智能傾斜式籽棉清理機(jī)的設(shè)計(jì)

1前言1.1課題研究背景在過去的半個(gè)世紀(jì)里，紡織業(yè)在中國既是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，也是優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，為國民經(jīng)濟(jì)作出了巨大的貢獻(xiàn)。近年來高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整特別是國有企業(yè)的改革，使紡織業(yè)面臨的問題進(jìn)一步凸現(xiàn)，如企業(yè)的重組，勞動(dòng)生產(chǎn)率的低下，設(shè)備的陳舊和技術(shù)的落后，等等。然而，紡織工業(yè)仍然是一個(gè)大產(chǎn)業(yè)并在整個(gè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要的地位。提高我國棉花品質(zhì)與加工效率成為我國現(xiàn)階段發(fā)展紡織業(yè)得重要途徑。棉花加工廣義上包括棉花及副產(chǎn)品的加工、棉副產(chǎn)品的深加工。具體來講，主要包括扎花、剝絨、打包、榨油、浸出、蛋白生產(chǎn)及種子處理等工藝環(huán)節(jié)。狹義上的棉花加工指扎花廠得加工，主要包括扎花、剝絨、下腳回收清理及打包四個(gè)方面。為保證生產(chǎn)質(zhì)量，加工生產(chǎn)過程中還必須對(duì)籽棉、棉子、皮棉、短絨進(jìn)行必要的清理。異性纖維（三絲）是籽棉或皮棉中混入的非棉纖維。它主要包括：編織袋絲（丙綸絲）、化纖束、染色絨、人畜毛發(fā)、塑料薄膜、布條、家畜羽毛、繩索等。它的產(chǎn)生主要與人工采摘、多渠道流通方式有關(guān)。我國目前棉花生產(chǎn)現(xiàn)狀決定了我國的棉花以人工采摘為主，這就不可避免的在棉花中夾雜大量雜質(zhì)，而我國棉花除雜設(shè)備的自動(dòng)化程度與生產(chǎn)效率較發(fā)達(dá)國家還有很大差距，因此提高設(shè)備各方面性能成為當(dāng)務(wù)之急。在今后的發(fā)展過程中，應(yīng)著眼于關(guān)鍵技術(shù)的自主創(chuàng)新能力與機(jī)械自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合，提高企業(yè)效率，從而降低成本，提高品質(zhì)，使我國的棉機(jī)制造業(yè)向精密化、專業(yè)化、全球化得方向發(fā)展。1.2國內(nèi)外棉花加工發(fā)展?fàn)顩r1.2.1國外棉花加工發(fā)展?fàn)顩r國外棉花加工以美國為代表。美國是世界上的產(chǎn)棉大國之一，有14個(gè)州種植棉花，其加工陸地棉的扎花生產(chǎn)廠規(guī)模都較大，一般擁有2-5臺(tái)大型鋸齒扎花機(jī)，平均每個(gè)工廠年生產(chǎn)皮棉2萬噸以上。扎花廠得經(jīng)濟(jì)和科研實(shí)力都很強(qiáng)，經(jīng)常采用先進(jìn)技術(shù)并更新設(shè)備。扎花廠加工的籽棉全部由機(jī)械采摘，其中約80%由水平摘錠式棉機(jī)分次采摘（含雜率4%-10%），20%由摘輥式采棉機(jī)一次采棉（含雜率30%-40%）所以美國的棉花加工工藝分為兩種。分次采摘棉花加工工藝包括：籽棉烘干、籽棉清理、扎花、皮棉清理、集棉和打包等工序。一次采摘棉花加工工藝包括：先用除鈴殼機(jī)、除棉枝機(jī)清除大量鈴殼和斷枝，然后按分次采摘棉花加工工藝加工[1]。美國的大陸鷹公司和拉莫斯公司是最具代表性的棉機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，他們的機(jī)采棉清理加工技術(shù)和設(shè)備代表世界一流水平，并被許多棉產(chǎn)國采用。美國拉默斯公司的機(jī)采棉加工工藝的流程分七個(gè)系統(tǒng)，依次是：籽棉喂入系統(tǒng)，一級(jí)籽棉烘干清理系統(tǒng)，二級(jí)籽棉烘干清理系統(tǒng)，輸棉及扎花系統(tǒng)，皮棉清理系統(tǒng)，集集棉系統(tǒng)，打包和棉包輸送系統(tǒng)[2-8]。其機(jī)采棉加工工藝流程圖如圖1-1所示。1.外吸棉管2.自動(dòng)喂棉機(jī)的棉籽和除雜系統(tǒng)3.重雜分離器4.自動(dòng)吸棉控制5.渦輪式重雜分離器6.一級(jí)塔式烘干機(jī)7.傾斜式籽棉清理機(jī)8.二級(jí)預(yù)清理系統(tǒng)9.二級(jí)塔式烘干機(jī)10.傾斜式籽棉清理機(jī)11.回收式籽棉清理機(jī)12.配棉絞龍13.提凈式清棉喂棉機(jī)14.鋸齒扎花機(jī)15.氣流式皮清機(jī)16.鋸齒式皮清機(jī)17.皮棉加濕器18.皮棉滑道19.打包機(jī)20.棉包運(yùn)包車圖1.1美國拉默斯公司機(jī)采棉加工工藝流程圖美國大陸鷹公司機(jī)采棉清理工藝流程如圖1-2所示。1.外吸棉管道2.通大氣閥3.重雜分離器4.三輥分離器5.籽棉自動(dòng)控制箱6.烘干塔一7.提靜式籽棉清理機(jī)8.傾斜式籽棉清理機(jī)9.烘干塔二10.121型扎花機(jī)11.提凈式喂畫機(jī)12.配棉絞龍13.沖擊式籽棉清理機(jī)14.傾斜式籽棉清理機(jī)圖1.2美國大陸鷹公司機(jī)采棉清理工藝流程目前美國科研能力位居世界前列，其個(gè)生產(chǎn)部門與部分大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)的合作促進(jìn)了企業(yè)及社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，同時(shí)，美國也有先進(jìn)的檢測(cè)器具及完善的科研體系，對(duì)研究棉花加工質(zhì)量提供了便利條件。目前美國主要針對(duì)棉花加工工藝、扎花工藝中的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)采棉采摘設(shè)備、籽棉烘干、清理設(shè)備、鋸齒扎花機(jī)、皮輥扎花機(jī)等項(xiàng)目進(jìn)行專項(xiàng)研究。前蘇聯(lián)的中亞棉區(qū)保留至今的有197哥陸地棉花加工廠和30哥長絨棉加工廠，但其設(shè)備水平陳舊，不但體積龐大、占地面積廣，而且結(jié)構(gòu)不緊湊，較美國目前平均棉花加工機(jī)械水平相去甚遠(yuǎn)。但其仍有一定優(yōu)勢(shì)和利用價(jià)值，如其各類清理設(shè)備之間具有較好的配套行，柔性好，可根據(jù)地域氣候特點(diǎn)或含雜率進(jìn)行重新組合裝配，以適應(yīng)不同情況下的棉花性狀。1.2.2我國棉花加工發(fā)展我國的棉花加工在解放前的較長年代里，都是分散在民間進(jìn)行。加工機(jī)具大多是用人力、畜力、水力（少數(shù)用內(nèi)燃機(jī)）帶動(dòng)的沖刀式皮輥軋花機(jī)。1946年-1949年間，在上海、江蘇、浙江、山東、河北等地沿海一帶產(chǎn)棉集中地區(qū)，出現(xiàn)了資本家和當(dāng)時(shí)的棉產(chǎn)改進(jìn)單位開辦的十多個(gè)軋花廠，加工機(jī)具都是從國外進(jìn)口的鋸齒機(jī)軋花機(jī)和鋸齒剝絨機(jī)，共約80臺(tái)。其中少數(shù)幾個(gè)廠除有鋸齒軋花機(jī)之外，還有籽棉烘干機(jī)、籽棉清理機(jī)、籽棉、皮棉、棉籽的輸送裝置以及雙箱液壓打包機(jī)等成套設(shè)備。中華人民共和國成立之后，我國的棉花加工工業(yè)有了很大發(fā)展。在第一個(gè)五年計(jì)劃期間，將由人力、畜力帶動(dòng)的皮輥軋花機(jī)改成動(dòng)力帶動(dòng)，從1955年開始推廣國產(chǎn)的5571型毛刷式鋸齒軋花機(jī)。在第二個(gè)五年計(jì)劃期間，基本上由鋸齒軋花機(jī)代替了皮輥軋花機(jī)。1960年以后，軋花廠又進(jìn)一步發(fā)展為軋花、剝絨、下腳清理回收的“一條龍”生產(chǎn)。但在20世紀(jì)80年代末以前，我國的棉機(jī)設(shè)備種類比較單一；對(duì)棉機(jī)的研制僅僅停留在單機(jī)上，不但加工設(shè)備的成套性差，而且機(jī)械化、自動(dòng)化程度較低；20世紀(jì)80年代末，山東棉花機(jī)械公司在有關(guān)單位的支持和協(xié)助下，率先研制出了適合我國國情的具有高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、安全的“121軋花新工藝及成套設(shè)備”，開創(chuàng)了我國也能生產(chǎn)大型軋花機(jī)（臺(tái)時(shí)皮棉產(chǎn)量為1200-1700kg）和包括籽棉烘干、皮棉清理在內(nèi)的成套棉花加工設(shè)備的新局面，極大地推動(dòng)了我國的棉花加工工業(yè)發(fā)展。目前我國的棉花加工行業(yè)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，以新疆為主的大型棉產(chǎn)基地其棉花產(chǎn)量占全國棉花總產(chǎn)量的1/3,其棉花加工技術(shù)水平代表了我國棉花加工水平。今年間，隨著國家大力支持企業(yè)自主創(chuàng)新，我國的棉花加工機(jī)械在跨入新世紀(jì)后取得了較快的發(fā)展，各項(xiàng)自主創(chuàng)新技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用不僅填補(bǔ)了國內(nèi)同領(lǐng)域的空白，而且為企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)利潤。如在采棉加工中，新推出的機(jī)采棉烘干清理預(yù)處理技術(shù)不僅是回潮率降到12%、含雜率降至8%一下，而且還清理掉了大部分的雜質(zhì)，提高了效率。而我國研制的籽棉加濕技術(shù)解決了籽棉含雜率和回潮率高的情況下籽棉清理時(shí)清理不干凈的問題。鑒于我國棉花采集方式以人工采摘為主，籽棉內(nèi)雜質(zhì)較多，因此根據(jù)我國棉花加工現(xiàn)狀研制出適合我國國情的棉花加工工藝流程，如圖1-3所示。1.重雜物清理機(jī)2.籽棉卸料器3.喂料控制器4.烘干塔5.烘干塔6.傾斜式籽棉清理機(jī)7.籽棉清鈴機(jī)8.熱空氣進(jìn)口9.烘干塔10.傾斜式籽棉清理機(jī)11.回收式籽棉清理機(jī)12.配棉絞龍13.軋花機(jī)14.氣流式皮棉清理機(jī)15.鋸齒式皮棉清理機(jī)16.集棉機(jī)17.皮棉加濕器18.皮棉滑道19.打包機(jī)20.運(yùn)包車21.自動(dòng)計(jì)量及輸包系統(tǒng)。圖1.3我國機(jī)采棉加工工藝流程圖盡管我國棉花加工技術(shù)已經(jīng)取得了巨大發(fā)展，但是仍存在許多不足之處，如以手摘棉為主的采摘過程導(dǎo)致的大量雜質(zhì)，清理設(shè)備工藝簡(jiǎn)單導(dǎo)致的棉花含雜率高，皮棉清理較單一等。因此我們?cè)诳吹饺〉玫某删偷耐瑫r(shí)還要認(rèn)識(shí)同美國等發(fā)達(dá)國家在技術(shù)與設(shè)備上的差距，繼續(xù)加大企業(yè)的自重創(chuàng)新能力，進(jìn)一步推廣產(chǎn)、學(xué)、研的有機(jī)統(tǒng)一，掌握更多的具有自主創(chuàng)新知識(shí)的新技術(shù)，逐步縮小與外國先進(jìn)國家的差距。1.3課題研究內(nèi)容本課題主要針對(duì)濟(jì)南天鵝棉機(jī)的MQZX-10型籽棉清理機(jī)的籽棉清理部分進(jìn)行自動(dòng)化改造。原機(jī)籽棉清理部分主要由刺釘輥與格條柵組成，且刺釘輥與格條柵間的距離為常值。而刺釘輥與格條柵之間的間距是影響籽棉除雜效率的要素之一，因此刺釘輥與格條柵之間間距的自適應(yīng)調(diào)節(jié)對(duì)于清理機(jī)根據(jù)籽棉性狀進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，提高生產(chǎn)效率來說具有重要意義。本課題實(shí)現(xiàn)的方式是為格條柵加裝一套自適應(yīng)調(diào)劑機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)主要由平行四邊形機(jī)構(gòu)組成，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)格條柵的上下平行微量移動(dòng)，從而調(diào)整刺釘輥與格條柵的間距。其具體流程為：由檢測(cè)系統(tǒng)定時(shí)檢測(cè)喂入清理機(jī)的籽棉性狀，根據(jù)籽棉性狀傳送電信號(hào)給步進(jìn)電機(jī)的控制芯片，由控制芯片發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)間距的調(diào)整。本課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括選擇合適的步進(jìn)電機(jī)，畫出步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)計(jì)平行四邊形機(jī)構(gòu)以驅(qū)動(dòng)格條柵，利用SolidWorks對(duì)籽棉清理部分進(jìn)行三維建模。2籽棉清理研究2.1籽棉清理籽棉清理的主要對(duì)象是外部摻入的雜質(zhì)，籽棉在采集運(yùn)輸過程中難免混入一定的雜質(zhì)，例如碎塊，小石子，金屬雜質(zhì)等質(zhì)量較大的雜質(zhì)，另外棉花的干枝、鈴、殼等輕小雜質(zhì)也會(huì)混入其中。因此籽棉清理機(jī)根據(jù)雜質(zhì)性狀的不同分為以下幾種方式。（1）氣流式籽棉除雜。由于一些較重的雜質(zhì)與棉花的質(zhì)量差別較大，其慣性差距也大，因此人們將待清理的籽棉輸送到具有一定氣流的箱體中，則此時(shí)慣性較大的重雜質(zhì)難以改變其運(yùn)行軌跡，而質(zhì)量很小的棉花則被氣流帶走，如此利用空氣流動(dòng)與慣性的差距從而達(dá)到分離重雜質(zhì)的目的。其典型設(shè)備有以下兩種。圖2.1叉管式重雜物沉積器圖2.1所示為叉管式重雜物沉積器，又稱“三角箱”。通常安裝在水平吸棉管和垂直吸棉管的交界處。其工作原理為：棉花在氣流的帶動(dòng)下在此處變向上升，而重物如石塊鐵片等雜質(zhì)由于其自身重量較大，慣性大，不能隨棉花被氣流帶走，而在此處墜入沉淀箱中，達(dá)到分離雜質(zhì)的目的。圖2.2漏斗式重雜物沉積器圖2.2所示的漏斗式重雜物沉積器，通常安裝在外吸棉管道中的籽棉機(jī)前側(cè)部位。其工作原理為：運(yùn)送籽棉的氣流進(jìn)入重雜沉積器后，撞到可調(diào)導(dǎo)流板上，將包裹在籽棉中的重雜質(zhì)擊松從而使重雜質(zhì)暴露出來，在氣流拐點(diǎn)處箱體體積突變，空間體積變大會(huì)使氣流的流速下降，下降后的氣流仍可帶動(dòng)籽棉流動(dòng)，但卻不能托動(dòng)重雜質(zhì)，此時(shí)重雜在重力作用下落入沉淀箱內(nèi)被排出。調(diào)節(jié)可調(diào)擋板可以調(diào)節(jié)沉降室的體積，從而調(diào)節(jié)沉降室的氣流速度。此設(shè)備能可以將重雜物尤其是硬性雜物排出，有力的保護(hù)了扎花機(jī)的工作安全。（2）提凈式除雜。籽棉中的枝干，鈴殼等較大的雜質(zhì)主要利用提凈的方法清理。圖2.3提凈式籽棉清理機(jī)圖2.3為一種提凈式籽棉清理機(jī)。其工作原理為：落入及其內(nèi)部的籽棉與雜質(zhì)被甩到提凈滾筒上，此時(shí)籽棉被勾住隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，而雜質(zhì)撥畫輥拋送到輸送器中。而被提凈滾筒勾住的籽棉運(yùn)動(dòng)到刷棉滾筒處后被刷出機(jī)器外。剩余的籽棉和雜質(zhì)由拋擲輸送器送到另一端后落到長釘齒式輸送器上，之后繼續(xù)被提凈滾筒勾走，如此往復(fù)，直到被刷棉滾刷出機(jī)器外。其間，小的雜質(zhì)會(huì)經(jīng)過長釘齒式輸送器下部的排雜網(wǎng)落入排雜絞龍，與大的雜質(zhì)一起經(jīng)過排雜絞龍排出機(jī)器外。（3）沖擊和打擊式除雜。葉片和小的碎屑一般用沖擊式和打擊式除雜，如沖擊式籽棉清理機(jī)和刺釘輥筒式籽棉清理機(jī)。此類清理機(jī)主要用于手采棉加工工藝過程[9]，因此較適合我國棉花采摘的國情。本課題主要針對(duì)MQZX-10型刺釘輥式籽棉清理機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，因此著重介紹其工作原理。其籽棉清理部分視圖如圖2.4所示，圖2.4MQZX-10型傾斜式籽棉清理機(jī)結(jié)構(gòu)圖該機(jī)構(gòu)主要由六個(gè)尺寸相同的刺釘輥、格條柵、阻風(fēng)閥、機(jī)器側(cè)壁及傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成。該機(jī)構(gòu)一般位于籽棉烘干機(jī)之后，提凈式籽棉清理機(jī)之前。烘干后的籽棉一般成團(tuán)較緊得結(jié)合在一起，當(dāng)由上一機(jī)構(gòu)喂入刺釘輥軌道后，就會(huì)受到逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的刺釘輥的打擊，使其逐漸膨松并纏繞在刺釘輥上，當(dāng)籽棉的速度逐漸增大，達(dá)到一定程度時(shí)則被甩出，如此往復(fù)，經(jīng)過六個(gè)刺釘輥筒的篩選后將雜質(zhì)與棉花分離。我們?nèi)∫粋€(gè)刺釘輥筒對(duì)其工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單研究。取一小團(tuán)籽棉為研究對(duì)象，以其在刺釘輥與正下方，格條柵之上時(shí)的狀態(tài)為研究對(duì)象，如圖2.5所示。1.籽棉團(tuán)2.刺釘3.格條柵圖2.5籽棉受力狀態(tài)分析籽棉在水平方向上要受到逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的刺釘?shù)拇驌袅，方向相右；格條柵對(duì)籽棉團(tuán)的摩擦力f1，方向相左；因此其水平方向的合力,因?yàn)?，所以籽棉團(tuán)隨刺釘輥?zhàn)鰣A周運(yùn)動(dòng)。籽棉在垂直方向上受到自身重力G，由于包裹刺釘而產(chǎn)生的摩擦力f2以及離心力F；其垂直方向的合力，而，為刺釘表面的摩擦系數(shù)，N為籽棉團(tuán)與刺釘表面的正壓力。在實(shí)際情況中，籽棉團(tuán)與刺釘之間的摩擦力并非全由刺釘沖擊作用下的正壓力產(chǎn)生，還會(huì)由籽棉本身特性的存在而附加一個(gè)摩擦力f0，所以，而，經(jīng)研究得籽棉團(tuán)在干燥的鋼表面滑動(dòng)時(shí)，，而在濕潤的鋼表面滑動(dòng)時(shí)，[10]。而S0為籽棉團(tuán)與刺釘?shù)慕佑|面積。由此得。籽棉團(tuán)的受力狀態(tài)是隨其狀態(tài)而變化的，當(dāng)籽棉團(tuán)與刺釘接觸時(shí)，籽棉團(tuán)的速度為零，而此時(shí)刺釘給籽棉團(tuán)的正壓力最大。隨著刺釘輥的轉(zhuǎn)動(dòng)，籽棉的運(yùn)動(dòng)速度不斷增大，其離心力增大，當(dāng)增大到一定程度時(shí)其余個(gè)分離不能抵消離心作用，此時(shí)籽棉團(tuán)被拋出，繼而與第二個(gè)刺釘輥接觸，往復(fù)上述過程，直到最后一個(gè)刺釘輥后進(jìn)入下一機(jī)構(gòu)。對(duì)于雜質(zhì)，其與籽棉團(tuán)一起進(jìn)入刺釘輥與格條柵之間，在刺釘對(duì)籽棉團(tuán)的拍打過程中，籽棉團(tuán)逐漸松弛，其表面或內(nèi)部的雜質(zhì)在離心力的作用下被甩出或在格條柵的摩擦力作用下速度逐漸減小甚至停止，之后在重力作用下，雜質(zhì)會(huì)沿格條柵的間隙落下從而達(dá)到分離雜質(zhì)的目的。2.2影響籽棉除雜效率的因素清雜效率是評(píng)價(jià)籽棉清理機(jī)清理效果的最主要性能指標(biāo)。清雜效率的高低對(duì)整個(gè)棉花加工能否順利進(jìn)行、皮棉加工質(zhì)量、加工設(shè)備的使用壽命及噸皮棉的動(dòng)力消耗等都有直接影響。為了保證加工設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高皮棉加工質(zhì)量，必須使籽棉清理機(jī)達(dá)到最佳的清雜效率[11]。本課題結(jié)合傾斜式籽棉清理機(jī)工作原理，分析影響籽棉除雜效率的因素有以下幾個(gè)方面：（1）生產(chǎn)率一般來講，生產(chǎn)率越高，刺釘滾筒的負(fù)荷就越大，籽棉越不容易被打松撕扯，因此，清雜效率就低；相反，生產(chǎn)率較低時(shí)，籽棉能被刺釘充分的打擊和撕扯，籽棉中的雜質(zhì)就會(huì)被大量排出，此時(shí)清雜效率就高。因此生產(chǎn)率不應(yīng)過高。其生產(chǎn)率與刺釘輥除雜效率的關(guān)系如圖2.6所示。由圖看出，在刺釘輥轉(zhuǎn)速為9.42m/s，回潮率為9.8%的情況下，且生產(chǎn)率為700kg/h時(shí)，可以達(dá)到最佳清理效率，為38.8%，此后隨著生產(chǎn)效率的增加將導(dǎo)致清理效率的下降。圖2.6刺釘輥除雜效率與生產(chǎn)率的關(guān)系（2）籽棉含水量與含雜量對(duì)于回潮率低的籽棉，因?yàn)樽衙藓碗s質(zhì)之間的粘附力小，籽棉團(tuán)比較膨松，所以雜質(zhì)容易被清除，從而清雜效率高；反之，若籽棉的回潮率高，則雜質(zhì)與籽棉團(tuán)的粘附力大，雜質(zhì)就不易被從籽棉團(tuán)中分離出來，從而清雜效率低。另外，對(duì)于含雜高的籽棉，清雜效率高，反之則低，這是因?yàn)楹s多的籽棉，籽棉團(tuán)外表面附著的雜質(zhì)也多，從而易被清除，而含雜少的籽棉，不孕籽等天然雜質(zhì)占的比重大，所以不易被清除。（3）刺釘滾筒的線速度MQZX-10型籽棉清理機(jī)屬于沖擊式清花機(jī)，它主要依靠刺釘對(duì)籽棉的擊打與撕扯作用來達(dá)到除雜的目的，因此，在其它條件一定的情況下，刺釘輥轉(zhuǎn)速越高，籽棉受到的沖擊力就越強(qiáng)烈，籽棉中的雜質(zhì)就越融易打落，其除雜效率就高。但是，過高線速度反而會(huì)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，所以其線速度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。有研究表明，一般情況下刺釘?shù)木€速不得高于11m/s。一般情況下加工正常成熟的籽棉，其值設(shè)定為8-9m/s為宜，此時(shí)清雜率達(dá)35%，如果加工成熟度差的籽棉，其值應(yīng)設(shè)置為5-6m/s為宜。其除雜效率與刺釘輥轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系如圖2.7所示。圖2.7刺釘輥轉(zhuǎn)速與除雜效率關(guān)系（4）相鄰兩刺釘輥間距如果相鄰兩個(gè)刺釘輥間距大，則排雜效果好，但同時(shí)也可能會(huì)排落單粒籽棉。反之，如間距過小，不僅雜質(zhì)較難排出，甚至可能造成兩刺釘同時(shí)作用在同一團(tuán)籽棉上，從而產(chǎn)生干涉，使棉籽破碎，影響到皮棉質(zhì)量，若機(jī)器的配合間隙過大或松動(dòng)甚至可能發(fā)生兩刺釘輥碰撞造成嚴(yán)重的機(jī)械事故。因此，兩相鄰刺釘間距應(yīng)控制在合適的范圍內(nèi)[12]。（5）刺釘輥與格條柵之間的距離刺釘輥與格條柵之間的距離對(duì)除雜效率騎著決定性的因素。若間距過大，由于籽棉較小，刺釘對(duì)籽棉的打擊頻率降低，會(huì)使籽棉的速度較刺釘速度小很多，此時(shí)容易產(chǎn)生堵塞或僅對(duì)籽棉產(chǎn)生揉搓現(xiàn)象，不僅雜質(zhì)不能清除，還可能打破籽棉產(chǎn)生新的雜質(zhì)或瑕點(diǎn)；相反，若間距過小，則可能導(dǎo)致籽棉被壓卡在兩刺釘之間，此時(shí)籽棉隨刺釘輥一起轉(zhuǎn)動(dòng)，格條柵對(duì)籽棉的摩擦力變小，因此刺釘?shù)呐淖饔靡簿蜏p弱，從而影響除雜效率。因此，刺釘輥與格條柵之間的距離對(duì)除雜效率影響較大，且其間距還應(yīng)根據(jù)籽棉的性質(zhì)品質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳除雜效率。實(shí)驗(yàn)表明，其間距一般取18-25為宜。（6）刺釘輥筒數(shù)量刺釘輥筒數(shù)量越多，則籽棉被拍打的次數(shù)越多，除雜效率也就相應(yīng)提高，但同時(shí)也應(yīng)看到，此類沖擊和打擊式籽棉清理機(jī)對(duì)棉纖維會(huì)產(chǎn)生一定的影響，會(huì)造成棉纖維和籽棉的損傷，造成新的瑕點(diǎn)，降低棉紗強(qiáng)度等，因此在實(shí)際應(yīng)用中一般去5-7個(gè)刺釘輥為宜[13]。3數(shù)控籽棉清理機(jī)的部分設(shè)計(jì)3.1方案分析由上一章節(jié)關(guān)于影響籽棉清理機(jī)除雜效率因素的分析并結(jié)合MQZX-10型籽棉清理機(jī)的實(shí)際情況，得知本課題關(guān)于通過喂入的籽棉性狀做出自適應(yīng)調(diào)節(jié)以提高生產(chǎn)率的可行方法主要有兩種，其一是改變刺釘輥的轉(zhuǎn)速以達(dá)到改變除雜效率的目的；其二是改變刺釘輥與格條柵之間距離從而改變除雜率。本課題主要采取后者并給出可行方案。3.2總體設(shè)計(jì)方案為實(shí)現(xiàn)對(duì)MQZX-10型籽棉清理機(jī)的籽棉清理部分的改裝，需要加裝以下三套系統(tǒng)，即性狀識(shí)別反饋系統(tǒng)，步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。本課題主要針對(duì)后兩套系統(tǒng)進(jìn)行研究。其各部分工作要求為：（1）性狀識(shí)別反饋系統(tǒng)本系統(tǒng)主要用于測(cè)量喂入籽棉的回潮率含雜率等性狀，然后將所得結(jié)果轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸送給步進(jìn)電機(jī)及控制系統(tǒng)，從而進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)。（2）步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)本課題考慮到需要根據(jù)籽棉性狀控制格條柵與刺釘?shù)拈g距，因此采用步進(jìn)電機(jī)并由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)性狀識(shí)別反饋系統(tǒng)傳來的信號(hào)進(jìn)行分析，并控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，通過自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制格條柵的升降。步進(jìn)電機(jī)應(yīng)選用大功率電機(jī)，用以驅(qū)動(dòng)六個(gè)固定在一起的格條柵，其質(zhì)量約為200kg；控制器對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)起著橋梁作用，它接受由性狀識(shí)別反饋系統(tǒng)傳來的信息，通過分析得出此狀態(tài)下的最佳參數(shù)，然后控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)格條柵的調(diào)節(jié)。本系統(tǒng)控制器采用80C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，該系列單片機(jī)在我國普及的時(shí)間比較早，開發(fā)和應(yīng)用實(shí)例較多，資源豐富。（3）自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)自適應(yīng)調(diào)劑機(jī)構(gòu)主要包括提升機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。提升機(jī)構(gòu)由一套平行四邊形機(jī)構(gòu)組成，由四個(gè)支撐桿分別連接在已經(jīng)通過螺栓固定在一起的六個(gè)格條柵的四端，四個(gè)支撐桿的下部由推桿和橫桿組成的矩形限制住其相對(duì)位置。在每個(gè)支撐桿的底部裝有由深溝球軸承構(gòu)成的滾輪，可沿軌道滾動(dòng)，以使此四邊形機(jī)構(gòu)提升格條柵時(shí)輕便。推桿主要承受由電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳來的力，此力通過推桿及橫桿傳遞到四個(gè)支撐桿上，使四個(gè)支撐桿同步運(yùn)動(dòng)。支撐桿底部的深溝球軸承在軌道上滑動(dòng)，改變著支撐桿與軌道平面的夾角，從而起到升降格條柵的目的，調(diào)節(jié)了格條柵與刺釘輥之間的距離。如圖3.1所示。圖3.1平行四邊形機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)絲杠組成，采用此種螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)且控制方便，同時(shí)能傳遞一定的力。步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器與傳動(dòng)絲杠一端相連，另一端通過絲杠螺母與推桿相連，隨著電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)傳動(dòng)絲杠的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠螺母做軸向移動(dòng)，從而推拉推桿使推桿移動(dòng)，改變支撐該與滾道的夾角，達(dá)到調(diào)節(jié)格條柵的目的。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖3.2所示圖3.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3.3主要機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)針對(duì)MQZX-10型籽棉清理機(jī)的各參數(shù)及自動(dòng)化改造所要實(shí)現(xiàn)功能，以下詳細(xì)介紹主要機(jī)構(gòu)參數(shù)及結(jié)構(gòu)。3.3.1刺釘輥刺釘輥是整個(gè)籽棉清理機(jī)中最重要的清理部件，它由刺釘輥筒和焊接在其上的刺釘組成的，其內(nèi)部為空心構(gòu)造。刺釘輥筒大體有三種：一種是大直徑輥筒，此種輥筒直徑大但是刺釘細(xì)、矮。直徑大會(huì)使籽棉均布于輥筒表面的機(jī)會(huì)多，而小且矮的刺釘又會(huì)對(duì)籽棉起抖動(dòng)作用，因此出來的棉花比較均勻。第二種是中等直徑輥筒，此種輥筒類型的刺釘相對(duì)高且粗，具有較強(qiáng)的松懈籽棉的能力。第三種是小直徑輥筒，這種輥筒具有較好的纏繞效果，有利于回收繩索、布條、粗長麻等雜質(zhì)。MQZX-10型籽棉清理機(jī)的刺釘輥直徑為286mm，有效長度為1460mm，單個(gè)刺釘采用直徑10mm的圓鋼制成，高度為49mm為了使籽棉清理效率達(dá)到最佳，通常將刺釘間隔排列，即在刺釘輥的第一截面圓上均布6個(gè)刺釘，每個(gè)刺釘相距60°，在與此相距25mm的第二個(gè)截面圓上均布的6個(gè)刺釘與上第一截面圓的刺釘均勻錯(cuò)開30°。在刺釘輥的徑向上，每列共有28個(gè)刺釘，且每相鄰兩個(gè)刺釘間的距離為50mm，這樣不僅能夠比較充分的拍打籽棉，有利于使籽棉膨松并除雜，同時(shí)也可以增加轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)性。刺釘輥局部視圖如圖3.3所示，其三維建模如圖3.4所示。圖3.3刺釘輥局部視圖圖3.4刺釘輥三維建模3.3.2刺釘輥機(jī)架刺釘輥機(jī)架包括與刺釘輥相配合的格條柵、支撐刺釘輥的軸承以及刺釘輥軸承支座。本設(shè)計(jì)選用的格條柵必須和刺釘輥筒的形狀相配合，即與刺釘輥構(gòu)成成同心圓。而格條柵為可上下移動(dòng)的活動(dòng)部件，其與刺釘輥之間的可變間隙為12-27mm,因此不能嚴(yán)格保證格條柵在任意位置與刺釘輥構(gòu)成同心圓的關(guān)系，考慮到有15mm的調(diào)整間隙以及刺釘輥的最大直徑，以調(diào)整間隙的中部附近為格條柵的基準(zhǔn)半徑并圓整，此時(shí)有較好的同心性，因此取其值為210mm。格條柵的圓弧對(duì)應(yīng)于刺釘輥筒的中心角ψ必須取選取合適的數(shù)值。如果角度過大，則籽棉易隨刺釘轉(zhuǎn)動(dòng)一周后返回而造成重復(fù)打擊，此時(shí)易產(chǎn)生索絲、棉結(jié)等疵點(diǎn)；如果這個(gè)角度過小，則格條柵之間的連接部位變寬，易使籽棉在此處停留，引起堵塞，同時(shí)還減少了籽棉與格條柵的摩擦作用范圍，是除雜效率降低。研究表明，一般ψ控制在110°-115°時(shí)效果最佳。格條柵由直徑為10mm，長度為1510mm的精拔管、側(cè)板和加強(qiáng)肋組成，性狀為篩網(wǎng)狀。其三維建模如圖3.5所示。圖3.5格條柵三維建模刺釘輥軸承采用6010軸承，其基本額定動(dòng)載荷Cr=22.0kN。軸承支座的三維建模如圖3.6所示圖3.6刺釘輥軸承支座三維建模3.3.3自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)平行四邊形機(jī)構(gòu)的功用是支撐六個(gè)連接在一起的格條柵并使其在傾斜角度27°的機(jī)架上做垂直于機(jī)架導(dǎo)軌平面的微量垂直移動(dòng)，使格條柵與刺釘輥之間的間隙在12-27mm之間變動(dòng)，其調(diào)動(dòng)距離為15mm。設(shè)支撐桿長為x，則，由此可計(jì)算得出支撐桿長應(yīng)約為137.6mm，即支撐桿上部與格條柵螺栓連接處的圓心與支撐桿下部與深溝球軸承連接處的圓心之間的距離為137.6mm，此時(shí)支撐桿在兩個(gè)極限位置，即支撐桿垂直于地面與支撐桿垂直于滾道時(shí)，格條柵正好實(shí)現(xiàn)沿軌道垂直方向上15mm的間隙調(diào)節(jié)。如圖3.7所示。圖3.7平行四邊形機(jī)構(gòu)示意圖支撐桿與格條柵采用螺栓連接，螺栓與支撐桿采用間隙配合，以使支撐桿可以繞螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)，螺栓采用六角頭鉸制孔用螺栓，M10，l=89mm，l0=18mm，ds=11mm，螺栓材料選用Q235A，查表知，由于是變載荷，所以，取值為5則按靜載荷的值降低20%-30%而，取其80%則對(duì)螺栓進(jìn)行校核：剪切強(qiáng)度FR作用在螺栓上的徑向力，六個(gè)格條柵總重量約為200kg則m為接觸面數(shù)目，所以m=2擠壓強(qiáng)度所以因此螺栓滿足要求。支撐桿底部采用深溝球軸承作為滑輪，其型號(hào)為6206，基本額定動(dòng)載荷Cr=19.5kN。支撐桿的三維建模如圖3.8所示圖3.8支撐桿的三維建模傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而且可靠的傳動(dòng)，本文選用了梯形螺紋普通絲杠，螺距p＝5mm，由螺紋副耐磨性計(jì)算公式[14]，可得螺紋中經(jīng) 式中，d2為螺紋中徑；取=2.5，許用壓強(qiáng)[p]=10×106MPa；絲杠公稱直d=28mm,d2=25.5mm，絲杠總長110mm，其中螺紋長度為85mm。通過對(duì)螺紋牙強(qiáng)度、螺桿強(qiáng)度、自鎖和螺桿穩(wěn)定性校核，得此螺桿符合強(qiáng)度要求。傳動(dòng)絲杠的三維建模如圖3.9所示。圖3.9傳動(dòng)絲杠的三維建模3.3.4電機(jī)的選型本課題電機(jī)選用大功率步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)變換成相應(yīng)的角位移或直線位移的機(jī)電執(zhí)行元件。每當(dāng)輸入一個(gè)電脈沖時(shí)，它便轉(zhuǎn)過一定的角度，這個(gè)角度成為步距角β，簡(jiǎn)稱為步距。脈沖一個(gè)一個(gè)的輸入，電動(dòng)機(jī)便一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)因此而得名。步進(jìn)電機(jī)的位移量與輸入脈沖數(shù)量嚴(yán)格成比例，這就不會(huì)引起誤差的積累，其轉(zhuǎn)速與脈沖頻率和步距角有關(guān)[15]。為了方便精確控制如位移、速度、加速度等參數(shù)，因此選擇步進(jìn)電機(jī)。本課題選用110BYG450B-02型步進(jìn)電機(jī)，其參數(shù)如表3.1所示表3.1110BYG450B-02型步進(jìn)電機(jī)型號(hào)相數(shù)步矩角電壓電流定位轉(zhuǎn)矩保持轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量110BGY450B-0240.9080-32560.618聯(lián)軸器與軸承步進(jìn)電機(jī)與滑動(dòng)絲杠通過聯(lián)軸器聯(lián)機(jī)，聯(lián)軸器通過滾動(dòng)軸承固定在軸承支座上，滾動(dòng)軸承受來自于聯(lián)軸器、滑動(dòng)絲杠以及絲杠螺母自身的重量而產(chǎn)生的徑向力，不受或只受很小的軸向力。滾動(dòng)軸承選用6010，基本額定動(dòng)載荷Cr=22.0kN。滾動(dòng)軸承固定在絲杠軸承支座上，而后者又固定在電機(jī)支座上，一起構(gòu)成傳動(dòng)系統(tǒng)。本機(jī)構(gòu)籽棉清理部分三維建模如圖3.10所示圖3.10籽棉清理機(jī)籽棉清理部分三維建模4步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)組成及功能步進(jìn)電機(jī)不能直接接到交流電源上工作，而必須使用專用設(shè)備，即步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的性能，除與電動(dòng)機(jī)自身的性能有關(guān)外，也在很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)器性能的優(yōu)劣。因此選擇合適的驅(qū)動(dòng)器對(duì)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的工作來說至關(guān)重要。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一般由環(huán)形分配器、信號(hào)處理級(jí)、推動(dòng)級(jí)、驅(qū)動(dòng)級(jí)等部分組成。環(huán)形分配器用來接受來自控制器的CP脈沖，并按步進(jìn)電機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表要求的狀態(tài)順序產(chǎn)生各相導(dǎo)通或截止的信號(hào)。此信號(hào)由環(huán)形分配器出來后送入信號(hào)放大與處理級(jí)，將信號(hào)放大，放大后的信號(hào)進(jìn)入推動(dòng)級(jí)，推動(dòng)級(jí)將較小的信號(hào)放大，變成足以推動(dòng)驅(qū)動(dòng)級(jí)輸入的較大的信號(hào)。而保護(hù)級(jí)的作用是保護(hù)驅(qū)動(dòng)級(jí)的安全[16]。本系統(tǒng)采用單片機(jī)控制，由性狀識(shí)別反饋系統(tǒng)將信號(hào)傳給單片機(jī)，單片將不同性狀時(shí)的CP脈沖傳給步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源，以控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)絲杠螺母處于兩極限位置時(shí)，平行四邊形機(jī)構(gòu)也將處于極限位置，此時(shí)作為滾輪的滾動(dòng)軸承將碰到限位開關(guān)，此時(shí)單片機(jī)將使電機(jī)停止步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)并亮燈報(bào)警。4.2驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.2.1單片機(jī)的選擇本課題的單片機(jī)選用80C51單片機(jī)，因?yàn)榻榻B80C51系列單片機(jī)的書籍比較多，為初學(xué)者以及查閱相關(guān)資料提供了方便。同時(shí)80C51系列單片機(jī)的開發(fā)工具比較多，在網(wǎng)上可以免費(fèi)下載，很容易建立學(xué)習(xí)、開發(fā)環(huán)境。另外，該系列單片機(jī)在我國普及的時(shí)間比較早，開發(fā)和應(yīng)用實(shí)例都比較多，在學(xué)習(xí)編寫程序時(shí)有豐富的實(shí)例可以參考和借鑒。80C51系列單片機(jī)最早是由Intel公司開發(fā)的，Intel公司在1980年推出MCS-51單片機(jī)，也成80C51單片機(jī)。由于820C51單片機(jī)應(yīng)用早，影響大，已成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。后來很多著名廠商如Atmel、Philps等公司申請(qǐng)了版權(quán)，生產(chǎn)了各種與80C51兼容的單片機(jī)系列。雖然制造工藝在不斷地改進(jìn)，但內(nèi)核去沒有變化，我們稱這些與80C51內(nèi)核相同的單片機(jī)為80C51系列單片機(jī)或51單片機(jī)。這類單片機(jī)的指令系統(tǒng)完全兼容，而且大多數(shù)管腳也兼容。開發(fā)軟件和工具也一樣，統(tǒng)稱為80C51開發(fā)系統(tǒng)、開發(fā)環(huán)境等。常用的ASM51、KeilC51、MedWin等均是80C51系列單片機(jī)的開發(fā)工具軟件[16]。4.2.2環(huán)形分配器四相混合式或反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，有雙四拍或四相八拍兩種勵(lì)磁方式，拍數(shù)都是2的冪，因此，計(jì)數(shù)器可以直接使用通用二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。如圖4.1所示。圖4.1四相電動(dòng)機(jī)環(huán)形分配器計(jì)數(shù)器選用74LS191，這是一種二—十六進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器，時(shí)鐘脈沖CP端（14腳）引入，控制器發(fā)出來的時(shí)鐘脈沖經(jīng)過LS14兩級(jí)施密特觸發(fā)的反相器，對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行整形，有一定的防干擾作用，計(jì)數(shù)器的輸出QA-QD直接接EPROM2716的低四位地址線A0-A3，這樣可以通選2716的十六個(gè)地址（00H-0FH）。存儲(chǔ)器的內(nèi)容沖數(shù)據(jù)線讀出，用低四位數(shù)據(jù)線（D0-D3）作為四相驅(qū)動(dòng)器各相輸入線。EPROM2716的第四條地址線A4作為勵(lì)磁方式的轉(zhuǎn)換信號(hào)輸入端，其他地址線都接地。當(dāng)A4為低電平時(shí)，可選通000H-00FH空間的十六個(gè)地址；當(dāng)A4為高電平時(shí)，可選通010H-01FH之間的十六個(gè)地址。LS191第5腳為加減法輸入控制端，用該輸入端作為方向輸入的控制信號(hào)，當(dāng)?shù)碗娖綍r(shí)執(zhí)行加法計(jì)數(shù)，即是正轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)為高電平時(shí)，執(zhí)行減法計(jì)數(shù)，即是反轉(zhuǎn)狀態(tài)。LS191的數(shù)據(jù)輸入端A、B、C、D各管腳接地，而腳11是置數(shù)端，當(dāng)為高電平時(shí)，LS191為計(jì)數(shù)狀態(tài)；當(dāng)為低電平時(shí)，191停止計(jì)數(shù)，而把數(shù)據(jù)端內(nèi)容(ABCD)裝入計(jì)數(shù)器。因此，管腳11通過電阻10kΩ拉到高電平，引出線作為清零端（復(fù)位），當(dāng)輸入一個(gè)低電平脈沖時(shí)，191輸出為零，可通選2716的地址000H或010H(視A4狀態(tài)而定)，2716輸出狀態(tài)為A（四相八拍時(shí)）或AB（雙四拍時(shí)）。2716的管腳OE和DE分別為輸出允許和片選端，一直接地使之處于通選狀態(tài)。地址線A4作為方式控制端，當(dāng)A4=0時(shí)，選通000H-00FH空間，為四相八拍狀態(tài)；當(dāng)A4=1時(shí)，選通010H-01FH空間，為雙四拍狀態(tài)。在需要零狀態(tài)時(shí)，可以將零狀態(tài)內(nèi)容的第四位存儲(chǔ)0[17]。.環(huán)形分配器電源部分電路圖如圖3.2所示圖3.2環(huán)形分配器電源部分4.2.3功率放大電路由于從環(huán)形分配器來的脈沖電流只有幾毫安，而步進(jìn)電機(jī)的定子繞組需要很大的電流（一般為1-10A）才足以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。一般采用功率放大器將環(huán)形分配器送來的脈沖電流進(jìn)行放大，且功率放大器的負(fù)載為步進(jìn)電機(jī)的繞組，是感性負(fù)載，故與一般功率放大器相比，步進(jìn)電機(jī)使用的功率放大器有其特殊性，入電感較大會(huì)影響快速性、感性負(fù)載會(huì)帶來功率管保護(hù)問題等?？梢?，功率放大電路地性能對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行性能影響很大。驅(qū)動(dòng)電路的核心問題是如何提高步進(jìn)電機(jī)的快速性和平穩(wěn)性。驅(qū)動(dòng)電路組早采用的是單電壓驅(qū)動(dòng)電路，后來出現(xiàn)了高低壓驅(qū)動(dòng)電路、斬波電路等。本課題選用自激式斬波恒流驅(qū)動(dòng)電路，工作電壓為80V，相電流為3A。如圖3.3所示，用該電源組成四相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，則各項(xiàng)電路均與該單元電路相同。5結(jié)論本課題在MQZX-10型籽棉清理機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了加裝改造，完成了以下成果：（1）通過建立籽棉團(tuán)在刺釘上的受力狀態(tài)，分析了籽棉在MQZX-10型籽棉清理機(jī)受力情況，并結(jié)合影響籽棉除雜效率的各因素尋找出了一個(gè)最為有效便捷的方式來達(dá)到控制籽棉除雜效率方法。（2）根據(jù)理論分析設(shè)計(jì)出自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以平行四邊形機(jī)構(gòu)為提升機(jī)構(gòu)保證了六個(gè)格條柵在平面上運(yùn)動(dòng)的一致性，而螺旋傳動(dòng)的方式使電機(jī)與平行四邊形機(jī)構(gòu)的連接更為緊密，控制更精確方便。完成了對(duì)步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其與自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)一起共同完成了對(duì)格條柵與刺釘輥間隙的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。（3）運(yùn)用SolidWorks對(duì)籽棉清理機(jī)籽棉清理部分進(jìn)行三維建模，使各機(jī)構(gòu)及其配合更明了。雖然本課題完成對(duì)籽棉清理部分的改造，但同時(shí)也認(rèn)識(shí)到對(duì)于本類課題還有許問題有待更深入地研究探討。就棉花清理整個(gè)步驟來說，本課題只是對(duì)其籽棉清理部分進(jìn)行改造，其后續(xù)如皮棉清理等部分有待進(jìn)一步改進(jìn)，以使其自動(dòng)化程度更高，提高企業(yè)生產(chǎn)率?；贑8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)\t"_blan