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新疆棉花采用地膜覆盖的种植模式，在机械化采收过程中易混入部分残膜，降低了机采籽棉质量等级。目前，残膜等异性纤维的清理主要集中在加工厂，但不能有效的清除，为了能够从源头上消除机械化采收过程中带入的残膜，本文采用正压风力和网状滚筒相结合的方式设计出了与摘锭式采棉机配套的籽棉残膜分离装置。分离室是籽棉和残膜分离的关键，运用Fluent分析分离装置内部空间速度分布情况与试验研究的方法也是非常有必要的。 本研究对影响分离效果的籽棉和残膜进行了物料特性和空气动力学特性的研究，主要从不同时期籽棉含水率、密度及残膜拉伸特性和悬浮速度等方面做了测试研究。研究结果表明，不同时期单朵籽棉含水率、自然堆积密度悬浮速度对比：早晨高于中午，中午高于傍晚；中午采集残膜单位面积拉伸力为0.914N，残膜悬浮速度平均为0.61m/s。同时调研了当前采棉机使用情况和加工厂杂质清除装备等。以上研究为配套装置的结构设计，实现残膜分离提供了理论依据。 根据新疆现有采棉机的工作原理和结构参数，设计出适合于与摘锭式采棉机配套残膜分离装置。确定配套残膜分离装置的工作参数和结构参数，以及关键部件的作用和调节方法。简单介绍了摘锭式采棉机配套残膜分离装置的基本结构，对分离室内籽棉进行受力分析和运动分析，建立了空间籽棉运动的控制微分方程。通过建立基于Fluent的分离装置分离室的物理模型，进行分离室内部气流场仿真分析，确定了分离室内部空间的速度分布情况。与此同时，在不同孔隙率条件下进行仿真，验证了装置结构的对称性。 搭建了摘锭式采棉机配套残膜分离试验装置试验平台，通过使用高速摄像技术对输棉管道内棉流特性进行了研究，得到棉流速度平均值为17 m/s。以残膜分离率和生产率为响应指标，大小网状滚筒、喂棉量和滚筒轴线与水平的夹角为影响因素，对分离装置进行了试验研究，通过研究得到分离试验装置残膜分离率平均能够达到68.90％，生产率平均能够达到0.336 t/h，验证了分离试验装置设计的可行性。