摘锭式采棉机摘锭试验台测控系统设计与研究

为能够更好的监测摘锭式采棉机摘锭在采摘过程的工作状态,得到动态采摘过程中摘锭对棉花的采摘力学特性。在单摘锭试验台的基础上,重新优化原有的设计结构,研制出基于LabVIEW的摘锭试验台测控采集系统。该系统主要有驱动控制部分、数据采集、保存和上位机三部分组成,可以实时显示采集摘锭转速,输送进给速度,电流、电压和扭矩等数据和工作状态检测,且对数据进行保存的功能。测试表明:采摘装置的转速差<3%,空载时,试验台的各项参数稳定可靠,测量准确;采摘时,扭矩的范围在0.15～0.17 N·m,籽棉与铃壳的分离力约为1.32～1.47 N。本研究可以为摘锭式采棉机采摘机理和工作参数优化提供理论基础。     

水平摘锭钩齿磨损的评价与分析

摘锭是采摘头上最基本的工作部件,缠绕棉花时会引起摘锭钩齿磨损,直接影响棉花采摘质量和采摘效率。结合摘锭钩齿的结构特点,利用体视显微镜观察钩齿磨损情况,取钩齿磨损面积作为评价与分析的主要指标,揭示摘锭钩齿磨损轮廓的面积分布情况与磨损变化规律,为摘锭采摘机理和摘锭磨损失效机理的研究提供参考依据。     

水平摘锭运动轨迹的分析

摘锭是采棉机最核心的工作部件,是唯一在棉株中运动采摘部件,其运动轨迹直接影响采摘质量。通过对摘锭在棉株中运动原理进行分析,为了能够从棉株中顺利摘棉,以对摘锭的位置要求来确定控制摘锭运动的重要部件导向槽的轮廓曲线。     

统收式采棉机采摘头的设计与采摘性能试验研究

针对统收式采棉机采摘特点和要求,利用现代设计方法,对采摘头部分进行了结构和参数设计,确定了采摘滚筒的长度和半径、工作倾斜角度、摘锭的结构和安装尺寸、排列方式和摘锭间距等一系列参数;同时,利用正交试验方法,对采摘头采摘性能进行了试验研究。结果表明:影响采摘性能的主次因素分别为摘锭间距、采摘滚筒的转速和摘锭圆周排列数量;当采摘滚筒的转速为500r/min、摘锭圆周排列数量为6、摘锭间距为60时,采净率达到93%以上。该试验为采摘头的进一步优化提供了依据。     

基于机构组合与变异方法的采棉机摘锭形态变异研究

摘锭是水平摘锭式采棉机的核心部件,是决定棉花采摘效率与采净率的关键因素之一,其形态布局合理性直接影响采摘性能。进口摘锭虽然有较好的工作性能,但是价格高且维修困难,因此摘锭的国产化迫在眉睫。为此,根据机构组合与变异方法对摘锭形态进行变异演化,提出新形态摘锭,并对新形态摘锭数字化建模,然后通过有限元分析软件对新形态摘锭进行分析,将分析结果与现役摘锭作对比,为国产化摘锭的设计研究提供了基础。     

基于遗传算法的采棉摘锭轨迹综合研究

摘锭是水平摘锭式采棉机的核心采摘部件,是棉花采摘过程中的主要执行机构,其运动轨迹的合理性将直接影响棉花采摘效率与采净率。为此,利用ADAMS软件对水平摘锭式采棉机摘锭采摘轨迹进行仿真分析,利用解析法中的复数适量法从机构学分析的角度对采摘机构中的导向槽、曲拐进行等效替代,转化为平面四连杆机构,根据遗传算法建立轨迹综合优化模型,导入MatLab求解对摘锭相对轨迹综合演化,为国产采棉机实现以轨迹为基础的创新设计提供理论依据。     

采棉机单摘锭试验台采摘过程试验分析

利用单摘锭试验台和高速摄像系统,对摘锭的整个采摘过程进行实时拍摄,研究分析影响采棉机采净率的主要因素有:水平摘锭转速、棉花进给速度、水平摘锭本身的材料和制造工艺、棉花开放状态、摘锭工作时和棉花之间的角度、棉绒含水率等。但每个因素作用的程度不同,在试验过程中不可能对每个因素都进行试验分析,所以把摘锭转速和棉花开放状态作为试验目标,采取单因素法进行研究。     

水平摘锭式采棉机摘锭采棉的缠绕模型研究

在采棉机采摘室内摘锭停留的时间是有限的,要将比原来长数倍的棉花采摘下来,摘锭需要完成一定的转数。为此,以摘锭接近棉桃的方向和相对位置为依据,将摘锭采棉的缠绕模型分为重叠式和螺旋式两种,推导出棉花纤维条绕摘锭的理论转数公式,在理论上确定摘锭采棉时所需的最少转数。同时,利用摘锭转速和最少转数确定摘锭采棉时所需的时间,结合仿真分析找到摘锭转速、滚筒转速和机走速度之间合理的调整方式,使摘锭在有限的时间内完成一定的转数,保证棉花能被完整地采摘,旨在为进一步探明和掌握摘锭采摘机理的奠定基础。     

采棉机采摘滚筒运动规律的研究

针对我国采棉机的发展现状,着重对水平摘锭式采棉机的采摘原理及运动规律进行研究,建立运动仿真整体模型;在运动仿真模块中得到导向槽轮廓线,提取轮廓线数据;在Matlab的基础上对所提取的数据进行处理,应用其得出的函数表达式在三维建模软件中进行重建。在运动仿真模块中,得出水平摘锭在整个采摘运动过程中的位移、速度和加速度曲线波动图,并对其进行探讨分析,为研究采摘滚筒水平摘锭采摘运动规律提供有益的参考。     

水平摘锭式采棉机采棉头刮棉装置的设计

正0引言水平摘锭式采棉机利用棉花相互缠绕及易向任何粗糙表面缠挂的特性,通过使用高速旋转带钩齿的摘锭将棉花从棉铃中缠绕采出~([1]),因其田间适应性好、采摘质量有保障、采摘效率高,具有多次采收能力等特点,在我国广泛应用,目前国内以水平摘锭式采棉机为主~([2-4])。每个采棉头上都可安装刮棉装置从而提高棉花采收效率。在采棉头工作过程中,     

水平摘锭式采棉机采摘机构运动特性研究与试验

为探究速比系数对采棉机采摘特性的影响,本文建立采摘头采摘机构的运动模型,得出摘锭末端点运动轨迹方程,并结合新疆机采棉种植模式分析了摘锭运动轨迹对棉花采摘质量的影响。利用SolidWorks软件建立采摘机构三维模型,导入Adams软件对采摘机构进行运动学仿真分析,仿真结果为:当速比系数1.15<λ<1.3时,采摘机构形成的运动轨迹较好,有利于采棉机采摘。使用棉花采摘性能试验台进行采摘试验验证,试验结果表明,当速比系数1.15<λ<1.3时,棉花采净率均大于93%,撞落棉损失率均小于2.5%,采摘质量均满足棉花收获技术要求,试验结果验证理论分析和运动仿真的正确性,可为采棉机速度匹配和采摘机理提供理论依据。     

表面处理提升采棉机摘锭耐磨性能

新疆是我国总产量排名第一的棉花生产基地。近年来,随着采棉机械的发展,棉花的机械化采摘程度逐年提高。摘锭作为采棉机的核心部件,其在工作过程中与棉花摩擦缠绕进行作业,采棉时经常出现疲劳、磨损和断裂等失效现象。目前国内的摘锭主要从美国进口,价格昂贵,因此有必要对摘锭的耐磨性能进行深入研究。针对摘锭磨损大、效率低的难题,本文结合水润滑摩擦、金属表面浸润特性研究提出了一种在摘锭表面切割螺旋槽的方法,该方法能够改善其浸润特性,降低磨损、延长使用寿命,为提高采棉机摘锭的耐磨性能提供了新的思路。     

基于ADAMS的采棉机摘锭运动规律分析及轨迹仿真

机械采棉已经成为棉花采摘发展的必然趋势,而采棉机目前仍依赖进口。进口采棉机具有较好的使用性能,但其关键部件摘锭不仅价格高而且维修困难,因此采棉机国产化首要解决的是采摘关键部件及摘锭结构优化问题。为此,主要对采棉机摘锭运动规律进行分析,基于ADAMS对采棉机采摘头关键部件摘锭进行运动轨迹仿真,获取了相关参数和轨迹,实现以轨迹为基础的创新设计。同时,判断采摘机构设计合理性,为国产采棉机采摘部件设计提供研究基础。     

水平摘锭式采棉机摘锭轨迹特性研究——基于ADAMS与MatLab

水平摘锭式采棉机是一种高精度、高精准作业要求的大型棉花收获机械,其关键部件-采头机构(尤其是摘锭)的运动合理性直接影响采摘性能。为此,通过对水平摘锭式采棉机进行采头功能分析,以掌握其结构组成原理,为采头进行数字化建模与传动分析做准备;然后,利用ADAMS对摘锭轨迹进行仿真获得轨迹曲线;最后将仿真轨迹曲线数据信息导入Mat Lab获得曲线多项式,以此来研究探索摘锭运动的规律及其对摘锭采摘性能的影响。该研究为提高国产采棉机采摘性能提供参考。     

水平摘锭式采棉机的摘锭磨损因素分析与研究

摘锭是采棉机采头中的核心部件,它的主要功能是将棉纤维和棉株进行分离。一般摘锭磨损是由磨料磨损和疲劳磨损共同作用造成的,当摘锭磨损严重时,会出现采净率下降,落地棉增多的现象,严重影响机采棉作业质量,而摘锭的主要失效形式为磨损,只有少数存在断裂的情况。通过研究磨损形式的失效方式,在SolidWorks中建立摘锭的三维模型并对其进行有限元分析,得出摘锭磨损的一般规律,并验证与实际情况相符,为采棉机摘锭磨损分析提供理论依据,对摘锭的涂层处理提供理论指导。     

滚筒式软摘锭采摘头的设计

阐述了软摘锭采棉机采摘头的工作原理及基本结构,并介绍各组成部分的设计过程。田间测试表明:该采摘头配置的采棉机具有良好的适应性,符合新疆采棉机实际工作要求,具有广阔的市场前景。     

基于表面微观结构对采棉机摘锭浸润特性的研究

新疆是我国最大的棉花生产基地,2018年其棉花总产量为511.1万吨,占全国棉花总产量的83.8%,连续24年来新疆棉花的产量、商品调拨量位居全国第一~([1-2])。随着采棉机的发展,机械化采摘已成为棉花采摘的有效方法和重要途径,新疆兵团部分团场已实现100%机械化采收,整体达到85%以上。摘锭是水平式采棉机的关键零件,在工作时其表面易粘附硬质颗粒,与硬质棉秆接触导致磨损严重,降低使用寿命,影响采棉效率和采净率~([3])。针对以上问题,本文提出一种新的提升采棉品质、降低磨损的摘锭结构:在摘锭表面加工出沟槽,改善摘锭的浸润特性,使水能够在其表面形成一层薄膜。阻止棉花和摘锭之间直接接触,降低摘锭磨损,提高使用寿命。     

水平摘锭采棉理论分析与试验

采棉机作业效率主要与采棉头的滚筒转速、座管列数和摘锭转速等参数有关,且滚筒与摘锭的转速比为固定值。本文选择摘锭转速为研究对象,从摘锭顺利摘取棉花、绕尽单个棉瓣、棉籽甩离损失3方面进行理论分析,得到满足采棉要求的转速理论条件。根据已知摘锭参数及棉花力学特性等,计算出摘锭转速为3000～4000r/min。为了验证理论分析得出的摘锭转速范围,搭建单摘锭室内试验装置,以单朵棉花的采净率、采摘时间、功率消耗和棉籽甩离率为评价指标,分为1000、2000、3000、4000、5000、6000r/min 6个试验水平进行转速单因素试验。根据试验结果,建立多指标优化数学模型,在摘锭接近籽棉速度约为0.2m/s、棉籽甩离率不大于2.5%、采净率不小于90%的条件下,摘锭转速范围为3600～3700r/min,与理论分析结果相吻合,满足棉花采摘要求。     

新疆生产建设兵团棉花生产机械化技术

<正>1采棉机械采棉机按采摘部件的工作原理及结构可分为两大类:一是美国约翰·迪尔公司、凯斯公司的水平摘锭自走式采棉机,二是前苏联(现乌兹别克斯坦)塔什干棉花机械局(联合体)设计制造的垂直摘锭自走式采棉机。至今两种类型的采棉机在生产中均有近70年的应用时间。其中水平摘锭式采棉机应用的地域较广,覆盖了美国、澳洲、巴西及以色列等世界主要产棉区,垂直摘锭自走式采棉机仅在前苏联棉区应用,新疆生产建设兵团引进垂直摘锭采棉     

前苏联对新原理采棉部件的探索(续)

3摆动齿片摘锭式采摘器该采摘器是原苏联中亚农业机械化电气化研究所于1989年至1990年研制用于分次采摘棉花的新原理采棉工作部件。结构：这是一种机械气吸原理采摘器。由于初步试验目的只限于对采棉和脱棉的可能性及对棉纤维和棉子是否有损伤的探讨,所以只先研制了在室内试验台试验的采棉工作部件。这是一个在接棉室一侧开口上装有四根扁管形垂直摘锭的装置（图1）。在扁管搞锭体上从上到下装有许多层搞棉齿片（图2）。齿片左右两端具有方向相反的尖齿。四个搞锭的顶部,通过曲柄连杆机构用1千瓦的电机带动做往复扭转,从而使搞锭上的齿片…