摘锭式采棉机配套残膜分离试验装置设计

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1、2015年10月农机化研究第10期摘锭式采棉机配套残膜分离试验装置设计1，21，21，21，21，21，2李晓良，丁竹青，张若宇，坎杂，李硕，金作徽(1．石河子大学机械电气工程学院，新疆石河子832003;2．新疆生产建设兵团农业机械重点实验室，新疆石河子832003)摘要: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

2、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%。关键词:摘锭式采棉机;配套;残膜;分离机+中图分类号:S225．911文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)10－0098－05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.10.021良好开松状态，将残膜清理工作从机采棉加工环节前0引言［17－18］移至棉花收获环节，减少了转运过程中棉花压新疆是我国重要的优质棉基地，2013年的棉花种

3、实对后续分离造成的困难。植总面积为169．2万hm2，总产量340万t，占全国总针对新疆棉花机械化收获生产加工实际，并从源［1］。头上消除机械化采收棉花过程中带入的残膜，研究团产量的50%以上，居全国之首棉花作为新疆的支队研究设计了正压风力和网状滚筒结合方式的采棉柱产业，事关边疆经济和地区稳定，在新疆经济建设机配套籽棉残膜分离机。该机是借助采棉机风机及中具有重要的战略地位。新疆棉花主要采用地膜覆输棉管道，利用籽棉与残膜之间物料特性的不同，在盖的种植模式，在机械化采收过程中会带入一定量的网状滚筒内外形成压差进而达到籽棉和残膜的有效残膜

4、，导致异性纤维含量超标，降低了机采籽棉的质分离。该机适用于摘锭式采棉机收获阶段，能够从源［2］量等级。近年来，随着劳动力短缺、劳动成本不断头清除残膜等异性纤维，大大提高了机采棉质量，降［3］上升，棉花机采面积在逐年增加，棉花机采已势在低后续人工劳动强度，提高生产效率，增加企业收入，必行。有力促进机采棉产业的发展。目前，籽棉残膜清除设备均针对棉花加工环节。传统的籽棉清杂设备主要是对三丝、棉叶、棉壳和棉1总体结构及工作原理茎秆等杂质进行清除，难以有效剔除残膜等异性纤1．1总体结构［4］维，且采棉机采收过的棉花经过装车转运、堆垛压摘锭式采

5、棉机配套残膜分离机以现有主流摘锭［5］实，增加了后续残膜分离难度。目前，超声波检测、式采棉机为平台，与其单个输棉管道相连实施收获过［6］［7－10］光电检测、图像检测等是较先进的异性纤维程中残膜的分离，主要由分离室、网状滚筒、闭风器、检测方法;但上述方法大多针对皮棉加工环节，且其残膜收集袋和输棉管道等组成，如图1所示。检测设备价格比较昂贵。国内主要使用机械清除方1．2结构参数［11－16］法，清除原理和结构比较单一，不能有效清除残外形尺寸(长×宽×高)mm:400×350×600膜等异性纤维。本文结合现有采棉机棉流输送装置功率/kW

6、:≤1．5的原理、结构、特点，充分利用其气力输送棉流具备的电压/V:AC380分离室(长×宽×高)/mm:400×400×406收稿日期:2014－11－13闭风器(长×宽×高)/mm:400×175×185基金项目:国家自然科学基金项目(51265047)输送管道(长×宽)/mm:310×380作者简介:李晓良(1988－)，男，内蒙古赤峰人，硕士研究生，安装位置(高)/mm:3460(E－mail)lxlshzdx@163．com。1．3工作原理通讯作者:坎杂(1963－)，男，新疆博乐人，教授，博士生导师，(E－mail)kz

7、－shz@163．com。棉花被采棉机摘棉装置从植株上采摘后，经脱棉·98·2015年10月农机化研究第10期装置进行脱棉，随即靠气力输送系统输送至籽棉残膜由于残膜密度小、孔隙率小、比表面积大，使其紧贴在分离室;籽棉与残膜由分离室入口吹送至分离室后，大滚筒壁上形成内外压差;正因如此，残膜克服自身由于其二者密度、比表面积、孔隙率等物料特性的差的重力和离心力而贴在滚筒壁上，且随滚筒转动。当异，籽棉借助采棉机提供正压风力，撞向大网状滚筒，靠近小滚筒时，在沿流场方向继续以上运动，直至和由于受大网状滚筒离心力和自身重力作用，克服风力小网状滚筒

8、转动;在离心力和流场风力的共同作用落入闭风器。下，残膜从残膜出口飞出，籽棉落入闭风器内，最终实残膜由于其物料特性难以克服分离室内风力作现籽棉与残膜的分离。用，将随气流的方向运动。当靠近大滚筒壁时，正是1．大网状滚筒2．小网状滚筒3．残