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。     

自走式采棉机摘锭的磨削性聚类分析

以自走式采棉机的摘锭部件为研究对象,考虑到摘锭在工作过程中高速旋转,摩擦大,所以在生产加工中首先解决的就是材料的选择问题.为此,通过模糊聚类的分析方法,计算和分析摘锭在加工工艺过程中的磨削性.同时,对5种不同的技术材料工艺性能进行对比,为摘锭在工艺的材料选择上提供理论依据.     

基于Pro／E的采棉机水平摘锭的三维建模

摘锭是采棉机的主要工作部件,传统研究方法是以二维平面图来表示其结构,非常抽象且不便于修改。为此,利用Pro/E对水平摘锭各零件进行三维建模、虚拟装配、模型分析和动态仿真。结果表明,研究人员可以充分利用Pro/E单一数据库管理技术,通过改变尺寸参数来方便地修改和更新零件,还可以观察零件间的相互位置关系、运动状态和进行应力分析,为后期的材料分析提供良好的基础。     

摘锭式采棉机配套残膜分离试验装置设计

新疆棉花采用地膜覆盖的种植模式,在机械化采收过程中混入部分残膜,降低了机采籽棉质量等级。为了能够从源头上消除机械化采收过程中带入的残膜,采用正压风力和网状滚筒相结合的方式设计了适合于摘锭式采棉机的籽棉残膜分离机。为此,阐述了残膜分离机整体结构、结构参数、工作原理和各组成部分的设计。通过仿真分析对样机进行了优化,对优化后的残膜分离机进行过试验验证。结果表明:该机设计生产率平均达到336kg/h,残膜分离率平均能够达到68.91%。     

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。     

水平摘锭式采棉机的研究现状及发展趋势

目前,国内市场上采棉机主流产品主要有美国迪尔公司、凯斯公司和贵航集团生产的水平摘锭式采棉机。国产采棉机虽各项性能都能满足要求,但与美国产采棉机相比还有一定的差距,关键零部件仍依赖于进口,使用成本大大增加。本文通过对水平摘锭结构分析,解释水平摘锭式采棉机的工作原理,分析我国采棉机发展现状以及现阶段水平摘锭研究所遇到的难点,为我国采棉机实现完全国产化提供理论依据。     

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。     

水平摘锭采棉机采摘机理及采摘力学分析

现代采棉机发展方向是一次性采收的水平摘锭自走式大型机,摘锭是采棉机的核心部件,其工作性能的好坏直接影响到采棉机的采收效果。本文主要分析了水平摘锭式采棉机的采收机理和摘锭的力学性质,并建立了籽棉纤维绕入摘锭时的力学条件及摘锭的力学模型,从而为研制性能优良的国产采棉机创造条件。     

采棉机水平摘锭的有限元分析及结构优化

水平摘锭的结构参数对于采棉机生产效率和工作性能的提高起着关键的作用。为了得到合理的结构参数,通过建立水平摘锭的力学模型,结合摘锭实际工作过程,分析摘锭受力情况,针对其摘锭失效形式,构建钩齿角度为55°、60°、65°、70°和摘锭直径为12、14mm正交组合的三维模型。同时,对建立的三维模型进行有限元分析,比较不同结构参数优化组合后的应力应变情况,确定摘锭钩齿角度与摘锭直径合理的结构参数组合,为增加采棉机水平摘锭的使用周期以及对水平摘锭在国内的研究探索提供相关的理论依据。     

采棉机摘锭的三维虚拟建模及有限元分析——基于SolidWorks软件

运用Solidworks软件对采棉机摘锭进行三维虚拟建模,并利用软件中的COSMOSXpress分析程序,对摘锭的径向受力和扭矩进行有限元分析,并对摘锭的材质、约束和载荷进行设定,通过分析结果对设计进行优化和改进,在确定材料的环境中优化尺寸参数,精确分析各零件的相对位置及运动状态,为加工工艺的分析提供良好的基础.     

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。     

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。     

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。     

采棉机机头座管加工工艺分析及夹具设计

本文着重介绍了新疆采棉机机头的重要零件—座管的加工工艺和夹具设计过程。     

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。     

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。     

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。