新疆棉花每年都使用地膜覆盖的种植模式,导致收获中的棉花含有大量残膜,造成异性纤维含量超标。现有的籽棉异纤清理机具有一定的分离效果,但存在残膜清除率较低、籽棉带出比较高和清理机腔室内籽棉堵塞等问题。本文对卸料式籽棉异纤清理机的关键部件进行结构优化,通过试验研究得到工作参数的最优组合,从而提高清理机的残膜清除率,降低籽棉带出比。本文首先对卸料式籽棉异纤清理机结构和工作原理进行了分析介绍,然后利用调研、计算研究等方法探讨了籽棉与残膜物料特性。其中主要研究了:单朵籽棉平均质量;单朵籽棉悬浮速度;单朵籽棉受力分析;残膜的悬浮速度分析;残膜单位面积密度研究。本文建立了单朵籽棉在清理机腔室内的运动方程,并对不同入口速度时其在清理机腔室内的运动轨迹进行了分析与研究;建立了残膜在转网外壁时的受力方程。以上研究为清理机的优化设计与籽棉残膜分离提供了理论基础。针对卸料式籽棉异纤清理机的部分结构不合理,导致异纤清除率较低的现象,本文对清理机提出了优化要求,并对进料口、转网结构等关键部件进行优化设计,最后对优化后的部件使用Workbench软件进行结构力学验证分析。分析结果表明,优化后的结构能够满足工作要求。针对卸料器堵塞或漏风的情况,利用Fluent软件对清理机腔室进行仿真分析,根据结果结合卸料器的结构功能对卸料器进行优化设计。利用Rocky软件对卸料性能进行仿真试验,选取卸料器转速、卸料器半径和台时产量为试验因素,以卸料率为评价指标,得到影响卸料率的主次顺序为:卸料器半径、台时产量、卸料器转速。对工作参数进行优化,结果表明卸料器转速为76rpm、卸料器半径为410mm、台时产量为12t/h时,模型预测的卸料率为98.332%。为探究关键部件最优工作参数,本文利用Fluent-Rocky耦合的方法对分离过程进行仿真模拟,分析籽棉残膜在清理机内部的运动过程,并对仿真结果进行速度与压力分析。将二次正交旋转组合与耦合仿真技术结合,以负压风速、转网转速和入口风速为试验因素,残膜清除率与籽棉带出比为评价指标。由耦合仿真试验得出,对清理机性能的影响顺序为:入口风速、负压风速、转网转速。在耦合仿真试验的基础上,以残膜清除率和籽棉带出比为性能指标,以负压风速、入口风速为试验因素,在清理机试验装置上进行正交试验。结果表明:各影响因素对残膜清除率和籽棉带出比都比较显著,当转网转速固定为30r/min,负压转速为23.5m/s,入口风速为2.5m/s时,残膜平均清除率为55.20%,籽棉平均带出比为1.89%。