带清理装置的梳齿式棉花采收台设计

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1、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

2、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

3、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

4、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。    2.1  采收平台方案    采收平台是梳齿式棉花采收台的核心，作为主要工作部件，对棉花收获有着至关重要的影响，主要包括梳齿总成和防起棉辊。梳齿焊合作为梳齿总成的重要焊合部件，主要包括梳齿齿尖、梳齿和梳齿立板。梳齿呈长条状；截面采用V型，梳齿齿尖和梳齿立板焊合到梳齿上。整个梳齿焊合部

5、分以14cm的间隙均匀纵向分布，并与地面形成一定的角度，结构如图2所示。    2.2输送系统方案    输送系统作为连接采收平台和清理系统的重要部分，是梳齿式棉花采收台的关键。采摘的棉铃需要输送到一定高度，才能进行清理。该输送系统采用的输送方式主要有刺钉辊式和链扒式两种。根据它们各自的结构和特点，链扒式结构简单，但输送和除杂效果不好；刺钉辊式结构较复杂，能够最大限度地把棉花和杂质分开，在进入清理系统前能够清理掉部分杂质，经刺钉辊击打后的棉铃蓬松，便于清理系统的清理工作。    刺钉辊式输送系统主要由刺钉辊和圆钢格条筛网组

6、成。刺钉辊与圆钢格条筛网共同作用，能够达到很好的清杂和松棉效果。该系统采用3个刺钉辊配合圆钢格条筛网方式输送。为保证籽棉在输送过程更畅通，3个刺钉辊转速是递增的，递增率大于3%。根据刺钉辊转速与除杂效能之间关系可知：刺钉辊表面线速度为8-llm/s时清杂效能最好，圆钢格条筛网的圆弧度控制在1100~1150。根据籽棉的品质和棉瓣的大小，刺钉尖端与圆钢格条筛网表面距离一般为14-20mm。其配合示意图如图3所示。    2.3清理系统方案    该系统作为梳齿式采收台的主要清理部分，目的就是在进行后继清理前，清理掉部分大杂，

7、以减少风机输送量和后继清理箱的清杂难度。    籽棉清理的好坏对扎花质量起着很大的作用。目前主要有以下几种清理部件：刺钉滚筒、锯齿滚筒、锯片滚筒、绞龙式棒条滚筒和气流式等。不同清理部件有不同的清理特性，锯齿滚筒式清理既可以清除籽棉中的大颗粒杂物，如铃壳、僵瓣，也可以清除籽棉中的小颗粒杂物，如棉叶、不孕籽，还能起到松棉的作用。该系统的清理部件由锯齿辊及周围的钢丝刷、尘棒、隔条栅、刷棉辊构成。其结构如图4所示。    3  主要工作部件设计    3.1  锯齿    梳齿采收后的棉花由刺钉辊输送给锯齿辊。含杂籽棉进入锯齿，锯

8、齿把籽棉中的纤维钩住，并随锯齿辊运动。籽棉与杂质在锯齿上有不同的物理特性，籽棉被钩住，杂质随锯齿辊产生很大的离心力，锯齿的钩住能力影响了籽棉的清杂效果。由于摩擦力的作用，在AABC内的纤维可以钩住不动，如图5所示。    由公式知锯齿的钩住能力与齿距的平方成正比。对于整个锯片来说，齿距也取决于锯片的齿数