国内外梳齿式采棉机技术比较分析研究

棉花是新疆生产建设兵团经济的支柱产业,种植水平和规模均居全国领先水平,但棉花收获方式和采收成本高一直是制约新疆棉花产业发展的重要因素,机械采收是解决棉花收获的重要途径。为此,结合梳齿式采棉机在国外发展概况以及目前在国内(尤其是新疆)广泛开展的梳齿式采棉机的研制情况,分析认为开发研制结构简单、造价低的梳齿式采棉机作为摘锭式采棉机的补充,可完善国内(尤其是新疆)采棉机械化体系。

4MZ-3000型梳齿式采棉机梳齿部件的结构分析

【目的】为优化梳齿式采棉机梳齿部件结构设计并确定其关键部件的参数。【方法】在分析采摘部件结构及工作原理的基础上,建立采摘部件工作参数之间的数学模型,并利用ANSYS软件对梳齿部件进行结构分析。【结果】梳齿部件最大应力为158.57 MPa,小于材料的许用应力值。【结论】可以对在三维软件建立的物理模型的合理性进行判断,及时修正设计中的缺陷,为更好地设计其结构和材料选择提供了理论参考。

刮板毛刷式采棉机采摘部件的研究

阐述了刮板毛刷式采摘部件的滚筒的基本结构和工作原理,在分析刮板毛刷式采棉机采摘部件的结构基础上,对其运动轨迹建立数学模型,确定影响其工作指标的参数,为更好地设计其结构创造有利条件。通过运动仿真虚拟建模,实现模拟滚筒的运动仿真试验,得出采棉滚筒的运动轨迹曲线。

统收式机采棉预清理装置研究现状

统收式采棉机具有适应范围广、采收效率高的特点,能够很好地满足我国棉花种植制度多样性的现状。在采收清理过程中,预清理装置主要清理棉壳、枝干以及棉桃等大杂。其原理是利用籽棉与杂质在颗粒大小、重量及空气动力学性质上的差别,并借助刺钉辊筒或锯齿辊筒及相关配合部件,将杂质分离出去。本文介绍了预清理装置的基本原理及应用,并介绍了几种现有的机载预清理装置。并指出机载预清理装置的发展趋势。

滚筒式采棉机采摘头的设计与研究

棉花收获机械化已经成为我国棉花产业发展中亟待突破的问题。目前,国内使用的采棉机90%都是进口的,进口采棉机中又以水平摘锭采棉机为主。水平摘锭采棉机具有工作可靠、性能稳定和工作效率高等特点,得到了农业专家和使用单位的认可。但由于水平摘锭结构复杂、加工难度大、价格昂贵,棉花生产企业难以承受,导致短期内采棉机数量不可能大幅度增加。为此,通过对滚筒式采棉机采摘头的结构设计和研究,建立了滚筒运动轨迹方程,讨论了采棉机行程速比系数k值的选择,从而为滚筒式采棉机的发展提供理论依据。

刮板毛刷式采棉机采摘部件的有限元分析—基于Pro/E

利用Pro/e集成的Mechanica结构分析模块,对采摘器的刮板和毛刷在一定载荷下的应力和位移进行了结构分析,对主要部件的尺寸做了优化分析,计算出应力的大小和分布规律,为物理样机的设计提供相关参考数据,提高了产品的设计可靠性。优化了采摘器的刮板和毛刷的件的尺寸,对于采摘器的结构优化设计具有一定的意义。通过虚拟设计,可对设计模型在虚拟工作环境下的结构性能进行评估及优化。

统收式采棉机清理装置的研究现状

统收式采棉机将作为经济型采棉机首选机型进行研究,期望通过研究使其适应新疆的高密度种植模式,成为解决新疆棉花机械化收获的一种新选择。在机采棉清理过程中,统收式采棉机清理装置主要清除铃壳、枝秆和青铃等重杂。利用籽棉与杂质颗粒大小、密度、表面状态弹性、硬度等的差别,借助刺钉滚筒或锯齿滚筒与有关工作部件的配合,将密度大于或小于籽棉的杂质从籽棉中分离出去。同时,介绍了几种统收式采棉机的机械清理装置。

4MZ-3000型自走式梳齿采棉机清花装置的试验研究

4MZ-3000型自走式梳齿采棉机采用具有自清理功能的采摘台,可一次性完成棉花采摘和清理两项作业。为了降低清花装置的含杂率,采用二次正交旋转组合设计,建立了回归方程,用残差正态概率图法对回归方程进行适合性检验,利用constr求解多变量非线性约束最优问题。试验证明,应用二次正交旋转组合设计所得到的清花装置的主要影响因子机器行走速度和尘棒与锯齿滚筒的间距作为参数是可行的,并取得了最优解,即x1=3.8 km/h,x2=25.7 mm,含杂率y=19.5%。

棉籽油脚应用于混凝土脱模剂的研究

研究将棉籽油脚配以表面活性剂,制得适用于混凝土浇注的脱模剂,并就脱模效果与表面张力的关系作了必要的探讨。

统收式机采棉品级提升对策

统收式采棉机适应性强、效率高、价格低的特点尤为符合我国国情,但其采获籽棉含杂率高的特点一直困扰着采棉机制造厂及棉花加工厂,降低其籽棉含杂率具有重要意义。而解决该问题应在采收环节上(机载籽棉预处理机)下功夫,同时兼顾其"上游"(如棉花品种、脱叶、成熟度、含水率等),及"下游"(重视安全存放)。

刷辊式采棉机工作参数对损失率影响的优化试验

针对我国人工采棉成本高昂,机械化采棉亟待发展的问题,农业农村部南京农业机械化研究所研制4MZ-3型刷辊式统收采棉机。为减少其在作业过程中的籽棉损失率,使其满足实际生产需要,采用二次回归通用旋转组合设计的方法,以刷辊转速、锯齿辊转速和行进速度为影响因素,以损失率为评价指标进行优化试验研究,求出当损失率较小时的参数优化组合为刷辊转速为340r/min、锯齿辊转速为280r/min、行走速度为0.5m/s,利用优化后的参数组合进行试验验证,得到的平均损失率为5.01%,试验结果接近参数优化值,验证回归模型的可靠性。

基于ANSYS的梳齿式采棉机锯齿滚筒有限元分析

为确定梳齿式采棉机关键部件的参数,优化其结构设计,分析采摘部件的结构及工作原理,建立采摘部件工作参数之间的数学模型,同时利用ANSYS有限元分析软件对锯齿滚筒进行结构静力分析。分析结果表明,锯齿滚筒的最大变形极小,能够满足实际工作需求。

统收式采棉机棉桃分离回收系统的设计及试验

棉花机械化收获技术包括统收式一次采摘技术与选收式多次采摘技术,各有其特点与优势。随着棉花产业的发展和广大棉农的迫切需求,我国统收式棉花收获技术取得了一系列创新性成果,并能在生产实践中得到推广应用。统收式棉花收获机实施机械化采收时往往会将籽棉连同少量棉桃、茎秆、棉叶等杂质一起采收,采摘下的青桃由于含水率高,极易给籽棉染色,造成品质下降。为提高棉桃清分效率,减少籽棉损失及解决棉纤维被染色等问题,统收式采棉机实施机械化采收籽棉时,需增设棉桃分离装置。在介绍装置的组成和工作原理的基础上,依据试验所测量物料悬浮速度的差异性,设计气吹式、气吸式两种分离模式的棉桃分离装置,并基于ANSYS Fluent软件开展空气动力学的仿真分析与试验对比验证。结果表明:气吸式棉桃分离装置优于气吹式棉桃分离装置,其棉桃清分率提高20%以上,同时籽棉损失率减少5%。棉桃分离回收系统创新性研究成果,不仅有利于统收式采棉技术与装备的综合性能得到改善与提高,而且对促进我国棉花产业的可持续性健康发展有着十分重要意义。