统收式采棉机机载清杂系统的研究设计及其动力学分析

发布时间：2019-08-02 10:18

【摘要】：中国是世界上生产棉花的大国之一，而新疆是我国优质商品棉的生产基地和出口基地，同时也是我国唯一的长绒棉生产基地。棉花的种植面积和种植产量已经连续多年位居全国首位，而由于收获期集中、劳动力短缺致使每年的大量棉花得不到及时采摘。因此，棉花机械化和自动化采收，是实现棉花产业化发展的重要途径。多年来少数国家垄断了采棉机制造的核心技术，机型单一价格昂贵，这远远不能满足新疆地区的实际生产需要。因此，研制具有自主知识产权、打破市场的垄断、生产性价比高的国产采棉机，推动国内采棉机的发展，意义重大。本文研究的统收式采棉机便是对该思路的一个大胆尝试，通过现代机械设计方法和研究分析方法，对输送系统和六滚清杂系统进行研究和改进，旨在保证统收式采棉机高采净率的前提下，减小输出棉花的含杂率。具体研究内容简单介绍如下： （1）分析了国内外清杂系统的研究现状和发展动态，明确了现有机型清杂系统的工作结构与原理，，提出了本文的研究内容、方案和研究目标，之后分析了杂质的形成与清杂条件进而研究了清杂原理和清杂方法，结合统收式采棉机自身的特点，采用气力和机械协同清杂的方法，确定了清杂系统的整体方案。 （2）从采摘棉混合物物料特性的测定入手，采用随机抽样测算了中棉293和中棉486的各物理量，测试了其悬浮特性、物料密度、采摘物质量和含水率等，为气力输送系统的管道设计、结构设计和参数确定奠定了研究基础。 （3）通过对比分析的方法，确定了风送清杂系统的基本结构和相关参数，包括物料输送量、输送过程中物料的压力损失以及输送管道的曲率半径、风机的型号等，利用Solidworks软件建立了风送系统三维模型，利用Fluent软件对风送系统的流场进行数值模拟和分析。 （4）结合统收式采棉机的特点，根据清杂系统的设计原则和技术要求，运用Pro/E软件对六棱柱型六滚清杂机构和刺钉、格条栅等进行了分析设计、优化相关参数。利用Adams软件分析了刺钉滚筒在受不同作用力时的振动情况和在不同转速条件下，棉花的运动情况。得到滚筒的转速越大，棉花的运动也越剧烈，随着转速的继续增加，棉花的运动逐渐趋向于有规律的变化。 本文的研究结果对统收式采棉机机载清杂装置的设计和优化具有实际指导意义，为今后籽棉清理机械的研制提供理论依据和科学指导。
【图文】：

1.间道活门 2.开滚设备 3.尘格 4.废棉箱 5.豪猪打手 6.供棉罗拉 7.棉箱 8.下摇栅 9.上摇栅 10.凝棉器 11.间道活口 12.输棉管 13.出棉管图 1-1 苏联 OH-6-Y 型六滚筒清棉机Fig.1-1 The six cylinder picker of OH-6-Y in the Soviet Union 国内研究现状我国的采棉机研究 1950 年起步，一直就受国外采棉机的影响。上世纪 80 年的棉机种类单一，主要靠仿制苏联的设备或者直接进口，研制仅仅停留在单机代末，山东棉花机械公司在相关单位的协助下，率先研制出了 121 轧花新工艺设备，并于 1990 年 11 月底通过了国家级验收[24]。之后，邯郸棉花机械厂生产 型籽棉清理机。再之后，山东棉花机械公司、河北邯郸棉花机械厂和中棉工业引进、研制出新设备。目前国内的棉机公司有 100 家左右，主要代表包括山东公司、河北邯郸棉花机械厂和中棉工业公司，生产的机械有籽棉清理机、清分离器、倾斜式籽棉清理机、提净式籽棉清理机和冲击式籽棉清等，原理与国清理机械大致相同[25]。新疆方面，1995 年兵团机采棉试验项目立项。投入资金元进行机采棉棉种选取试验，机采棉栽培模式实践，机采棉选择脱叶剂的应用经过十几年的探索，取得了棉花机械采收大量经验，机械化采收棉种植体系基

图 1-2 籽棉分离器Fig.1-2 Seed-cotton separator图 1-3 倾斜六滚籽棉清理机Fig.1-3 Tilt to one side six gun seed-cottoncleaner
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S225.911

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本文编号：2522053