梳齿式采棉机籽棉清理装置的理论与试验研究-开题报告
梳齿式棉花收获机的试验与研究
籽棉 在风 力 的作用 下 ，经进 棉 管进 入沉 降箱 ，由 于截 面积 的 突然增 大 ．风 速迅速 下 降 ，籽棉 和大 的杂
１１ 梳 齿 式采 摘 台 ．
质下 沉 ．而棉 碎 叶等细 小 杂质 和风 一道 从顶 部 的删 栏 及 蜂 孔箱 两侧 的孔 中飘 出 。
梳齿 式采 摘 台是 梳齿式 棉 花 收获 机 的关键 部 件 之
在 棉 杆 的推 动下进 入 拨棉 轮 区域 ．由拨棉 轮 拨往 螺 旋
３
输 送 ，经 螺 旋输 送 送 往 输 棉 管 道 口 ．再 由挑 棉 辊 挑
起 ，在风 送机 构 的作用 下送 往 籽棉 分离 箱
６
２
图４
碎 叶 分 离 箱 示 葸 图
１ 棉管 ． 进
７
２沉 降箱 ．
往 输 棉 管 弹性 风 管 主 要 是 便 于 采 摘 台 的 上 升 和 下
降 。加速 管 的作用 是提 高风 速 ．通 常加 速 口的风 速在
３ ～ ０ ／ 右 ０ ４ ｍｓ 左
４
采 摘 台侧 置 缩 短 了 输 棉 管 道 的距 离 ．便 于 将 采
统收式采棉机清理装置的研究现状
统收式采棉机清理装置的研究现状韩玲丽;王学农;陈发;曹卫彬【摘要】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.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2012(034)003【总页数】4页(P249-252)【关键词】采棉机;清理装置;刺钉滚筒;锯齿滚筒【作者】韩玲丽;王学农;陈发;曹卫彬【作者单位】石河子大学机械电气工程学院,新疆石河子832000;新疆农业科学院农业机械化研究所,乌鲁木齐 830091;新疆农业科学院农业机械化研究所,乌鲁木齐830091;石河子大学机械电气工程学院,新疆石河子832000【正文语种】中文【中图分类】S225.91+10 引言20世纪80年代后期以来，生产的统收式采棉机已经包含机载的清理装置来帮助去除杂质。
近年来，国际上开展了新一轮对统收式采棉机的研究。
在我国也将其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。
统收式采棉机工作时把棉株上的棉花、棉叶、铃壳和未开放的棉桃等全部采收下来，因此收获的棉花含杂率很高，需要配套专用的棉花清理装置在交售到轧花厂前进行预清理，采摘部件采收下来的棉花将通过螺旋、气力等输送装置输送到预清理装置进行清理。
1 籽棉机械清理的原理与分类籽棉中含有各种类型的杂质，其大小、表面状态、密度、弹性及空气动力学性质等与籽棉各不相同。
籽棉清理就是借助了籽棉与杂质之间物理性质的差异来实现的。
籽棉机械清理是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。
新疆农垦科学院研制出新型梳齿式采棉机
新 疆农机 化
・ 发 研 究 ・ 开
土镇 压 辊和 轧膜 辊在 拖拉 机 的牵 引下 不断 在地 表滚 动， 碎土 镇 压辊对 土壤 进 行进 一步 的破 碎 和镇 压 ， 轧 膜 辊 上 密 布 的轧 膜 齿 将 地 表 耕 层 内 的 残 膜 碎 片 轧 起 ； 后 ， 土装 置 将 作业 后 的地 表 抹平 ， 达 到 良 最 平 以 好 的待 播 状 态 。 当搂集 和轧 收 的 残膜 足 够 多 时 ， 操 纵 升降 油缸 升起 机架 ，将 残膜 卸 于地 表 。为 了将残
足与 机架直接连接 ， 拆装方便 。Ｔ作部件可以有多
种组 合方 式 ，用 户 可以根 据 当地农 业 生产实 际 进行
采棉 推 广 面积 将 达 ３ ． ｈ 。目前 ， 团仍 需 采 棉机 １ ０ ３３万 ｍ 兵 ０ ３ 余 台。 寻 求棉 花机 械 采 收 新 途 径 ，０ ８年 ， 团科技 局 正 式 为 ２０ 兵 立 项 ， 由 新 疆 农 垦 科 学 院 承 担 兵 团 重 大 产 学 研 专 项 “Ｍ Ｃ 一 ０ ４ Ｓ ３ ０梳 齿 式 棉 花 联 合 采 收 机 ” 的研 制 工 作 。２ ０ ０ ９年 ８ 月 底 ， 制 工作 取 得 突破 性 进 展 ， 成 第 二 轮 样 机 的 试 制 工 研 完 作 ；０ ９年 １ ２０ ０月 ，在 １２团 １ 连 棉 田 与 阿根 廷 原装 进 口采 ３ １ 棉 机 进 行 对 比性 能 试 验 ， 自研 新 型 采棉 机 采 收 面积 近 ２ ． ６７ ｈ ， 能 良好 。２ Ｏ 年 １】 ２ 日， 团农 业机 械 检 测站 对 ｍ 性 Ｏ９ ｛月 ７ 兵 项 目组研 制 的 采棉 机 进 行 了性 能 检 测 ，采 净 率 达 到 ９ ． ％， ６６ ８ 含杂率 １．％。 ７５ 该机与人工采收相比 ， 台采棉机平均每天可 一 采收 ３ ￣ ． ｈ ． ４） ｍ 地约 １ ３ （ ． ５万 的籽棉 ，相 当于 ３） 个拾 花 （） ｆ 工 一 天 的 工 作 量 ，每 公 斤机 采棉 的 成 本 比 人 工 采 收 低 （８ １ ） ～ ． 元 。预 计 每 台 出厂 价 ２） 元 。该机 背 负在 拖 拉 机 正前 方 ， （万 机 具进 地 作 业 不 需人 工 拾 花 开 道 ， 套动 力 ５ ． ７ ．ｋ 拖 拉 配 ５ ～ ４ Ｗ ５ ０ 机， 对棉花种植模式没有特定要 求 ， 适合 多种行距的采收。该
梳齿式采棉机采收性能影响因素的试验研究
要 ：针 对 梳齿 式 采 摘 器工 作 易 堵 塞 、 作性 能 不 稳定 等 问 题 ， 工 以主 要 影 响 因素 梳 齿 间距 、 行走 速 度 和 拨 棉 轮
转 速 为研 究 对 象 ， 其进 行 正 交 试 验 和方 差 分 析 ， 定 各 因素 对 采 收性 能 的 影 响规 律 及 较 优 工 作 参 数 组 合 。 田 对 确
失率 。
Ｙ 一 ＝１
式中 ｙ 采 净率 （ ） 一 ％ ；
）１％ （ ×０ ４ ０ ）
（ ） ５ ）
ｙ 一 ×１０ １ ： —■ × ０ ％
Ｙ一撞 落 棉损 失率 （ ） ％ ；
Ｇ一被测区内单位面积遗留棉质量 （／ ； ｇｍ ）
Ｇ一 被 测 区 内单 位 面积 挂枝 棉质 量 （／ ） ｇｍ。 ；
问 试 验 表 明 ： 梳 齿 间 距 （ 角 铁 中 线 距 离 ） ５ ｒ 、 走 速 度 为 ３ ｍ／ ｉ 以 及 拨 棉 轮 转 速 为 ４ ｍ ｎ时 为 最 当 两 为 ０ ｍ 行 ａ ５ ｍｎ ８／ ｉ ｒ
优 作业 组 合 。此 条件 下 ， 装 置 的 采净 率 为 ９ ． ％ ， 产率 为 ３ ． ｋ ／ ｎ， 作 性能 达 到 技术 规范 要 求 。 该 ５７ 生 １ ２ ｇ ｍｉ 工
２ ４ １ 性 能 参数 与采 摘性 能 指标 的关 系 ．． 梳齿 式 采摘 器试 验 装 置 的 梳齿 间距 、 摘 器 行走 采
速 度 以及拨 棉 轮转 速各 水平 对 采 收 性 能 的影 响 ， 图 如
２所 示 。
表 ２ 试验因素与水平
Ｔ ｂ． Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ａ ａ ｔｒ ｎ ｅ ｅ ｓ ａ ２ ｐ ｒｍｅ ｔｌｆ ｃｏ ｓ ａ ｄ ｌｖ ｌ
梳脱式采棉机采摘装置的研究
棉 花 机械
梳 脱 式 采棉 机 采摘 装 置 的研 究
王祥 明 ， 胡 龙 ， 陈 发 ， 王学农 ， 蒋永新 ， 张佳喜 ， 王庆 慧
（ １ ． 新疆维吾尔 自治区农牧业机械试验鉴定站 ， 新疆 乌鲁木齐 ８ ３ ０ ０ ５ ４ ； ２ ． 新疆 农业科学 院农业机械化研究所 ）
２ ． １ 主 要技术 参数
置， 梳齿均布固定在与机架相连的横梁上 ， 在梳齿 的 后下方设置着防拨辊 ， 链耙式输送装置与梳齿面相配 合， 在链耙式输送装置的出料 口处安装有喂花辊 ， 由 ｕ型锯齿滚筒与钢丝刷棉辊构成 的清花装置在喂花 辊的下方， 在清花装置的后部还设置有集棉腔。
度大 ， 每到采棉季节 ， 不仅要动员机关干部 、 职工 、 学
生 一起 参加 采 收 ，还 需从 省外雇 佣 百万 劳工 帮助采
棉 。尽管如此 ，仍有大量的后期花因缺乏劳力采收
而损 失 。此 外 ， 大批外 省 拾花 工集 中到新 疆 拾花 ， 给 当地 的交通 、 住宿 、 社 会 治安 带 来诸 多 问题 。因此 ， 人工 采 收 已不 适应 当前 棉花 生产 的发展 需 求 ，大力 发展 和 推广机 械采 收 已迫在 眉睫 。 本 文 介 绍 了一 种 将 采 摘 部 件 与 清 理 装 置 进 行
任 何 行距 的种植 模式 。 （ ５ ）研 制 的采 摘装 置 可 实 现模 块 化 设 计 ， 并 与 现有 不 同大 马力 拖拉 机 进行 前悬 挂式 、 偏 牵 引式 、 逆 驶悬 挂 式和 自走 式 等方 式 配套挂 接 ，提 高现 有拖 拉 机 的利 用率 。
为 将采摘 后 的棉 花尽 快均匀 地输 送 到清花 装置 内， 在 梳齿 面上安 装有 链耙 式输 送装 置 。 刮板 由帆 布 带 制成 ， 通过 角 钢 固接 在传 动链 条上 ， 随着 链条 的转
梳齿式采棉机籽棉清理装置的研制
梳齿式采棉机籽棉清理装置的研制温浩军;陈学庚;康建明【摘要】针对现有采棉机结构复杂、维护成本高以及采收后棉花含杂率高等问题,设计了梳齿式采棉机,首次将清杂装置与采摘台同机使用,降低了籽棉的含杂率.工作时,刺钉滚筒将籽棉打松,并输送到除杂筛网表面,通过与网面的摩擦,使粒径小的杂质与籽棉脱离.随后,籽棉被抛掷到锯齿滚筒上,根据籽棉与杂质在锯齿滚筒上的反弹性能和附着力的不同,使铃壳、僵瓣在惯性离心力的作用下与籽棉分离.田间试验表明:该清理装置工作顺畅,纯小时生产率为2t/h,籽棉含杂率为16%,将籽棉送美国原装机采籽棉生产线进行试轧,综合等级达到3级,纤维长度29mm,12mm以下的短绒含量为8.3%,性能达到设计规范要求.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2010(032)010【总页数】4页(P59-62)【关键词】梳齿式采棉机;籽棉;清理装置;创新设计【作者】温浩军;陈学庚;康建明【作者单位】新疆农垦科学院,机械装备研究所,新疆,石河子,832000;新疆农垦科学院,机械装备研究所,新疆,石河子,832000;石河子大学,机械电气工程学院,新疆,石河子,832000【正文语种】中文【中图分类】S225.91+10 引言棉花是我国农业的重要大宗经济作物，我国棉花产量居世界第一[1]。
近年来，随着棉花种植面积的不断增加，棉花收获机械化的发展显得尤为重要。
目前，在我国使用的采棉机主要有美国迪尔公司、凯斯公司以及新疆石河子贵航生产的水平摘锭式采棉机。
这种采棉机存在功率消耗大、结构复杂和维护成本高等缺点，因此有必要研制一种新型的采棉机来推动棉花生产机械化的发展。
梳齿式采棉机属于摘棉铃机[2]。
该机结构简单，作业成本低，但由于不能分次采棉，采摘后的籽棉中含有大量铃壳、断果枝和碎叶片等杂质，所以该机配有专门的清杂装置。
清杂装置性能的优劣直接影响棉花的含杂率，进而影响棉花的等级。
本文针对这些问题，力图通过结构设计及工作参数优化，研制开发一种成本低、效率高的清花设备。
带清理装置的梳齿式棉花采收台设计
带清理装置的梳齿式棉花采收台设计0 引言新疆的棉花生产在全国占有很重要的地位，是我国重要优质棉生产基地之一。
采棉机的研制不仅带动植棉生产技术进步，还推动了新疆棉花产业的发展。
根据采棉机采摘头的工作原理和采收特点，采收方式可分为选收式（采摘头摘锭有选择性的采收）和统收式（采摘头摘锭无选择性的采收）两类。
其中，选收式以水平摘锭式和垂直摘锭式为主要代表；统收式代表主要是软摘锭式、梳指式和梳齿式。
选收式采摘头采净率高、含杂率低、适应性较好；但结构复杂、制造困难、造价高。
统收式采摘头结构简单，采收效率和采净率较高，收获成本低；但收获的籽棉中含有大量的铃壳、断枝以及碎叶等杂质。
与国外采棉机相比，新疆科神农业装备科技开发有限公司研制的4MCS-300梳齿式棉花收获机，在采收台、风机输送、清理装置方面有了很大的改进；但其采收清理后的棉花含杂率仍比较高，清理能力还需进一步提高。
针对这一问题，通过对整体结构设计以及采收平台、输送系统和清理系统3个方案进行确定，研制了具有清理功能的梳齿式棉花采收台。
该采收台集采收与清理于一体；棉花经梳齿采摘后，在采收台上就能进行清杂工作，减小了后继清理难度，提高了棉花清理的质量，降低了籽棉含杂率。
1 采收台的整体结构和工作原理 1.1 梳齿式棉花采收台整体结构该梳齿式棉花采收台增加了清理装置，棉花经梳齿采收后，直接进行清理，后经输棉搅龙输送到风机输送装置。
其结构主要包括：梳齿总成、拨棉辊、刺钉辊、回收辊、机架、锯齿辊、回收锯齿辊、刷棉辊、减速器、输棉搅龙、仿形架和防起棉辊等，如图1所示。
1.2工作原理随着采棉机的前进，棉株进入梳齿之间的缝隙，棉铃经梳齿梳下来向后移动，由拨棉辊拨向后面的刺钉辊，经刺钉辊输送到一定高度，再由回收辊抛给锯齿辊；刷棉辊把锯齿辊和回收锯齿辊上钩住的棉花刷下来，落人输棉搅龙，由输棉搅龙将棉铃输送到出口位置，进入风管。
2设计方案目前，针对4MCS-300梳齿式棉花收获机存在的问题，对梳齿采收台进行改进：在采收台上增加清理装置，在棉花进入风机输送之前清理掉部分大杂，降低了后继清理中的难度。
梳齿式采棉机籽棉清理装置的研制
０ 引 言
棉 花 是我 国农 业 的重 要 大 宗 经 济 作 物 ， 国棉 花 我 产 量 居世 界 第一 … 。近 年 来 ， 着 棉 花 种植 面 积 的不 随 断增 加 ， 花 收 获 机 械 化 的 发 展 显 得 尤 为 重 要 。 目 棉
顺 畅 ， 小 时 生 产率 为 ２／ 籽 棉含 杂 率 为 １ ％ ， 籽 棉 送 美 国原 装 机 采 籽 棉 生 产 线 进 行 试 轧 ， 合 等 级 达 到 ３ 纯 ｔｈ， ６ 将 综
级 ， 纤维 长 度 ２ ｍｍ， ２ ９ １ ｍｍ 以下 的 短 绒 含量 为 ８ ３ ， 能 达 到设 计 规 范 要求 。 ．％ 性 关键 词 ：梳齿 式 采 棉 机 ；籽 棉 ；清 理 装 置 ；创 新 设 计
过 与 网面 的摩 擦 ， 粒 径 小 的 杂质 与籽 棉 脱 离 。 随后 ， 棉 被 抛掷 到 锯 齿 滚 筒 上 ， 据 籽 棉 与 杂 质 在 锯 齿 滚 筒 上 使 籽 根 的反 弹 性 能 和 附着 力 的 不 同 ， 使铃 壳 、 瓣 在 惯 性 离心 力 的作 用 下与 籽 棉 分 离 。 田间 试 验 表 明 ： 清 理 装 置 工 作 僵 该
基金项 目：国家 “ ４ ” 划项 目（ ０ ９一Ｚ ５ ９８ 计 ２０ １）
作 者简介 ：温 浩军 （ ９ １一） 男 ， 肃临 洮 人 ， 研究 员 ，（ １７ ， 甘 副 Ｅ—ｍ ｉ ａ） ｌ
ｗ ｎ ａｉｎ ２ ３ ｎｔ ｅｈｏｕ ＠ ６ ． ｅ。
也被排 落 ； 经过清杂 的籽棉继续 随滚筒转动 ， 当转 至
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研究生学位论文开题报告审批表
论文题目:梳齿式采棉机籽棉清理装置的理论与试验研究学科、专业: 农业机械化工程
研究方向：农业机械设计及性能试验研究
研究生姓名: 指导教师：赵冉然
2019年11月17日
平摘锭式采棉机应用地域较广，覆盖了美国、澳洲、巴西及以色列等世界主要产棉区，垂直摘锭式采棉机仅在前苏联棉区应用。
但在他们现有的机型当中没有专门的清杂系统，采摘的棉花在棉花清理加工生产线上清杂。
南美使用的梳齿式采棉机，自带一套清理设备，并且结构简单，使用维护方便。
目前世界上的棉花清理加工设备主要有美国的拉玛斯公司和大陆公司。
美国的棉花加工厂现阶段所常用的籽棉清理机械主要有以下几种：
（1）刺钉滚筒式籽棉清理机
刺钉式清花机是利用筛分作用原理实现杂质与籽棉分离的目的。
刺钉滚筒把籽棉打松并将籽棉送到除杂筛网表面。
籽棉在除杂筛网表面滚动并与网面发生摩擦，部分截面积小或粒径小的杂质穿过筛网孔脱离籽棉。
（2）锯齿滚筒式籽棉清理机
锯齿滚筒式籽棉清理机是在刺钉式清花机的基础上发展起来的。
主要有抛掷式剥铃机和擦拭时机两种。
这种机型既可以清除籽棉中的大颗粒杂物，也可以清除籽棉中的小颗粒杂物，还能起到松棉的作用。
抛掷式剥铃机是利用“抛掷反弹结合惯性离心力”的作用，使籽棉与杂质分离。
擦拭式提净机是利用“擦拭抖动结合惯性力”的作用，使籽棉与杂质分离。
（3）回收式籽棉清理机
回收式籽棉清理机可以加大排杂网底的间隙，多排然后回收，最大限度的排杂，又避免衣亏，铃壳、僵瓣、棉杆、棉叶等细杂。
（4）倾斜式籽棉清理机
倾斜式籽棉清理机是典型的多刺钉辊籽棉清理机，籽棉经风机到第一个刺辊后，经击松然后落入下面的刺辊，籽棉在格条栅之间经过打击，相对摩擦等过程后，杂质由格条栅排出，籽棉进入下一道工序。
2.2国内研究动态
国内采棉机研究起步较晚，80年代以前，我国的棉机种类比较单一，主要靠进口和仿制苏联的设备，对棉机的研制仅仅停留在单机上；80年代末，山东棉花机械公司在有关单位的支持和协助下，率先研制出了121轧花新工艺及成套设备，并于1990年11月27日通过了国家级验收。
紧接着，邯郸棉花机械厂生产出了6MQZ型籽棉清理机。
随后几年，山东棉花机械公司、邯郸棉花机械厂以及中棉工业公司相继引进和研制出了新的设备。
在籽棉清理方面，靠引进和仿制美国的籽棉清理加工技术和装备为主，自主研发的较少，且效果不太理想。
目前国内的棉机公司大约有100多家，其中以山东棉花机械公司、邯郸棉花机械厂和中棉工业公司为代表，生产的机械有籽棉清理机、清铃机、重杂分离器、倾斜式籽棉清理机、提净式籽棉清理机和冲击式籽棉清等，原理与国外的籽棉清理机械大致相同。
十四、开题报告审核。