胶棒滚筒式采棉机摘辊采摘机理的研究

摘要

棉花的收获工作在整个棉花的生产过程中起着非常重要的作用。随着劳动力价格的不断上涨，棉花收获过程中存在劳动力不足的现象已经明显的显现出来，实施棉花收获机械化已显现出其内在的优越性及必要性。
　　采棉机作为棉花收获过程中的采收工具，在整个棉花收获过程中起着重要的作用。而在采棉机的设计以及应用推广中发现，采棉机的设计、应用及推广中存在的许多技术问题与棉花的物理机械特性联系紧密。因此，需要对棉花植株进行物理机械特性相关的基础试验研究，获取必要的棉花物理特性及机械特性参数，为采棉机的设计及棉花的生产实践提供可靠的理论依据以及技术参数。
　　棉花的物理机械特性是棉花收获机械设计的重要的理论依据之一。本文选取了新疆种植的具有代表性的棉花品种中棉293、中棉486，并对这些品种的棉花植株进行了系统的物理机械特性的相关测试。通过大量的数据采集及数据的统计分析，得出棉铃在棉花植株上的位置分布符合正态分布规律、95％以上的棉铃在棉花植株高度上的分布在209mm~759mm范围内、单颗棉花植株上所结棉铃数平均为5~6个等棉花植株的物理参数；并在先进的力传感器以及数据采集系统的支持下，对棉花植株各部分的力学特性进行了相关测试与数据的统计分析，得出了棉花植株各个部位之间连接力大小的变化区间，并分析了影响籽棉与铃壳之间分离力大小的因素(空气温度、空气湿度及籽棉成熟度)，找出了籽棉与铃壳之间分离力变化的规律，即籽棉与铃壳之间的分离力随着籽棉的成熟将变小。
　　在已测得棉花植株物理尺寸以及力学数据的基础上，搭建了用于胶棒滚筒式采棉机摘辊采摘机理相关参数测试的试验台，进行了胶棒滚筒式采棉机摘辊采摘机理的相关试验，试验结果表明，橡胶棒产生打击力的大小随着摘辊转速(250r/min~450r/min)的增大而增大、随着打击位置(由橡胶棒顶部至橡胶棒底部0mm~54mm范围内)向摘辊的靠近而增大。通过对棉花植株的物理机械特性与摘辊采摘性能的相关参数进行相互分析研究，以理论分析与试验相结合的方法，在反复的理论推导以及试验验证的前提下，以力学模型的形式表述了胶棒滚筒式采棉机摘辊采摘工作过程中的相关技术参数与棉株物理机械特性的关系，当以橡胶棒打击力为正压力作用下橡胶棒对籽棉的摩擦力大于理论计算值时，籽棉与铃壳能够有效分离，即FS>F理论值=(Fj-Fgcos30o-Facos30o)/u。

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第一章 绪 论

1.1课题研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容、总体研究方案

1.4 本章小结

第二章 棉花物理机械特性的研究

2.1 棉花在地面上的分布

2.2 棉花各部分的强度

2.3 本章小结

第三章 胶棒滚筒式采棉机摘辊采摘机理的研究

3.1 胶棒滚筒式采棉机摘辊的结构和工作原理

3.2 胶棒滚筒式采棉机摘辊采摘机理的试验研究

3.3 胶棒滚筒式采棉机摘辊采摘机理的理论分析研究

3.4 本章小结

第四章 胶棒作用机理的三维数字化仿真分析

4.1 ANSYS/LS-DYNA的介绍及相关应用

4.2 ANSYS/LS-DYNA的理论介绍

4.3 ANSYS/LS-DYNA分析的主要步骤以及结果的分析与验证

4.4 本章小结

第五章 研究总结与展望

5.1 研究总结

5.2 研究工作展望

参考文献

附录

致谢

作 者 简 介