 锭 的总成 部 分换 掉 ，加 之摘 锭基本 上 由 国外 进 口，价格 昂贵 ，因此 有 必 要对 现有 摘锭进 行 一定 程度 的结 构改进 。本 文 对 现 有摘 锭进行 了如下 改进 ：将 原先 的一 根整 体摘 锭 分成 两部 分 ，它们 之 间用 螺纹连 接 ，并利 用 自锁 ，使 采摘
０ 引 言
枝 叶之 间有 着 不 可 避 免 的 摩 擦 和碰 撞 ， 以及 与 脱 棉
新疆 作 为棉 花产业 的大省 ， 自然少 不 了机采 棉 的 普及 与 推广 ，但 我 国现 有的机 采棉 采摘 技术 不是 很 成 熟 ，特 别是关 键 部件 ，缺 乏 自主知 识产权 ，如水 平 式 采棉 机 的关 键部 件—— 摘 锭 ，其依 赖 于进 口，费用 较
第 ｌ 期 （ 第 １ ０期 ） 总 ７
２１ ０ ２年 ２月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ Ｅ ＮＧＩ ＥＲＩ ＮＥ ＮＧ ＆ ＡＵＴ（Ｍ ＡＴＩ ） ＯＮ
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文章 编 号 ： ６ ２ ６ １ （ ０ ２ ０ ０ ０ ０ １ ７ — ４３ ２ １ ） １０ １． ３
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孔 。同时 考虑计 算 机的运 算能 力 ，将整 个摘 锭 总成 的 固定 座 、耐磨 套 ， 座 套 去 掉 ， 以便 于 有 限元 分 析 。 、后 图 ３为 简化 后 摘 锭 的 三 维模 型 ，图 ４为 其 对 应 的结
构图。
３ ５ 划 分 网格 ．
采用 ＵＧ 自带 的 ３ Ｄ四面体 自动 网格划分 ，网格类 型是 １ 节 点四面体 ，设定 全局 网格单元 大小为 ２１Ｉ。 Ｏ ＩＩ ＴＴ 这样划分是 为 了使 有 限元 分析 更加 准确 以清 晰地 反 映 应力应 变情 况 。约束条件 及网格划分 如图 ６所示 。
／ 家大学生创新性实验项 目 ￣ －国
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收 稿 日期 ；２ １ —２ １ ０ １ １— ２
作 者 简 介 ：周 扬 理 （ ９ ０）男 ， 东 日照 人 ， 读 本 科 生 ， 业 为 机 械 工 程 及 自动 化 。 １ ９一 ， 山 在 专
２ １ 年 第 ｌ期 ０２
周 扬 理 。等 ：水 平 式 采 棉 机 采 摘 摘 锭 新 结 构 及 参 数 优 化
构 ，并 利 用 ＵＧ 有 限 元 分 析 模 块 对 摘 锭 新 结 构 进 行 了应 力 应 变 分 析 。通 过 设 置 关键 部 位 的 不 同 参 数 。分 析 比 较 了不 同参 数 情 况 下 的 应 力 应 变 ．进 而 得 出 了有 用 数 据 。为 摘 锭 结 构 的进 一 步优 化 提 供 了一 定 的理 论 依 据 。 关 键 词 ：摘 锭 ；新 结 构 ；ＵＧ 有 限元 ；应 力 应 变 ；采 棉 机 ； 参数 优 化 中 图 分 类 号 ：￥ ２ ． Ｉ ２５ ９ ｌ： ３ １ ７ ＴＰ ９． ７ 文献 标 识 码 ：Ａ
块 功能 ，分 析 比较不 同参 数 情 况 下 摘 锭 的应 力 应 变 ，
封套 去掉 ，直接将 摘 锭采摘 部 分末端 凸起 密 封 以阻 挡 外部 灰尘 的进 入 与 内部 润滑 脂 的流 出 。改进后 的摘锭
结 构见 图 １ 。
进 而为 该机 构 的参数 优化 提供 一定 的理 论基 础 。
利用 ＵＧ Ｍｏ ｅｉｇ模块 对 摘锭进 行 建模 及装 配 ， ／ ｄｌ ｎ 得 到摘锭 的 三维模 型 ，如 图 ２所示 。
３ ２ 简 化 分 析 模 型 ．
下 ，之 后摘 锭从 相对 静 止的 淋润板 下通 过 ，其 表面 上 的 泥污 和粘 附物 被 清 理 掉 ，同时 又 被 涂 上 薄层 液 体 ，
时摘 锭越 旋 越 紧，从 而不会 产 生松动 ，并 将原 先 的 密
高 ，在 一定 程度 上抑 制 了机采 棉技 术在 新疆 棉 花采 摘
产业 的推 广 。摘 锭是水 平 式采 棉机 采摘 滚筒 中的关键 部件 之 一 ，也是 决定 棉 花采摘 效率 以及 采净 率 的重 要 因 素之 一 ，本文 应用 ＵＧ 数字 化建模 和有 限元分 析模
水 平 式采 棉 机 采 摘 摘 锭 新 结构 及 参 数 优 化 米
周 扬 理 ， 孙 文 磊 ， 罗 小 磊
（ 疆 大 学 机 械 工 程 学 院 ， 新疆 乌 鲁 木 齐 新 ８Ｏ４） ３ Ｏ ７
摘 要 ：摘 锭 作为 水 平 式 采 棉机 的 关 键 采 摘 部 件 。是 决 定 棉 花 采 摘 效 率 与 采 净 率 的 重 要 因素 之 一 。 通 过 分 析 采 棉 机 摘 锭 的 工 作 原 理 ．针 对 其 主要 的 失 效 形 式 以及 现 行 存 在 的采 棉 机 摘 锭 的 主 要 问题 ．设 计 改 进 出摘 锭 新 结