水平摘锭式高效采棉头设计与试验

论文摘要

为解决我国棉花高效收获问题,设计了水平摘锭式高效采棉头,针对其关键工作部件槽形凸轮,建立了参数化设计的数学模型,采用Matlab中的GUI模块进行人机交互可视化设计,生成槽形凸轮曲线,导入UG中得到三维模型和工程图纸并加以制造。利用ADAMS虚拟样机仿真软件,分析采棉滚筒线速度与作业速度之比K对摘锭运动轨迹与采摘时间的影响,得出K和作业速度的合理取值范围。利用矢量方程图解法,分析脱棉盘转速与采棉滚筒转速、摘锭转速的匹配关系,得出其取值范围。为验证理论分析和优化高效采棉头的运动参数,搭建采棉头室内综合试验台,选取作业速度、摘锭转速、脱棉盘转速为试验因素,含杂率、撞落棉率、采净率和生产效率为试验指标,采用Box-Benhnken Design中心组合试验设计原理,利用Design-Expert软件对试验结果进行回归分析和响应面分析,得到最佳参数组合为:作业速度6. 17 km/h、摘锭转速4 272 r/min、脱棉盘转速2 109 r/min,最优参数组合下含杂率为8. 78%、撞落棉率为1. 59%、采净率为97. 17%、生产效率为0. 467 hm2/h,并进行3次验证试验,得到平均含杂率为8. 81%、撞落棉率为1. 66%、采净率为97. 21%、生产效率为0. 467 hm2/h,试验结果与理论结果基本相符。

论文目录

• 0引言
• 1采棉滚筒关键部件槽形凸轮结构设计
•   1.1采棉头结构与工作原理
•   1.2槽形凸轮参数化设计数学模型
•     1.2.1采摘区数学模型
•     1.2.2采脱过渡区数学模型
•     1.2.3脱棉区数学模型
•     1.2.4脱淋过渡区数学模型
•     1.2.5淋润区数学模型
•     1.2.6淋润引导过渡区数学模型
•     1.2.7引导区数学模型
•   1.3槽形凸轮的可视化设计
• 2采棉头主要运动参数的理论分析
•   2.1采摘运动参数的理论分析
•   2.2脱棉盘转速分析
• 3试验材料与方法
•   3.1试验条件
•     3.1.1棉花植株
•     3.1.2试验台主要组成与工作原理
•   3.2试验因素和试验指标
• 4试验结果与分析
•   4.1试验结果
•   4.2回归模型的建立与显著性检验
•   4.3各试验因素的交互作用影响
•   4.4最优参数组合与验证
• 5结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李腾,郝付平,韩增德,方宪法,郝朝会,刘云强

关键词: 棉花采收机,采棉头,高效收获,槽形凸轮,参数化设计

来源: 农业机械学报 2019年12期

年度: 2019

分类: 农业科技

专业: 农业工程

单位: 中国农业大学工学院,中国农业机械化科学研究院

基金: 国家重点研发计划项目(2016YFD0701402)

分类号: S225.911

页码: 63-72

总页数: 10

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