残膜卷拾机的设计与试验

针对国内现存残膜回收机回收效率低、含杂率高及卸膜困难等问题,设计了一种适用于玉米窄膜覆膜田作业的残膜卷拾回收机具。整机由起膜装置、膜杂分离装置和卷膜装置组成,一次作业可完成起膜、送膜、膜杂分离、卷膜及卸膜等作业项目。田间试验结果表明:在机具前进速度为2km/h时,机具残膜拾净率为92%,且作业性能较稳定,满足农业行业标准,为西北地区的小型残膜回收机的研究提供了参考。     

链耙捡拾机构双链传动同步性监测系统的设计*

为实现链耙式残膜回收机作业过程中链耙捡拾机构双链传动同步性的实时监测,设计一种基于电涡流传感器的链耙式残膜回收机双链传动同步性监测系统。该监测系统以STC89C52单片机硬件系统为下位机,通过电涡流传感器和霍尔传感器分别获得链耙捡拾机构与动力轴转速信息,判断收膜机链耙捡拾机构运行状态,并通过HC-12无线模块将状态信息传输至SG121-BGCM型工控机人机界面实时显示。室内试验表明,在收膜链耙转速为168 r/min时,系统对链耙捡拾机构跳齿情况监测准确率为96%以上;田间试验表明,在收膜机前进速度取8 km/h,链耙捡拾机构转速取168 r/min 时,跳齿监测准确率为95%以上。该监测系统实现了对链耙式残膜回收机运行状态的实时高精度监测,有助于提高残膜回收机作业可靠性。     

棉花残膜回收机研究现状与发展展望

结合地膜带来的白色污染问题,简要介绍了残膜对农业生产的危害以及残膜回收机研究的重要性,对国内外现有几种典型残膜回收机的工作原理进行了介绍,指出了在可降解或液体地膜大规模推广使用前,应该开发与现阶段结合的残膜回收机,以便在提高机具作业效率的前提下最大限度地减少残膜,并对未来残膜回收机或残膜回收的发展提出建议。     

玉米起茬残膜回收机结构设计与性能试验

根据玉米覆膜种植的地域环境、土质条件和作物特点,研究开发设计一种新型玉米起茬残膜回收机,能够较好地完成挖掘玉米根茬和残膜,实现残(膜)茬与土壤分离和残(膜)茬的收集回收。通过改进的残膜回收机在内蒙古多地进行使用性能试验,试验结果表明:表层拾净率为87.9%,深层拾净率为90.7%,缠膜率为1.8%,机具作业指标、作业质量达到设计预期。简要介绍该新型玉米起茬残膜回收机的工作原理和结构设计,为玉米残膜回收机的改进设计和机具的进一步定型提供相关依据。     

基于多跳无线局域网络的多联合收获机速度协同控制

随着现代化农业科学技术的进步,大面积协同作业逐渐开始应用在机械自动化生产过程中,为了提高联合收获机械装置作业的生产效率,提出了一种多机协同控制的多跳无线局域网络,实现了多机大面积协同化作业控制。利用无线多跳网络,基于地形和地质条件,统一多机作业的速度,根据脱粒滚筒的转速和籽粒的损失率,对协同速度进行优化。为了验证设计的多跳无线局域网多速度协同控制的有效性,对多联合收割机的速度优化效果和籽粒的损失率进行了实验测试。由测试结果可以看出:采用多联合收割机前进速度协同控制后,其机械效率和籽粒的损失率都得到了明显的改善,从而验证了速度协同控制方法的可靠性,为大面积农作物收获机械自动化作业通信技术的研究提供了一种新的无线多跳网络优化方法。     

针对秋后立秆模式的残膜回收机的设计

针对秋后立秆模式回收地膜时存在的对行性差、对地仿形差及边膜难以搂起问题,提出利用复合四杆机构的三维动作来实现对行和仿形。为此,设计了相应残膜回收机,并对残膜回收机的复合四杆机构、搂膜齿、边膜起膜杆齿、株间划膜杆齿等部件进行了设计与分析,为残膜回收机的对行仿形、对地仿形、边膜及株间残膜的回收相关研究提供了参考。     

轻简式烟田苗期揭膜机的设计

为解决丘陵山区地膜回收难题,促进农业绿色发展,设计了一种轻简式烟田苗期揭膜机。该揭膜机采用揭膜电机驱动锥形卷膜辊揭膜,在揭膜过程中,揭膜电机在控制系统作用下能够恒扭矩驱动锥形卷膜辊转动揭膜,从而以近似恒拉力的方式揭膜,保证了可靠揭膜而不断膜。揭膜机包括揭膜系统、控制系统和行走系统。揭膜系统可实现揭膜和卸膜功能,控制系统实现对两侧揭膜电机的独立控制,使揭膜电机恒扭矩驱动锥形卷膜辊,行走系统提供支撑和移动功能。试验表明:该机平均恒扭矩控制误差为5.02%,揭膜性能好,能实现残地膜回收。     

玉米根茬残膜回收机的离散元模拟及性能试验

为提高内蒙古地区玉米根茬残膜机械化回收水平,解决大根茬作物残膜回收率低、膜茬缠绕等问题,针对设计开发的玉米根茬残膜回收机,利用离散元数值模拟的方法,分析了作业时滚刀装置工作参数对根茬的回收率的影响。模拟结果表明,选用的滚刀装置作业参数可以实现对根茬段和地膜的抛起作用。参照残地膜回收机相关标准,对设计开发的玉米根茬残膜回收机进行了田间性能试验,结果表明:在给定的作业参数内,残膜表层拾净率为88%,缠膜率为1.8%,深层拾净率为91%,运输离地间隙为350mm,试验性能指标均高于相关标准。该机可用于玉米等大根茬作物根茬和残膜的有效回收。     

耕前残膜回收机秸秆粉碎部件的试验研究

为了检测耕前残膜回收机关键部件理论设计的合理性及寻找秸秆粉碎部件的几个重要工作参数的优化组合,达到与残膜回收部件的合理配置,从而能够实现在秸秆粉碎还田与残膜回收联合作业中,使收回的地膜尽量洁净,实现膜杆的有效分离。     

锯齿滚扎式残膜回收机设计与试验

针对于现有残膜回收机回收残膜含杂率较高的问题,设计一种一次性完成扎膜、集膜以及土壤平整作业的锯齿滚扎式残膜回收机。介绍残膜回收机的结构和工作原理,确定残膜回收机的主要作业参数,对扎膜机构进行运动学和动力学分析;确定扎膜机构的锯齿顶尖在作业时的运动轨迹以及运动方程,并确定扎膜机构不漏扎的条件;以残膜回收机作业速度v_1、扎膜机构辊筒转速n以及扎膜机构扎膜盘轴向间距l为试验因素,开展残膜回收机扎膜机构的扎膜率试验,试验结果表明,当扎膜机构辊筒转速为60 r/min、扎膜盘轴向间距为50 mm、残膜回收机作业速度为5 km/h时,残膜回收率为93.3%,满足残膜回收机的设计要求。     

弹齿链耙式播前残膜回收机的设计研究

随着地膜覆盖技术的推广应用,残膜带来的白色污染越来越严重。为了减轻污染,不影响播种、出苗,研究设计了新型弹齿链耙式播前残膜回收机。重点介绍了该机的总体结构、工作原理,以及捡拾链耙、弹齿、脱膜机构等关键部件的设计分析。田间试验表明:该机生产率为0.85hm2/h,残膜回收率为81%,满足残膜回收的技术要求,研究成果有利于解决残膜污染问题。     

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。     

4CML-1000型链耙式地膜回收机设计与试验优化

为了解决传统搂耙式地膜回收机卸膜和装箱困难、作业连续性差等问题,设计了一种链耙式地膜回收机,可以连续实现搂膜集膜、输膜抖土、卸膜过程。该回收机主要由机架、起膜铲、链耙、集膜箱等部件组成。为了使地膜回收机的性能达到最佳,首先在土槽实验室内对回收机的结构参数和工作参数分别进行了单因素试验和响应曲面优化试验,通过土槽试验得到地膜回收率、脱膜率、夹带土壤质量3个指标的二次回归方程、响应优化曲面及最佳参数组合。最佳参数组合为:耙齿总成间距300 mm,单排耙齿数5个,耙齿入土深度84.41 mm,回收机前进速度2.542 km/h,链耙线速度0.417 m/s。通过大田验证试验,得到优化后的地膜回收机性能指标为:地膜回收率90.2%,脱膜率88.1%,夹带土壤质量0.41 kg/m。大田试验表明,链耙式地膜回收机满足生产要求。     

钉齿滚筒式残膜回收机关键部件的设计与研究

地膜覆盖技术的广泛推广与应用极大地促进了我国农业现代化的发展,但残留在土地中的地膜在自然条件下极难降解,给农业可持续发展带来巨大危害。为此,针对目前残膜回收机回收率难以达标的问题,设计了一种钉齿式残膜回收机,介绍了残膜回收机的总体结构参数及工作原理,重点对钉齿滚筒进行运动学分析,推导得出钉齿滚筒的运动学方程及不漏捡残膜所满足的参数条件。同时,运用ADAMS对钉齿滚筒的钉齿运动轨迹仿真,得出了滚筒转速、机具行进速度及钉齿周向相邻角度对残膜回收机工作效果的影响。     

4JML-2.0型残膜回收机剪叉式卸膜装置的设计

为提高残膜回收机工作效率、减少卸膜次数、保证机具作业行程,部分机具配备了较大的集膜箱与残膜压实装置;但膜箱较大,存在卸膜困难费时和卸膜不彻底的情况,且残膜在经过压实之后容易卡住,更不易卸出,严重影响残膜回收机的作业效率。为此,针对当前带有较大集膜箱的残膜回收机卸膜繁琐且不彻底的问题,设计了一种剪叉式的卸膜装置。同时,介绍了总体结构以及工作原理,采用虚位移原理得出了油缸最大推力的计算公式;对外侧剪叉臂进行受力分析,推导出剪叉臂铰接处的最大铰点力;进行加工试制,并进行实地试验。通过对集膜箱内不同质量的残膜进行卸膜,验证该装置卸膜彻底,基本无残留,可满足工作要求。     

残膜回收机带式卷膜装置设计与试验

为解决现有残膜回收机集膜装置在集膜和卸膜过程中残膜质地松散、作业效率低等问题,设计了一种带式卷膜装置。阐述了该带式卷膜装置的基本结构和工作原理,通过理论分析确定了关键部件结构参数,分析了卷膜作业过程,经过计算分析得到可卷收残膜膜卷的最大直径、卷膜速比范围、卷膜倾角范围。采用三因素三水平Box Behnken试验设计方法,建立了各因素与膜卷密度之间的数学模型,确定了较优工作参数组合为:机具前进速度5.38 km/h、卷膜速比为1.19、卷膜倾角为80°,此时平均膜卷密度为122.7 kg/m³。田间试验表明,卷膜装置作业性能稳定,膜卷质量良好,满足设计和实际作业要求。     

西北雨养区全膜双垄沟播技术与配套机具研究进展分析

全膜双垄沟播技术抗旱增产,在我国西北旱区大面积推广应用,实现与提升其全程机械化作业水平主要包括对覆膜种床构建、膜上播种、残膜回收及种植作物收获技术与配套机具的研究。在分析西北旱区全膜双垄沟播技术应用概况、技术模式和实施效应的基础上,重点阐述了全膜双垄沟相关机械化起垄覆膜、膜上精量播种、种植作物收获及残膜回收关键技术特点及典型机具。结合实际生产应用中出现的问题与需求,在分析归纳现阶段全膜双垄沟播技术农艺、农机存在问题的基础上,从加强全膜双垄沟播技术农机农艺融合、持续开展基础研究与配套机具性能优化、创建全膜双垄沟全程机械化技术体系等方面展望了未来研究方向。提出研发经济高效全膜双垄沟全程机械化作业装备和农机农艺深度融合是创建全膜双垄沟全程机械化技术体系的关键,也是进一步形成科学合理的全膜双垄沟播技术,实现全膜双垄沟生产系统高效、节本增效的发展方向。     

玉米全膜双垄沟残膜回收机优化设计与试验

针对现有玉米全膜双垄沟残膜回收机作业中存在起膜单体仿形能力差、易堵塞、根茬易被挑起及卸膜难等问题,对机具的起膜装置、卷膜装置及卷膜装置的传动方案进行优化设计。起膜装置由8个仿形起膜单体、滑块、导轨及调压弹簧组成,起膜单体能够随地形上下仿形,解决了根茬被挑起、堵塞及冲击振动问题。卷膜装置由主从动锥型卷膜辊、辅助卷膜齿和联动卸膜转臂组成。其中,卷膜辊应用了摩擦传动恒线速度机理,保证卷膜松紧程度均匀;辅助卷膜齿采用快速插接机构插接在主从动锥型动卷膜辊上,实现残膜高效缠绕;主从动卷膜辊设计为锥型结构,便于脱膜;联动卸膜转臂能够保证主从动锥型卷膜辊近似直线分开,使卸膜较为便捷。通过分析偏心伸缩弹齿的运动,确定了弹齿周向分布4个。以残膜回收率、缠膜率和含杂率为评价指标,采用正交试验得出样机最优工作参数为:前进速度3 km/h、偏心伸缩弹齿挑膜滚筒转速60 r/min、卷膜辊转速90 r/min。以最优工作参数进行了田间试验验证,结果表明,作业机残膜回收率为89.46%,缠膜率为1.93%,含杂率为25.53%,满足全膜双垄沟残膜回收技术要求。     

马铃薯收获与气力辅助残膜回收联合作业机设计与试验

针对大面积推广大垄双行覆膜马铃薯栽培模式所造成的田间残膜污染问题,设计了马铃薯收获与气力辅助残膜回收联合作业机,一次作业可同步实现薯块挖掘铺条与残膜回收。通过对样机关键作业部件进行设计选型,确定了阶梯挖掘铲、土薯抖动升运装置及浮动式气力卷膜装置结构及作业参数,分析了浮动式气力卷膜装置作业过程,得出确保该装置不产生残膜滞留堵塞、拉断及打滑现象的必要条件,对地轮田间行走产生不滑动的滚动条件进行了分析计算,并完成了样机相关作业性能试验。田间试验结果表明,当联合作业机作业速度为1.8~2.0 km/h时,残膜回收率为91.6%,明薯率为96.8%,伤薯率为2.3%,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。