CN114190163A - 一种具有双结构微织构的采棉机摘锭 - Google Patents

一种具有双结构微织构的采棉机摘锭 Download PDF

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陈奇
张龙唱
张宏文
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Abstract

本发明公开了一种具有双结构微织构的采棉机摘锭，属于棉花收获机械制造技术领域。其包括：摘锭采棉头、摘锭连杆、传动齿轮三部分，所述的摘锭采棉头的锥形表面上设有形状为勒洛三角形的微织构，可以提高摘锭采棉头的耐磨性，所述的连杆表面设有月牙状微织构以及密封槽，月牙状微织构可以减小连杆与套筒间的滑动摩擦，同时也具有一定的密封性可以防止润滑油向外飞溅污染棉花，密封槽可以防止沙尘进入摘锭杆减小摘锭杆磨损，同时也可以防止摘锭杆与套筒间的润滑油飞溅。本发明可以有效提高摘锭的耐磨性，减小润滑油对棉花的污染，提高摘锭的使用寿命，减小维护成本。

Description

一种具有双结构微织构的采棉机摘锭
技术领域
本发明涉及一种采棉机摘锭，更具体的说，涉及一种具有双结构微织构的采棉机摘锭，属于棉花收获机械制造技术领域。
背景技术
棉花具有产量高、生产成本低等特点，随着经济的发展，棉花的用途也越来越广泛，主要用于纺织、精细化工原料以及国家重要战略物资等。新疆地区是中国最大的棉花产区，为了提高棉花采摘效率，降低棉花采摘成本，新疆地区近年来引进了机械化采收技术，采棉机随之得到广泛应用。
摘锭是采棉机采摘机构的末端执行部件，其采摘性能直接影响采棉机的作业效率。现有摘锭存在耐磨性差使用寿命短等问题，这主要由于摘锭在采摘棉花过程中频繁与棉杆碰撞摩擦使得摘锭采棉头钩齿磨损严重，同时由于新疆风沙大，且采棉机作业条件恶劣，沙尘颗粒易进入摘锭套筒与摘锭连杆的间隙中产生磨粒磨损进而导致摘锭连杆磨损，此外摘锭连杆与套筒间的润滑油在高速旋转时易飞溅进而污染棉花。
专利CN104551701A公开了一种复合微织构导轨，其导轨承载及相对运动表面设有分布规则的复合微形貌，复合微形貌同时具有微凹腔和微凸起，几何参数为：凹坑直径d＝100-500um，凹坑深度h＝1-50um，凸肩直径D＝50-450um，凸肩高度H＝1-70um，微凸起形貌平顶直径为5-550um，面积占有率为15％-65％，形貌间距S＝200-1500um。复合微形貌周围的微凹坑能够起到收集导轨表面磨粒和灰尘的效果，避免导轨表面被划伤和破坏，微凹坑还能够储存润滑油，避免导轨发生缺油现象。
专利CN106670514A公开了一种混合型表面织构刀具，其包括前刀面，前刀面上的切削刃，在前刀面表面划分为织构区以及未织构区，织构区靠近切削刃，且设置有圆形凹坑、方形凹坑、微沟槽；每两条微沟槽之间的所述圆形凹坑、方形凹坑在与切削刃平行或垂直方向上都是间隔布置。织构区距离切削刃的垂直距离为5～500μm，且织构区占整个前刀面的30％～70％，织构区表面在与切削刃由近至远方向依次分为重度磨损区、中度磨损区、轻度磨损区，每一块磨损区的面积为织构区总面积的30％～35％；重度磨损区的织构面积占有率为45％～60％；中度磨损区的织构面积占有率为30％～45％；轻度磨损区的织构面积占有率为15％～30％。该混合型织构将有利于提高沿垂直于切屑运动方向的润滑膜速度，对于传统刀具边界润滑状态下润滑膜分布不均的状态起到了改善作用，降低了界面摩擦力，为刀具减磨提供了保障。
专利CN106561161A公开了一种采棉机摘锭，其包括围绕摘锭轴心线旋转的圆柱状驱动段、摘棉段，驱动段与驱动装置传动连接，摘棉段外周面上设置多个尖锐的抓棉齿，抓棉齿旁设有钝头的凸起，凸起用于限制与之相邻的抓棉齿齿尖径向突出的高度、切向伸出的长度、抓棉齿两侧的空间；抓棉齿和与其相邻的凸起抓棉时的运动轨迹在摘棉段任一与轴心线垂直的平面上的投影分别为以该平面与轴心线交点O为圆心的两个同心不等径的圆A、圆B；所述圆A的半径RA与圆B的半径RB满足：-6mm＜RA-RB≤0.7mm；抓棉齿在圆A上的投影与圆A圆周线的交点为A，与该抓棉齿相邻的凸起在圆B上的投影与圆B圆周线的交点为B，圆心O与点B的连线或其延长线与圆A圆周线的交点为C，圆心O与点A的连线OA和OC在圆A上所夹的弦长不大于0.5mm；抓棉齿齿尖到相邻凸起侧壁的最近距离为2mm-8mm；抓棉齿的齿尖指向与摘锭抓棉时的旋转方向一致；摘棉段上的各凸起相对独立、不呈连续螺纹状。
专利CN104718886A公开了一种采棉机摘锭，其包括摘棉部分和驱动部分，围绕摘锭轴心线旋转，驱动部分与驱动装置相连，摘棉部分上沿轴向设置有至少一条连续的螺旋槽，且有螺旋槽的槽壁构成的螺纹凸起，在螺旋槽中或/和螺纹凸起的侧壁上设置有勾齿，勾齿的尖端指向与螺纹凸起的旋向一致，勾齿不高出其所在的螺纹凸起；螺纹凸起是连续的，或勾齿所在螺纹凸起顶面的切缝宽度至少有一部分小于1.5mm；螺纹凸起的旋向与所述摘锭抓棉时的旋转方向一致。工作过程中，当摘锭与棉枝、棉铃或棉杆等硬物接触时，螺纹凸起限制勾齿刺入的深度，降低摘锭抓取杂质的概率，当摘锭与柔软蓬松的棉花接触时旋转的摘锭将棉花勾住并缠绕于自身而使棉花从棉铃中摘掉，本摘锭所摘取的棉花含杂量会大幅度降低。
发明内容
如前所述，为了解决现有技术中存在的摘锭采棉头钩齿磨损严重、摘锭连杆磨损以及摘锭连杆与套筒间的润滑油泄露等问题，本发明提出一种具有双结构微织构的采棉机摘锭，能够提高摘锭的耐磨性，延长摘锭的使用寿命，同时还可以减少润滑油对棉花的污染，有助于提高采棉机工作效率，降低维护成本。
本发明技术方案如下：
一种具有双结构微织构的采棉机摘锭，其包括摘锭采棉头、摘锭连杆、传动齿轮三部分，其特征在于：所述的摘锭采棉头锥形表面上设有形状为勒洛三角形的微织构；所述的摘锭连杆表面设有月牙状微织构以及密封槽。
进一步地，所述的勒洛三角形微织构均匀分布在摘锭采棉头的锥形表面上，勒洛三角形微织构的深度为2～4μm，内接等边三角形边长为40μm，相邻两个勒洛三角形微织构的间距为100μm。
进一步地，所述的月牙状微织构均匀分布在摘锭连杆的表面上，月牙状微织构的深度为8～25μm，月牙状微织构是由两圆相交形成，两圆的圆心距离为60μm，两圆半径分别为80μm和20μm，相邻两个月牙状微织构的间距为50μm。
进一步地，所述的摘锭连杆表面的密封槽与传动齿轮右端面的距离为47.5mm，密封槽的宽度为2～3mm，深度为2～4mm，密封槽内安装密封橡胶环，密封橡胶环材料为氟橡胶。
进一步地，所述的勒洛三角形微织构和月牙状微织构均通过YLP-F10光纤激光打标机进行加工，激光加工前对摘锭采棉头和摘锭连杆表面进行抛光处理，使其表面粗糙度达到0.1μm，激光打标功率为3W，打标速度为270mm/s，打标次数为2～6次，为减少工作量，使用多轴旋转工作台辅助加工，该工作台由步进电机控制，圆柱或圆锥形试件安装在工作台的夹持卡盘上。将试件圆周表面等分为若干部分，每一部分为一个织构单元，每个织构单元内的微凹坑分布相同。当划分的等分足够多时，每个织构单元就可近似为一个平面，由此保证了单元内微凹坑深度近似。加工过程中通过控制步进电机的脉冲数来控制旋转加工台旋转角度以及工作台的水平位移量，同时旋转加工台与激光打标机集成于一个系统内，每旋转一次进行一次打标过程，在旋转一周后即完成对整个试件圆周表面的均匀织构。加工完成后的微织构加工表面采用2000#金相砂纸抛光，并放入丙酮中超声清洗20min，室温晾干后利用Talysurf CCI Lite型非接触式三维表面轮廓仪进行三维形貌测量，在检测完毕后在摘锭连杆表面的月牙状微织构上均匀涂抹润滑油防止摘锭连杆锈蚀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是摘锭采棉头的圆锥表面采用勒洛三角形微织构，可以提高摘锭采棉头的耐磨性，同时摘锭连杆表面设有月牙状微织构以及密封槽，月牙状微织构可以减小连杆与套筒间的滑动摩擦，同时也具有一定的密封性可以防止润滑油向外飞溅污染棉花，密封槽可以防止沙尘进入摘锭杆减小摘锭杆磨损，同时也可以防止摘锭杆与套筒间的润滑油飞溅。本发明可以有效提高摘锭的耐磨性，减小润滑油对棉花的污染，提高摘锭的使用寿命，有效降低采棉机的维护成本。
附图说明
图1是本发明提供的较佳实施例的总体结构示意图。
图2是本发明提供的勒洛三角形微织构的结构示意图。
图3是本发明提供的勒洛三角形微织构的排布示意图。
图4是本发明提供的月牙状微织构的结构示意图。
图5是本发明提供的月牙状微织构的排布示意图。
图6是本发明提供的密封槽位置示意图。
图中1-摘锭采棉头、2-摘锭连杆、3-传动齿轮、4-密封槽。
具体实施方式
在详细说明任何实施例之前，应该理解的是，本公开内容的应用不限于在以下说明中提出或者在附图中图示的部件的结构和布置的细节。本公开内容能够具有其它实施例并且能够被以各种方式实践或执行。
实施例
参见图1，本实施例为本发明的一优选实施例，其提供的一种具有双结构微织构的采棉机摘锭，其包括摘锭采棉头1、摘锭连杆2、传动齿轮3三部分，其特征在于：所述的摘锭采棉头1锥形表面上设有形状为勒洛三角形的微织构；所述的摘锭连杆2表面设有月牙状微织构以及密封槽4；如图2所示，所述的勒洛三角形微织构均匀分布在摘锭采棉头1的锥形表面上，勒洛三角形微织构的深度为2～4μm，内接等边三角形边长为40μm；如图3所示，相邻两个勒洛三角形微织构的间距为100μm；如图4所示，所述的月牙状微织构均匀分布在摘锭连杆2的表面上，月牙状微织构的深度为8～25μm，月牙状微织构是由两圆相交形成，两圆的圆心距离为60μm，两圆半径分别为80μm和20μm；如图5所示，相邻两个月牙状微织构的间距为50μm。
如图6所示，所述的摘锭连杆2表面的密封槽4与传动齿轮3右端面的距离为47.5mm，密封槽4的宽度为2～3mm，深度为2～4mm，密封槽4内安装密封橡胶环，密封橡胶环材料为氟橡胶。
本实施例提供的一种具有双结构微织构的采棉机摘锭，其特征在于所述的勒洛三角形微织构和月牙状微织构均通过YLP-F10光纤激光打标机进行加工，激光打标功率为3W，打标速度为270mm/s，打标次数为2～6次，激光加工前对摘锭采棉头1和摘锭连杆2表面进行抛光处理，使其表面粗糙度达到0.1μm，加工完成后的微织构加工表面采用2000#金相砂纸抛光，并放入丙酮中超声清洗20min，室温晾干后利用Talysurf CCI Lite型非接触式三维表面轮廓仪进行三维形貌测量，在检测完毕后在摘锭连杆2表面的月牙状微织构上均匀涂抹润滑油防止摘锭连杆锈蚀。
摘锭在采摘棉花过程中频繁与棉杆碰撞摩擦会使得摘锭采棉头钩齿磨损严重，影响摘锭的使用寿命，通过在摘锭采棉头锥形表面设置勒洛三角形微织构，可以提高摘锭采棉头的耐磨性，提高使用寿命。此外由于新疆风沙大，且采棉机作业条件恶劣，沙尘颗粒易进入摘锭套筒与摘锭连杆的间隙中产生磨粒磨损进而导致摘锭连杆磨损，通过在摘锭连杆表面设置月牙状微织构可以减小连杆与套筒间的滑动摩擦并且防止润滑油向外飞溅污染棉花，密封槽可以防止沙尘进入摘锭杆减小摘锭杆磨损，同时也可以防止摘锭杆与套筒间的润滑油飞溅。
以上公开的本发明优选实施例，只是用于帮助阐述本发明，这不是彻底详尽的，也不是想把本发明限制于任何所述的具体形式或方式，本领域技术人员将会理解，在不背离本发明范围的前提下，通过本发明的启示可以完成各种修改，也可由多种等同来替换，本发明保护范围受权利要求书及其全部和等同替代物的限制。

Claims (5)

1.一种具有双结构微织构的采棉机摘锭，其包括摘锭采棉头(1)、摘锭连杆(2)、传动齿轮(3)三部分，其特征在于：所述的摘锭采棉头(1)锥形表面上设有形状为勒洛三角形的微织构；所述的摘锭连杆(2)表面设有月牙状微织构以及密封槽(4)。
2.根据权利要求1所述的一种具有双结构微织构的采棉机摘锭，其特征在于所述的勒洛三角形微织构均匀分布在摘锭采棉头(1)的锥形表面上，勒洛三角形微织构的深度为2～4μm，内接等边三角形边长为40μm，相邻两个勒洛三角形微织构的间距为100μm。
3.根据权利要求1所述的一种具有双结构微织构的采棉机摘锭，其特征在于所述的月牙状微织构均匀分布在摘锭连杆(2)的表面上，月牙状微织构的深度为8～25μm，月牙状微织构是由两圆相交形成，两圆的圆心距离为60μm，两圆半径分别为80μm和20μm，相邻两个月牙状微织构的间距为50μm。
4.根据权利要求1所述的一种具有双结构微织构的采棉机摘锭，其特征在于所述的摘锭连杆(2)表面的密封槽(4)与传动齿轮(3)右端面的距离为47.5mm，密封槽(4)的宽度为2～3mm，深度为2～4mm，密封槽(4)内安装密封橡胶环，密封橡胶环材料为氟橡胶。
5.根据权利要求1所述的一种具有双结构微织构的采棉机摘锭，其特征在于所述的勒洛三角形微织构和月牙状微织构均通过YLP-F10光纤激光打标机进行加工，激光打标功率为3W，打标速度为270mm/s，打标次数为2～6次，激光加工前对摘锭采棉头(1)和摘锭连杆(2)表面进行抛光处理，使其表面粗糙度达到0.1μm，加工完成后的微织构加工表面采用2000#金相砂纸抛光，并放入丙酮中超声清洗20min，室温晾干后利用Talysurf CCI Lite型非接触式三维表面轮廓仪进行三维形貌测量，在检测完毕后在摘锭连杆(2)表面的月牙状微织构上均匀涂抹润滑油防止摘锭连杆锈蚀。
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