前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的采棉机清杂系统设计研究，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
1清杂系统工作原理及总体结构设计
1．1清杂系统的工作原理
清杂系统主要包括气流式分离和机械式分离两个部分。气流式除杂的原理是利用杂质与棉花的悬浮特性不同，在气流输送过程中两者的气动性能不一样，通过改变气流输送过程中气流速度和方向，使质量明显较大、运动惯性比较大的重杂由于难以改变原有的运动方向而分离出籽棉流，达到除杂的目的。机械式除杂的原理是利用籽棉与杂质颗粒大小、表面状态、密度、弹性、硬度等的差别，借助于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。
1．2清杂系统的总体结构及主要部件的建模
1．2．1清杂系统的结构总图清杂系统主要由喂棉口、钉齿滚筒、格条栅、出棉闭风器、出棉绞轮、出杂闭风器、出杂绞轮和出棉口等组成。清杂系统工作时，经过采摘头采摘的棉花通过输棉通道以一定的速度由喂棉口进入清杂系统，滚筒在旋转的过程中会对棉花进行击打，使之疏松，在棉花运动的过程中，依附在棉花上的杂质会与格条栅产生摩擦，在滚筒离心力、棉杂重力、摩擦力和风机负压风的作用下，使杂质和棉花分离。杂质在重力和风力的作用下，通过出杂绞轮排出清杂系统，除杂后的棉花在滚筒的带动下由出棉绞轮排出清杂系统，至此完成棉花和杂质的最终分离。钉齿滚筒在外力的驱动下逆时针旋转，对棉花进行击打，再结合周围的部件实现棉花与杂质的分离;格条栅具有清选和分离杂质的作用，在清杂的过程中，棉花随着滚筒的转动而运动，并与格条栅摩擦，杂质沿着格条栅的间隙下落，进入集杂箱;绞轮主要是为了防止棉花或者杂质在出口产生堵塞情况，采用绞轮装置，使得棉花或者杂质顺利地离开清杂系统;闭风器能够隔绝系统内部与外界气压，保证清杂系统内的负压状态，更好地清理棉花以及排出杂质。
2钉齿滚筒与棉花的运动学特性分析
钉齿滚筒是清杂系统的重要部件，通过对清杂过程中钉齿滚筒与棉花的运动状态进行模拟，得到精确的滚筒转速与棉花的运动特性，可以达到更好的清杂效果，用于指导实际生产。
2．1运动学特性分析
2．1．1载荷大小对钉齿滚筒运动学特性的影响分别设定钉齿滚筒的转速以及棉花进入喂棉口速度为额定值，运用ADAMS软件，设置棉花施加给钉齿滚筒的载荷分别为20，40，80，120N，对4种工作情况进行模拟，可以得到钉齿滚筒的运动学特性分析。对比以上情况，由图6分析可知:当施加给滚筒的载荷越大时，钉齿滚筒的扰动越剧烈。
2．1．2钉齿滚筒转速对棉花运动的影响设定棉花进入喂棉口的速度以及棉花施加给钉齿滚的载荷一致，分别设置钉齿滚筒的转速为60，100，200，400r/min，利用ADAMS软件对棉花运动情况进行模拟。对比以上情况，由图7分析可知:当钉齿滚筒的转速不断增大时，棉花的运动情况越来越剧烈;当滚筒转速为200～400r/min时，棉花与杂质的分离效果较为理想。实验表明，当钉齿滚筒转速为350r/min时，清杂效果最佳。
3结论
1)结合实际情况，选择了较为合理的除杂方式，对除杂原理进行了分析比较。2)确定了清杂系统的总体设计结构，对关键的零部件进行三维建模，明确了各主要部件的功能。3)运用ADAMS软件，对不同载荷以及不同转速的情况下，钉齿滚筒以及棉花的运动情况分别进行了模拟分析，探究了载荷以及转速对清杂系统工作情况的影响，结果表明:在载荷越大的情况下，钉齿滚筒的扰动越剧烈;当钉齿滚筒的转速为200～400r/min时，清杂效果最为理想。
作者：陈宏 王维新 董长燕 单位：石河子大学机械电气工程学院
