采棉机摘锭控形控性及成型研究

发布时间：2020-05-10 14:30

【摘要】：针对国产摘锭采摘性能差,寿命短等问题,通过对摘锭形态变异分析确定摘锭钩齿的最优齿形。在籽棉缠绕阶段和脱棉阶段,以籽棉为对象进行受力分析,确定摘锭钩齿几何参数与缠绕摩擦力和脱棉摩擦力之间的数学关系;摘锭的性能决定了摘锭的使用寿命和经济成本,对摘锭的钩齿磨损、钩齿折断及头部断裂三种失效形式进行分析,得出摘锭失效的主要原因;通过对摘锭Cr涂层处理时的温度控制改善其内部组织,提高摘锭Cr涂层耐磨性,并提出采用激光熔覆强化摘锭表面的方法;对常见摘锭材料20Cr、20CrMnTi、20Mn在同等载荷下进行数值分析,确定最适合摘锭的材料;以摩擦理论为前提以强度理论为基础优化摘锭参数,提高摘锭的使用性能和寿命。针对国产摘锭加工精度差,加工效率低等问题,对摘锭加工工艺分析,提出采用锯片铣刀组对摘锭钩齿群一次成型的方法;通过对钩齿群专用刀具模型分析,进一步确定成型法对摘锭钩齿群加工的可实现性;建立了钩齿群专用成型设备模型,为后续摘锭制造智能装备的研发奠定理论基础;以摘锭几何特征为条件建立刀具加工的姿态矩阵;以三自由度可变轴为分析对象,并相对世界坐标进行坐标变换,建立变换矩阵,根据姿态矩阵和变换矩阵相等的关系求得保证加工姿态三自由度可变轴的关节角度;采用MATLAB机器人工具箱完成三自由度可变轴动力学仿真,验证其动力学分析的正确性。采用ANSYS对摘锭相同工况下常见摘锭基材应力应变分析确定最适合摘锭的材料;采用UG运动仿真模块的运动过程干涉功能,将加工刀具与虚拟毛坯按照摘锭加工过程发生干涉,对比干涉成型零件和摘锭三维模型的一致性,验证机床设计,刀具设计及刀具加工路径规划的正确性;通过对国产摘锭和进口的截面对比分析,确定国产摘锭气孔较多,渗碳不均,渗碳层和镀铬层厚度不等且有较多微裂纹是国产摘锭使用性能差的主要原因;在数控车床上模拟摘锭采摘过程,探究籽棉纤维的变化情况。
【图文】：

采棉机,棉铃,收获机,梳齿

图 1-1 采棉机分类棉铃收获机主要包括梳齿式采棉机和摘辊式采棉机两种，它是一次性将全或半开的棉铃全部摘取，通过清铃机清除壳铃最终获取棉花。其中，梳齿式采机通过梳齿见的缝隙将棉铃导入梳齿中，通过采棉机的移动将棉铃从棉株上摘下来。棉铃收获机采摘的棉花含杂率高，后期需要清铃机处理，成本较高，质也较差，使用并不广泛。水平式采棉机是目前使用最广泛的采棉机，虽然机械结构复杂，维护成较高，，但是相对而言采摘效率较高，含杂率低，采摘棉花质量较好。图 1-2 和1-3 分别是美国约翰迪尔 7760 打包采棉机和我国贵航自主研发的水平式采棉机水平式采棉机工作基本原理如图 1-4 和图 1-5 所示，采棉机在工作时通按 5-6km/h 的速度匀速前进，扶导器将棉株压缩并引入到由固定护板围成的采区域，高速旋转的摘锭被旋转的滚筒带入棉区按照特定的轨迹伸出栅板，伸入区与全开的籽棉接触，利用钩齿挂住籽棉将籽棉缠绕并使籽棉与壳铃分离，然

采棉机,水平式

棉铃收获机主要包括梳齿式采棉机和摘辊式采棉机两种，它是一次性将全开或半开的棉铃全部摘取，通过清铃机清除壳铃最终获取棉花。其中，梳齿式采棉机通过梳齿见的缝隙将棉铃导入梳齿中，通过采棉机的移动将棉铃从棉株上摘取下来。棉铃收获机采摘的棉花含杂率高，后期需要清铃机处理，成本较高，质量也较差，使用并不广泛。水平式采棉机是目前使用最广泛的采棉机，虽然机械结构复杂，维护成本较高，但是相对而言采摘效率较高，含杂率低，采摘棉花质量较好。图 1-2 和图1-3 分别是美国约翰迪尔 7760 打包采棉机和我国贵航自主研发的水平式采棉机。水平式采棉机工作基本原理如图 1-4 和图 1-5 所示，采棉机在工作时通常按 5-6km/h 的速度匀速前进，扶导器将棉株压缩并引入到由固定护板围成的采棉区域，高速旋转的摘锭被旋转的滚筒带入棉区按照特定的轨迹伸出栅板，伸入棉区与全开的籽棉接触，利用钩齿挂住籽棉将籽棉缠绕并使籽棉与壳铃分离，然后
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S225.911

【参考文献】