水平摘錠式采棉機采棉頭脫棉盤調(diào)整機構(gòu)的設(shè)計

楊 瀟，章如權(quán)，唐永飛

（鐵建重工新疆有限公司，新疆烏魯木齊 830026）

0 引言

采棉頭是采棉機的采收部件，整個棉花采收過程需經(jīng)過采摘、脫棉、清洗三個階段，脫棉環(huán)節(jié)是保證下一個周期采摘的前提條件，脫棉效果的好壞取決于脫棉盤與摘錠之間的距離。脫棉盤調(diào)整機構(gòu)作為采棉頭脫卸籽棉的核心部件，可調(diào)整脫棉盤與摘錠之間的間隙，利用脫棉盤凸起部分產(chǎn)生的垂直于摘錠軸線方向的作用力與摘錠相互作用，將纏繞在摘錠表面的籽棉脫卸[1-7]。脫棉盤工作過程中存在較大的磨損，采棉頭結(jié)構(gòu)緊密且可操作空間較小,因此需要不斷調(diào)節(jié)脫棉盤與摘錠之間的距離，每個采棉頭上都可安裝脫棉盤調(diào)整機構(gòu)從而提高棉花采收效率，做為采收關(guān)鍵損耗部件，脫棉盤極易發(fā)生損壞，由于采棉頭結(jié)構(gòu)緊密空間較小，使得更換操作不便、費時費力，而棉花收獲具有很強的季節(jié)性，適合采收的時間僅有45天左右，因此對更換維修采棉機零部件要求快速、高效以及能夠保證整機的可靠性能[8-9]。目前國內(nèi)市面上采棉機的脫棉盤調(diào)整機構(gòu)，按鎖定部件不同一般分為兩種，一種靠鎖緊螺母鎖定，另一種靠滑動離合器鎖定。其中，采用鎖緊螺母鎖定的脫棉盤調(diào)整機構(gòu)占大多數(shù)，如圖1，但其連接軸為實心方軸，與脫棉柱靠外部螺栓連接[10]，由于空間狹小，拆裝維護(hù)繁瑣。還有一少部分采棉機脫棉盤調(diào)整機構(gòu)采用滑動離合器鎖定[11]，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高。

圖1 現(xiàn)有脫棉盤調(diào)整機構(gòu)示意

綜上所述，如何有效地解決脫棉盤調(diào)整機構(gòu)快速調(diào)節(jié)以及拆裝維護(hù)繁瑣等問題是目前迫切需要解決的。為解決上述問題，本文介紹了一種可快速調(diào)節(jié)以及拆裝維護(hù)便捷的脫棉盤調(diào)整機構(gòu)（專利號：CN201821187184.7）。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 脫棉盤調(diào)整機構(gòu)在水平摘錠式采棉機上的安裝位置

如圖2，每個水平摘錠式采棉機采棉頭上均可安裝此脫棉盤調(diào)整機構(gòu)從而提高棉花采收效率，每個采棉頭安裝有兩個脫棉盤調(diào)整機構(gòu)。

圖2 脫棉盤調(diào)整機構(gòu)安裝位置示意

1.2 結(jié)構(gòu)

新型脫棉盤調(diào)整機構(gòu)包括鎖緊螺母、固定殼體、軸承套、連接軸、長螺栓、彈性圓柱銷。其中連接軸與軸承套轉(zhuǎn)動連接且能夠隨軸承套沿軸向同步移動，連接軸具有中空腔體，連接軸的一端插接有彈性圓柱銷，另一端穿入長螺栓，長螺栓穿過中空腔體（圖3）。

圖3 新型脫棉盤調(diào)整機構(gòu)工作示意

圖3 新型脫棉盤調(diào)整機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意

1.3 工作原理

如圖4，此脫棉盤調(diào)整機構(gòu)在具有一個或兩個采摘滾筒的采棉頭中使用，采摘滾筒具有多列成排的旋轉(zhuǎn)摘錠，脫棉盤調(diào)整機構(gòu)與脫棉盤連接與成排摘錠配合使用。

應(yīng)用此調(diào)整機構(gòu)調(diào)節(jié)脫棉盤相對摘錠的位置時，首先松開鎖緊螺母，將軸承套與固定殼體解鎖，其次轉(zhuǎn)動軸承套，此處因軸承套與固定殼體采用螺紋配合，軸承套的轉(zhuǎn)動可轉(zhuǎn)化為軸向運動，軸承套與連接軸沿軸向相對固定，軸承套可帶動連接軸同步軸向移動，與連接軸固定連接的脫棉盤隨之同步移動，實現(xiàn)了調(diào)整脫棉盤相對于摘錠間距的功能。同時此結(jié)構(gòu)通過彈性圓柱銷對連接軸和脫棉盤限位，防止其相對轉(zhuǎn)動，由于連接軸采用空心軸，并通過長螺栓與脫棉盤連接，實現(xiàn)了連接軸與脫棉盤的可拆卸固定連接。在拆卸時，只需擰下長螺栓，拔出彈性圓柱銷即可，拆裝維護(hù)方便，避免了通過外部螺栓連接受空間限制拆卸不便、費時費力的問題。

1.4 主要技術(shù)特點

本結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有脫棉盤調(diào)整機構(gòu)相比存在以下特點：

（1）傳動軸結(jié)構(gòu)不同。圖1傳動軸結(jié)構(gòu)為實心軸，傳動軸的法蘭盤通過緊固件與脫棉盤連接，當(dāng)需更換脫棉盤時，需卸下緊固件，因緊固件空間狹小，且需轉(zhuǎn)動傳動軸及相連接的傳動部件進(jìn)行拆卸，費時費力。本結(jié)構(gòu)與之不同，傳動軸創(chuàng)造性地使用空心軸，空心處具有長螺栓用于連接安裝脫棉盤，當(dāng)需更換脫棉盤時，只需擰下長螺栓，拔出彈性圓柱銷即可分離傳動軸與脫棉盤，拆裝維護(hù)方便、快捷。

（2）調(diào)節(jié)軸承套結(jié)構(gòu)不同。圖1調(diào)節(jié)軸承套結(jié)構(gòu)為實心部分，軸承套與法蘭套之間通過螺紋連接，通過調(diào)節(jié)螺紋的相對距離調(diào)節(jié)脫棉盤的高度，與本結(jié)構(gòu)相比脫棉盤調(diào)節(jié)距離有限，并且安裝調(diào)節(jié)不便，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝時間較長，效率較低。

綜上所述，本技術(shù)方案優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整脫棉盤操作便利，可快速進(jìn)行更換與調(diào)節(jié)節(jié)省維保時間。

2 應(yīng)用情況

目前，此脫棉盤調(diào)整機構(gòu)已大批量運用到鐵建重工新疆有限公司生產(chǎn)的6行箱式采棉機、6行采棉打包機和3行采棉打包機等產(chǎn)品上，截至目前，實現(xiàn)新增銷售額12 463萬元，新增營業(yè)利潤1 048.69萬元。并在新疆南、北疆地區(qū)進(jìn)行了大面積采收作業(yè)試驗，經(jīng)過機主與服務(wù)人員驗證，此脫棉盤調(diào)整機構(gòu)的實施可以在有效的空間內(nèi)，快速調(diào)節(jié)脫棉盤與摘錠之間的距離，同時解決脫棉盤拆裝維護(hù)繁瑣的問題，如表1，以鐵建重工6行采棉打包機為例，使用常規(guī)調(diào)整結(jié)構(gòu)時，更換12組脫棉盤，需使用4小時，應(yīng)用此結(jié)構(gòu)只需要2小時，大幅提升脫棉盤拆裝維修效率50%，單采季需更換維保脫棉盤15次左右，有效提升采棉機采效率，提高了經(jīng)濟(jì)效益，取得了良好的使用效果。同時此結(jié)構(gòu)后續(xù)還將在四行箱式采棉機、四行采棉打包機等機具上得到更加廣泛應(yīng)用。

表1 4MZ-6采棉打包機脫棉盤維保時間

3 結(jié)論

應(yīng)用本技術(shù)方案，解決了采棉機機械技術(shù)領(lǐng)域兩大問題：（1）提高了采棉頭脫棉盤調(diào)整機構(gòu)安裝拆卸效率；（2）解決了采棉頭脫棉盤調(diào)整機構(gòu)調(diào)節(jié)脫棉盤高度行程的難題。應(yīng)用本結(jié)構(gòu)的采棉機產(chǎn)品實現(xiàn)了棉花收獲的機械化作業(yè)，相關(guān)技術(shù)自主可控，打破了國外的技術(shù)壟斷。采用此技術(shù)既可減輕勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率，擴(kuò)大規(guī)模經(jīng)營成果，從整體上提高收獲質(zhì)量以及棉花品質(zhì)的一致性，增加了棉花生產(chǎn)進(jìn)度和質(zhì)量的可控性，完全符合農(nóng)業(yè)工業(yè)化、現(xiàn)代化的發(fā)展思路。