推送式旋齿起膜机构设计与试验

针对现有残膜回收机起膜机构易堵塞、脱膜难等问题,设计一种推送式旋齿起膜机构,该机构可同时完成起膜及辅助上膜工作。设计平行四杆结构、旋齿结构、排列方式及间距;构建旋齿运动轨迹方程,分析相邻旋齿轨迹,检验不漏膜条件,确定影响起膜性能的主要因素;分析旋齿与输送装置作用下膜土混合物的受力情况,确定影响残膜捡拾性能的主要因素为机具作业速度、旋齿起膜机构转速、挂膜输送带与旋齿起膜机构水平距离、竖直距离,根据工作条件确定因素取值范围。设计四因素五水平试验,探究机具作业速度、旋齿起膜机构转速、挂膜输送带与旋齿起膜机构水平距离、竖直距离对残膜捡拾率的影响规律。开展田间试验,利用Design Expert软件对试验结果进行参数优化分析,并以最优参数组合,进行田间试验验证。试验结果表明,当机具作业速度为1.43 m/s、旋齿起膜机构转速为60.5 r/min、挂膜输送带与旋齿起膜机构水平距离为308.24 mm、竖直距离为91.22 mm时,预测残膜捡拾率为91.8%,实际残膜捡拾率为91.2%,满足残膜回收机具作业要求。     

帆布带式马铃薯挖掘-残膜回收联合作业机设计与试验

为解决西北旱区大面积推广马铃薯大垄双行覆膜栽培模式所造成的田间残膜污染问题,设计了帆布带式马铃薯挖掘-残膜回收联合作业机,实现了马铃薯挖掘收获与残膜回收的一体化作业。通过对样机防缠绕装置、帆布带式送膜装置及浮动卷膜装置关键工作参数进行计算分析,确定影响联合回收机残膜回收率的相关试验因素及其取值范围。依照Box-Behnken试验设计原理,采用四因素三水平响应面分析方法,建立了作业机前进速度、卷膜驱动辊转速、输膜轴转速和输膜板倾角与残膜回收率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明:4个因素对残膜回收率影响的主次顺序为:卷膜驱动辊转速、作业机前进速度、输膜轴转速和输膜板倾角;联合回收机最佳工作参数为:作业机前进速度0.72 m/s、卷膜驱动辊转速303 r/min、输膜轴转速499 r/min、输膜板倾角29°。验证试验表明,联合回收机残膜回收率均值为92.1%,较优化前有明显提升;同时在此工作参数条件下,作业机明薯率为96.6%、伤薯率为2.2%,各项作业指标均达到国家和行业标准要求。     

铲齿组合式残膜捡拾装置设计与试验优化

针对新疆平作区棉花残膜回收机起膜、拾膜分步作业造成残膜回收率低、含杂率高的问题,提出了起膜、拾膜协同作业的思路,设计了一种铲齿组合式(同步起膜、拾膜)残膜回收装置。通过对起膜铲起膜机理进行分析,确定了起膜铲导曲面参数方程和主要结构参数;通过对捡拾滚筒拾膜过程运动及受力分析,确定了拾膜齿杆能够"扎"起残膜的必要条件。运用Design-Expert 8.0.6数据分析软件中心组合试验方法对组合式残膜捡拾装置的关键参数进行了试验,建立了起膜铲入土角、捡拾滚筒转速、机具前进速度与残膜回收率和含杂率的三元二次回归模型。采用非线性优化计算方法,对影响因素进行综合优化计算。试验结果表明:当起膜铲入土角为30°、拾膜滚筒转速为120 r/min、机具前进速度为1.0 m/s时,残膜回收率为90.3%,含杂率为4.1%,比起膜、拾膜分步作业条件下的残膜回收率提高了5.3个百分点,含杂率降低了4.8个百分点。试验指标均达到了国家和行业标准要求,试验结果满足设计要求。     

棉秆粉碎与搂膜联合作业机田间作业性能试验分析

为了检验研制的棉秆粉碎与搂膜联合作业机的结构和工作参数的合理性。文中对棉秆粉碎与搂膜联合作业机进行了三因素三水平正交试验,并对试验数据进行分析,通过分析得出影响残膜回收率的最优参数组合。     

弹齿式残膜回收机捡拾装置改进设计与试验

针对弹齿式残膜回收机捡拾装置与地面接触不充分造成残膜回收率低的问题,通过增设起膜部件,重置拾膜弹齿排布,改进了残膜捡拾装置结构。通过对田间覆膜特点和残膜在起膜杆齿上移动条件进行分析,确定了起膜杆齿入土角范围及排布方式。对拾膜弹齿进行运动学和动力学分析,确定了其在残膜捡拾过程中的运动方程和运动轨迹,并确定了残膜不漏挑的条件。依照Box-Benhnken试验设计原理,以机具前进速度、起膜杆齿入土角、输膜链耙转速为试验因素,以残膜回收率和残膜含杂率为响应值,通过回归分析和响应面分析,建立了机具前进速度、起膜杆齿入土角、输膜链耙转速与残膜回收率和残膜含杂率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。结果表明：各因素对残膜回收率的影响由大到小为：起膜杆齿入土角、机具前进速度、输膜链耙转速;各因素对残膜含杂率的影响由大到小为：输膜链耙转速、起膜杆齿入土角、机具前进速度。应用Design-Expert软件的寻优功能对回归方程进行优化求解,结果表明：当机具前进速度为5.21km/h、起膜杆齿入土角为30.8°和输膜链耙转速为236r/min时,残膜回收率最大值为91.4%,残膜含杂率最小值为3.21%,田间验证试验表明该参数下残膜回收率为91.2%,残膜含杂率为3.1%,理论值和试验值误差小于3%。     

双筛体驱振式膜土分离与输送装置设计与试验

为减少铲筛式残膜回收机在工作中的振动,设计双筛体驱振式膜土分离与输送装置。采用DH5902动态测试系统对双筛面残膜回收机的振动参数进行满载田间作业测试,实验结果表明振动频率在3～5.5Hz变化时,机架左右方向振动测量值范围为4.2～5.4m/s2,在设备可承受振动范围内,减振效果明显。为实现有效逐级输膜,确定偏心轮驱动轴转速范围为260～330r/min,通过单因素试验确定筛面形式为锯齿筛,为提高残膜回收率和膜土比,选取机具前进速度、逐膜筛振动频率、逐膜筛振幅、锯齿间距作为试验因素,运用响应曲面法并在Design-Expert软件中分析各因素对残膜回收指标的影响效应,各因素影响残膜回收率的主次顺序为锯齿间距机具前进速度逐膜筛振幅逐膜筛振动频率;各因素影响膜土比强弱次序为锯齿间距机具前进速度逐膜筛振动频率逐膜筛振幅。运用Design-Expert的寻优功能得到最优参数组合为机具前进速度0.735m/s,逐膜筛振幅62mm,逐膜筛振动频率260次/min,锯齿间距12.02mm,机构设计时将获得的参数修正并进行试验验证,最终结果表明残膜回收率为90.26%,膜土比为1.46,较好地满足了残膜回收质量要求。该研究不仅为残膜回收市场提供了一款急需的实用机具,亦为残膜回收机械创新研发或优化提升提供了理论依据和参考借鉴。     

驱动耙残膜回收联合作业机的残膜回收部件设计研究

为解决棉花收获后、春季播种前的地表残膜的回收问题,设计一种用于播种前棉田整地和残膜回收的联合作业机具,介绍该作业机的工作原理及其基本结构,对该作业机的重要零部件的工作原理及其相互配置进行分析研究,给出了挑膜机构结构参数的选取范围,并建立挑膜弹齿的运动方程.通过理论分析,该联合作业机能够很好完成整地和收膜作业.     

钉刺式残膜回收机凸轮机构的设计与分析

为了更好地解决风化小片残膜难回收和残膜与土杂分离及简化脱膜工序实现自动脱膜的问题,通过对国内外残膜回收机具的研究和借鉴,设计了自动脱膜式残膜回收机。同时,阐述了该机具的总体结构、工作原理以及关键工作部件凸轮的设计和运动分析,确定凸轮轮廓曲线轨迹、参数选取范围和建立轮廓线方程。理论分析和试验表明:该机具能够实现自动脱膜,简化了脱膜工序和难度;能够捡拾地表及80mm耕层内的残膜,提高了工作效率;残膜回收率88%左右,捡拾特性和经济效益俱佳。     

链齿式残膜回收输送方式对比分析与试验

针对传统下输送链齿式残膜回收机存在的捡拾效果不佳与输膜不畅等现象,提出了上输送残膜回收方式,并对两种输送方式的残膜回收机在拾膜和脱膜阶段的机理进行了分析;从理论角度分析了两种输送方式的可行性,并对其特点进行了比较。分别设计了结构参数相同但输送方式不同的两台链齿式残膜回收机,一台采用下输送方式,而另一台采用上输送方式。在收获后的花生田进行收膜对比试验,对影响机具作业质量的输送方式、输送链转速和脱膜辊转速3个主要因素进行正交试验,结果表明:输送方式是影响机具捡拾率的主要因素,上输送方式的捡拾率达到91.9%,远高于下输送方式,综合作业质量上输送方式优于下输送方式。该对比试验可为链齿式残膜回收机输送方式的选择和未来的研发方向提供参考。     

残膜回收机起膜铲设计与试验

起膜作业是残膜回收的重要环节,针对现有残膜回收机起膜装置存在可靠性低、起膜率低的问题,设计了一种滑刀式起膜装置。通过对起膜铲起膜机理进行分析,确定了导曲面参数方程和主要结构参数。以起膜铲间距、机具作业速度、入土角为试验因素,以起膜率为响应值,利用Design Expert 8.0.2软件进行回归分析和响应面分析,得出各因素对起膜率的影响由大到小为：入土角、起膜铲间距、机具作业速度;建立了起膜率与入土角、起膜铲间距和机具作业速度的三元二次回归模型。采用非线性优化计算方法,对起膜铲的结构参数和工作参数进行优化计算。结果表明：当起膜铲间距为220mm,作业速度为1.0m/s,入土角为30°时,起膜率理论最大值为93.8%,验证试验表明该参数下的起膜率为91.3%,理论值与试验值误差为2.5%,验证了回归模型的正确性。     

杆齿式残膜回收机的设计与试验

针对目前国内残膜回收机具存在拾膜、卸膜机构复杂且可靠性低的问题,设计了杆齿式残膜回收机。介绍了杆齿式残膜回收机的工作原理,对关键部件进行了设计分析,确定了拾膜机构、卸膜机构及起膜装置的关键设计参数。以机具行进速度、拾膜杆齿线速度与机具行进速度比、拾膜杆齿入土深度为影响因素,利用土槽台架试验系统,进行了三因素三水平响应面试验,并通过Design-Expert数据处理软件对拾膜率进行优化分析。结果表明:当机具行进速度为1.2m/s、速比为1.0、杆齿入土深度为55mm时,拾膜率和卸膜率达到最优。     

铲筛式残膜回收机分离机构的设计及试验

针对于目前铲筛式残膜回收机存在的问题,对残膜回收机进行改进设计,具体设计一种输送带式残膜混合物分离机构并建立三维模型,介绍残膜混合物分离机构的结构与工作原理,确定分离机构的主要技术参数,通过试验研究混合物分离机构的几何参数和工作参数在不同组合时的性能,并确定分离机构性能指标的最优水平组合:机架夹角θ为55°,带轮的转速n为400 r/min,相邻驱动轴同步带的间距l为20 mm。试验结果表明,该分离装置有较好的工作性能,其结构简单,加工制造方便,与铲齿式残膜回收机优化结合,一次性可完成残膜挖铲、膜土以及膜茬分离、残膜收集作业。     

旱地全膜双垄沟残膜捡拾机的设计

针对我国西北旱地全膜双垄沟残膜捡拾机仿形能力差、拾净率低的问题,设计了一种旱地全膜双垄沟滚筒式残膜捡拾机。同时,阐述了整机结构及工作原理,并通过机构分析和计算确定了关键部件工作参数,旨在为残膜回收提供一种新的机具。     

弧型齿残膜捡拾滚筒捡膜的机理

对弧型齿残膜清理滚筒捡膜齿的轴向排列、滚筒转速、捡膜齿运动轨迹和各相关参数进行分析研究,初步找出弧型捡膜齿满足要求的排列布置、滚筒转速和合理的入土深度,确定了残膜回收机具的运动参数λ范围,为残膜清理滚筒的设计提供了理论依据。试验表明,所设计的残膜回收机具运动参数是合理的,在保证膜土分离效果好和较高残膜捡拾率的前提下可显著提高工作效率。     

随动式残膜回收机起膜捡拾机构设计与试验

针对随动式残膜回收机在捡拾地膜过程中存在的杂质壅堵问题,设计了一种新型起膜捡拾机构。通过分析机构起膜过程,确定了起膜轮轮刺高度、起膜轮排列间距等主要结构参数,通过分析机构拾膜过程,确定了机具行进速度和起膜轮转速等工作参数。以起膜轮转速、机具行进速度和起膜轮间距为试验因素,以起膜率、排杂率为响应值,利用Design-Expert 8.0.5软件进行回归分析和响应面分析,得出各因素对起膜率和排杂率的影响顺序由大到小均为：起膜轮转速、机具行进速度、起膜轮间距,并分别建立了起膜率、排杂率与起膜轮转速、机具行进速度、起膜轮间距的三元二次回归模型。采用非线性优化计算方法进行优化计算,结果表明：当起膜轮转速为26.2r/min、机具行进速度为1.23m/s、起膜轮间距为139.95mm时,起膜率理论值为91.49%,排杂率理论值为92.92%。在起膜捡拾机构参数最优组合下的田间试验表明,起膜率均值为90.45%,排杂率均值为91.30%。     

甘肃玉米铺膜种植区残膜回收机械化技术适应性分析

以甘肃省中部的玉米铺膜种植区的残膜回收机械化技术为研究对象,基于甘肃省内自主研发的4种不同结构的残膜回收机型进行了残膜回收适应性分析。结果表明:4种残膜回收机具残膜捡拾净率≥80%、缠膜率均≤3.0%、安全性均符合残膜回收机械化作业标准,值得大面积推广应用。     

自走式拾膜输送机构设计与试验

拾膜输送机构是残膜回收机具重要工作部件,其工作性能优劣对残膜回收机具影响较大。为了确定拾膜输送机构最佳工作参数,对其进行结构设计、受力及运动分析,并搭建试验台架。针对机具前进速度、杆齿入土深度、杆齿出土角度这3个影响拾膜率的参数进行了三因素三水平Box-Behnken试验,结果表明:三因素对拾膜率影响大小从大到小依次为机具前进速度、杆齿入土深度、杆齿出土角度,且当机具前进速度为0.97m/s、杆齿出土角度为28.03°、杆齿入土深度为98.41mm时拾膜率最优。     

影响滚筒式残膜回收机作业质量因素分析

以滚筒式残膜为例,分析了地膜质量、土壤含水率、挑膜滚筒结构参数及设备作业速度对残膜回收质量的影响。针对影响因素,从提高地膜质量、加强设备及工艺、确定机具工作参数等方面提出了提高残膜回收质量的对策。     

“张持”式顺向残膜捡拾机构的理论研究

针对现有残膜捡拾机构依靠拖拉机的动力输出驱动机具转动,存在作业效率低的突出问题,利用捡拾齿与土壤间阻力和弹簧拉力,设计了"张持"式顺向残膜捡拾机构,仅在拖拉机拖拽下完成残膜捡拾,以期进行高速作业,为设计参数提供理论依据。通过田间试验测量捡拾地膜主要克服的膜土结合力,运用Design-Expert软件建立不同点的膜土结合力模型,分析影响因素并确定主次顺序,并运用Minitab软件建立以捡拾齿直径和张弛距离为主要影响因素的"张持"力回归模型。研究成果有助于解决棉田残膜污染问题,丰富残膜回收机械的设计理论。     

耙齿式残膜回收机自动脱膜机构优化设计

针对耙齿式残膜回收机脱膜难、效率低的问题,运用Box-Behnken的中心组合试验方法对残膜回收机脱膜机构的工作参数进行了试验研究,以刮板角度、刮板安装位置、刮板长度为影响因素,以初次脱膜率、缠膜率为试验指标进行3因素3水平的响应面试验;建立了响应面数学模型,分析了各影响因素对作业质量的影响,同时对影响因素进行了综合优化。试验结果表明:初次脱膜率影响显著顺序依次为刮板角度、刮板安装位置、刮板长度;缠膜率影响显著顺序依次为刮板角度、刮板长度、刮板安装位置;最优工作参数组合为刮板角度为70°、刮板安装位置为95mm、刮板长度为480mm,对应的初次脱膜率和缠膜率为94.7%、1.29%,且各性能指标和理论优化值相对误差均小于5%。研究结果可为耙齿式残膜回收机脱膜机构的结构完善和作业参数优化提供依据。