打包采棉机打包机构关键部件轻量化设计

为进一步改善打包采棉机打包机构的工作性能,以联合生产的4MZD-6型打包采棉机打包机构的关键部件摇臂组件为研究对象,结合尺寸优化和拓扑优化对摇臂组件进行轻量化设计,对优化前后的静动态特性进行对比分析。结果表明,摇臂组件质量减少9.46%,总质量减少23.6kg;优化后摇臂组件最大变形量基本不变,最大等效应力降低13.34MPa,固有频率有所增加,摇臂组件静动态特性得到进一步改善。实际工程应用证明了轻量化设计结果的有效性与可行性,可为打包采棉机其他结构或其他农业机械的轻量化设计提供方法指导。

基于ANSYS的采棉机分风箱应用研究

气力输送系统是采棉机工作部件中的重要系统之一,分风箱是气力输送系统中重要的组成部分,分风箱将风机出口处的风量分配给采棉机的采摘装置,分风箱结构对风机风量的分配起到重要作用。构建了两种不同结构的分风箱模型,采用ANSYS软件对不同结构的分风箱内部风速和风压的差异进行数值模拟,对分风箱的速度矢量云图、风压云图及各个出口平均风速进行了分析。结果表明,在能满足风速要求的前提下,模型Ⅱ的结构更加合理。

基于传感控制的自动采棉机系统设计

为了实现棉花依据成熟度进行采摘,基于图像传感器设计图像处理方法,完成棉桃图像特征提取,进而实现棉花成熟度评估和空间棉桃定位。采用HSV方案进行图像灰度处理,采用二维大津法进行图像分割,提取棉桃特征参数。对成熟棉花和未成熟棉花图像样本分析发现,棉桃图像轮廓周长L和面积S比大于0.31时棉花成熟,从而建立棉花采摘标准,并采用双目图像系统,实现目标棉桃的图像坐标向空间坐标的转换。对图像分割精度,棉桃提取精度和视觉定位精度进行测试,结果表明:系统具有较高的可靠性。

一种面向对象方法的智能采棉机控制研究

以智能采棉机行驶速度控制为研究对象,对采棉过程中输棉管路流量进行监测,当满足输棉管路负荷堵塞条件时,调整采棉机行进速度,保持最优输棉管路流量。基于面向对象技术,以输棉管路流量是否堵塞为控制目标,采用PID模糊控制器对采棉机行进速度进行自适应调整。仿真与田间试验结果表明:此控制方法能够有效实现采棉机的行驶速度自适应调节,且能够根据输棉管路流量负荷程度自主进行行进速度调节,保证采棉机高效作业。

采棉机输棉系统的研究现状与分析

输棉系统是采棉机的核心系统,对其研究可提高输棉系统输送能力、降低堵塞率和提高作业效率等方面起着重要作用。本文介绍了采棉机输棉系统的分类和工作原理,系统阐述了采棉机输棉系统的研究发展现状,分析了输棉系统存在问题并提出解决方法,这为今后我国采棉机输棉系统的研制和发展提供技术支持。

机采棉品种--湘XH50

湘XH50是长江流域首批通过国家审定的早熟转基因抗虫常规棉品种,审定编号为国审棉20210034,在长江流域棉区夏播生育期103天。湘XH50株型紧凑,株高92.1厘米,果枝短、上举,茎秆粗壮,茸毛少,叶片较大,叶色较浅,果枝始节位5.8节;单株结铃13.3个,铃卵圆形,单铃重4.9克,衣分42.4%,子指11.2克,霜前花率95.2%。出苗好,长势强,整齐度好,开花结铃集中,吐絮畅,耐枯萎病(相对病指14),耐黄萎病(相对病指26.1)抗棉铃虫。

海岛棉种质资源机采农艺性状相关性分析

【目的】分析海岛棉种质资源机采农艺性状,为机采海岛棉亲本选配和品种培育储备候选材料。【方法】选取125份零式果枝海岛棉种质资源为研究对象,对机采海岛棉农艺性状进行变异系数、遗传多样性、相关性、主成分和聚类分析。【结果】125份海岛棉种质资源间差异大,种质资源多样性丰富。12个性状变异系数在3.54%~23.85%,遗传多样性指数在1.96~2.10,株高与始果枝高度、始果枝节位、铃重呈极显著正相关,始果枝高度与始果枝节位、铃重呈极显著正相关,中部果枝长度与中部果枝夹角、下部果枝长度、下部果枝夹角,呈极显著正相关;12个机采海岛棉农艺性状转化为6个主成分累计贡献率达到了78.59%,分别为始果枝高度因子、果枝因子、茎粗因子、衣分因子、铃数因子和铃重因子;125份海岛棉种质资源分为五个类群,其中第Ⅴ类群机采性状表现良好,代表品种为新海43号、新海55号、石河子V7-4、K426、新78、16DJC01、新库K2442、新库198-1。【结论】125份海岛棉种质资源多样性丰富,第Ⅴ类群机采性好,获得了21份机采性好的海岛棉育种材料,可以作为创制机采棉的基础材料。

基于平行轨迹导航的采棉机自动对行控制方法

为解决传统人工操作采棉机长距离对行作业时存在劳动强度大、作业速度受限和效率较低的问题,利用棉花采用卫星导航平行精准播种的特性,提出了一种基于平行轨迹导航的采棉机自动对行控制方法。首先,人工驾驶采棉机完成首行对行作业,记录RTK定位轨迹数据,并进行线性拟合,得到参考导航线斜率;然后,对后续各行收获时,在任意起点对齐待收获的棉花行,由起点坐标和参考斜率计算得到平行导航基准线;最后,采用速度自适应纯追踪算法,实现采棉机自动对行。田间试验表明,该方法能够从任意行起始位置开始自动对行,不同速度下,平均绝对横向偏差为2.91cm,最大绝对横向偏差为9.22cm,平均标准差为1.80cm,控制性能均优于手动对行,满足采棉机对行精度要求。相对机械触碰式自动对行方法,该方法不受缺株歪株影响,并且在较高速7km/h行驶时仍能保持良好的对行精度。

基于SE-SBM的机采棉加工工艺配置效率评价

针对目前机采棉加工工艺优化过程中缺乏从系统角度定量评估工艺配置效率的情况,把机采棉加工工艺系统看作一个具有输入输出的系统,以机采棉生产投入、工艺配置情况作为输入指标,以机采棉加工质量和皮棉产量等产出水平作为输出指标,建立了基于SE-SBM(Super Efficiency Slacks-based Measure)的工艺配置效率评价模型。以新疆某棉花加工企业的9条机采棉加工生产线为例,通过收集数据和利用DEA-Slover5.0软件计算,对其工艺配置效率进行了评估和比较,再根据所得结论确定了改进方向和额度,并提出了有针对性的建议。所构建的指标体系和评价方法可用于评估不同机采棉加工生产线的工艺配置效率,能为实施机采棉加工工艺设计和优化改进提供决策参考。

种植密度和品种对北疆机采棉营养器官形态结构及产量的影响

【目的】探究种植密度和品种对北疆机采棉营养器官形态结构及产量的影响。【方法】分别于2022年、2023年在乌兰乌苏农业气象试验站、玛纳斯农业试验站进行大田试验,选取2个棉花品种——中棉所127(V1)和欣试518(V2),设计3个种植密度分别为11株·m^(-2)(D1)、22株·m^(-2)(D2)和28株·m^(-2)(D3)。比较不同处理对棉花主茎与果枝的叶长、叶柄长、叶柄直径、节间长和节间直径以及产量性状的影响。【结果】2022年和2023年V1分别在D1和D2处理下的主茎和果枝的叶长、叶柄长以及节间长最小。2022年V2在D3处理下的主茎和果枝的叶长、叶柄长、叶柄直径及节间长均最小;2023年V2在D3处理下的主茎和果枝的叶柄长及节间直径最小。2022年在同一密度下,主茎和果枝的叶长及节间长均表现为V1≥V2;2023年在同一密度下,V1和V2的主茎和果枝的叶长、节间长和节间直径均无显著差异。2022年和2023年在同一密度下,V2的衣分均显著高于V1。2022年2个品种以及2023年V2的籽棉产量和皮棉产量均随种植密度的增大而增加。V1D3处理的籽棉产量在2022年最高,在2023年也较高;V2D3处理的皮棉产量在2年试验中均最高。【结论】本试验条件下较优的种植密度为28株·m^(-2),欣试518的皮棉产量更高。本研究结果可为完善CottonXL棉花功能结构模型提供数据支撑,为北疆机采棉适宜品种、密度的选择提供参考。

影响新疆机采棉品质的因素分析

新疆棉花生产已基本实现全程机械化,其品质优劣直接影响棉农收入和纺织企业产品质量,而影响机采棉品质的因素涉及种植、收获、加工、流通等多个环节。从棉花品种、田间生产管理、机采清选3个方面总结了影响新疆机采棉品质的因素及相关研究进展,旨在为提升新疆机采棉品质提供依据。

基于标识解析的机采棉质量数据追溯方法

机采棉加工检验环节作为农业和工业数据交汇的关键节点,其数据来源不一且类型多样,无法及时有效对存在质量问题的机采棉数据进行溯源与根因分析。为实现机采棉产品全流程质量信息溯源,以机采棉加工检测过程为研究对象,设计了一种基于标识解析的棉花加工环节业务模型;并构建了基于标识的元数据映射关系结构化数据溯源方法;然后,将数据仓库中的各种棉花数据表全量导入元数据管理平台,支持通过Hive语句构造、增量同步等手段存储全量信息表和字段的元数据结构映射关系;最后,采用聚合查询方法并保留表与字段间的血缘结构,有效地对元数据库中业务模型的数据进行搜索与查询,帮助数据分析人员快速定位到问题数据的来源和加工检测过程。

采棉机风机叶片优化与流场分析

风机作为采棉机气力输送系统的核心部件,其性能优劣将影响采棉机的作业效率。为提高采棉机气力输送系统的最大风量,针对采棉机用多翼离心风机叶片进行优化设计。为了获得代理模型所需的基本数据,建立了CFD数值模型并采用拉丁超立方实验在设计空间内生成20组样本。基于样本数据,建立了出口风量与设计变量的近似模型,采用智能优化算法获得最优设计方案。优化后的设计方案相较于原型机,出口风速明显增大。CFD数值计算分析风机的动态特性,结果表明,在多转速工况下风量均有明显提升,其在额定转速工况下,风量提升17.27%。

采棉机机架模态分析与优化

采棉机在工作时,会因载荷激励而导致机架振动,当激励频率在机架固有频率范围内,会产生共振现象,对采棉机产生影响。为提高采棉机工作性能,对采棉机机架进行模态分析,得到机架前6阶模态参数,通过分析振源激励特性,发现机架一阶和四阶模态频率处在振源激励区间,将其与机架质量设为优化目标,机架各尺寸设定为设计变量;对机架进行灵敏度分析,基于CCD抽样设计并运用Kriging方法拟合响应面,运用多目标遗传算法得到5个优化方案,结合熵权法与线性加权法,其中方案1综合得分最高是最佳设计方案。优化后机架一阶模态频率97 Hz降低到91 Hz,四阶模态频率225 Hz增加到230 Hz,远离发动机激振频率100 Hz和220 Hz;质量为688.8 kg降低1.5%。经静力学与谐响应分析验证,优化后的机架满足工作要求。

专利视角下采棉机关键技术分析

采棉机是支撑农业现代化的重要高端装备,产业发展前景广阔。梳理了采棉机关键技术专利申请脉络,分析采棉机关键技术发展现状及发展趋势,为掌握采棉机行业发展态势、把握技术热点提供建议,为采棉机专利布局和相关研究提供新思路。

采棉机动力换挡液压系统仿真与试验

为保证采棉机动力换挡过程中动力输出的连续性,以多个离合器为研究对象,提出区域交叉控制策略,设计采棉机动力换挡传动方案及换挡液压系统,分析并搭建采棉机液压传动系统模型,分析离合器、制动器、马达、行车速度与其电磁阀阀芯位移量响应情况。试验结果表明:采棉机速度曲线平滑上升,换挡过程无动力中断,无明显动力换挡冲击,验证了策略的有效性。

新型一膜四行机采棉种植模式对棉花生长发育和产量的影响

为了新疆机采棉高产高效提供新的种植模式,本研究针对新型一膜四行机采棉种植模式开展相关试验研究,开展不同模式对棉花出苗率、生育进程、农艺性状和产量构成的影响研究。结果表明:棉花新型一膜四行和一膜三行的出苗率均高于一膜六行(CK),一膜六行(CK)前期生长较快,中后期生长较慢,生育期最长,新型一膜四行居中,一膜三行则相反。三种模式中的棉花株高、单株铃数表现为一膜六行(CK)最低,新型一膜四行居中,一膜三行最高;叶龄、单株果枝台数和果枝始节高的差异不大;新型一膜四行的蕾铃数最多。一膜三行和新型一膜四行的单铃重明显高于一膜六行(CK),一膜三行和新型一膜四行的单铃重分别较一膜六行(CK)高7.54%和11.32%,一膜三行和新型一膜四行的单株铃数分别较一膜六行(CK)高24.37%和13.26%,一膜三行和新型一膜四行的收获铃数分别较一膜六行(CK)低10.01%和4.33%,新型一膜四行的单产籽棉较一膜六行(CK)高6.39%,一膜三行较一膜六行(CK)低3.32%。新型一膜四行有潜力作为新疆机采棉高产高效的新型种植模式。

采棉机摘锭耐磨防护技术发展现状

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,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国外进口,价格昂贵,因此有必要对摘锭的耐磨防护性能进行深入研究。本研究主要介绍了采棉机摘锭耐磨防护的常见方法及其研究现状,并对摘锭耐磨防护研究目前存在的主要问题和发展趋势作了简要分析和展望。

普梳机采棉集聚纱的纱疵控制措施

我们选用新疆和非洲机采棉搭配纺制C 14.8 tex纱时,由于机采棉的短绒含量高、马克隆值高、棉结杂质小且多、纤维长度整齐度差等特点,细纱工序采用集聚纺技术后,虽然成纱指标有明显改善,但成纱纱疵居高不下。随着纱疵数量的增加,出现了许多传统环锭纺中不常见的纱疵类型:棉球纱、松紧纱、强力不匀纱等。通过逐锭检查和反复分析发现,产生这些纱疵的主要原因是集聚纺装置负压集聚不良及网格圈运行不稳定造成的。围绕易出现纱疵的主要部位,我们做了大量的跟踪试验,详细分析找出各类纱疵的成因。

甘肃省敦煌市机采棉生产技术探索与实践

从甘肃敦煌市机采棉的生产现状入手,通过对机采棉生产技术和效果等方面综合分析,介绍了敦煌机采棉生产发展现状,全面总结了敦煌市目前机采棉生产中发生重大转变的关键技术,并分析了敦煌发展机采棉的优势,最后提出了敦煌市今后发展机采棉的对策,为甘肃大面积发展机采棉提供技术支持。