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。     

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。     

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。     

1MC型地膜回收起茬机推广使用分析

1MC系列地膜回收起茬机是内蒙古农机部门“九五”和“十五”期间攻关、研制、生产的系列产品。该机具是针对内蒙古地区覆膜玉米收获后表土层残膜回收和大根茬清理而设计的,该机采用“铲掘筛分”工作原理,使残膜捡拾率达到90%以上,根茬起净率达到95%以上,满足了内蒙古地区春季耕     

玉米地残膜回收机的原理改进及试验分析

针对气吸式玉米残膜回收机工作效率低、起膜过程中壅土量大和机具结构复杂等问题,对气吸式残膜回收机的起膜铲、吸膜装置、筛土链组部件进行了原理改进和结构优化,接着对改进和优化后的残膜回收机的起膜铲进行了有限元分析,分析的结果满足机具工作稳定性的要求;同时,对改进和优化的机具进行样机制作和田间试验。分析试验结果得出:该机表层残膜回收率能够达到91%以上,符合国标中对残地膜回收机具的要求。     

2TM—120型残膜回收机的研制

随着覆膜面积的逐步扩大,残膜对土壤的污染愈显严重,回收问题倍受关注。为补残膜回收机具这个短板,设计一种2TM—120型残膜回收机。介绍整体结构、工作原理及技术参数,田间试验表明:残膜一次作业表层拾净率可达85%以上,缠膜率低于2%。     

圆盘扎辊式残膜回收机的设计

针对边膜回收较难的问题,设计了一种圆盘扎辊式残膜回收机。阐述了该机具的工作原理和设计方案,并对圆盘扎辊式残膜回收机具中圆盘和拾膜杆齿等主要部件进行了设计,确定了拾膜杆齿的排列方式和运动轨迹方程。对机具进行试验表明,该机具的净回收率为80%以上。     

两种残膜回收机具作业效果测评分析

为进一步测评残膜回收机作业性能,对两种残膜回收机的回收作业过程中残膜回收率、缠绕率指标进行了比对。新大众1FMJF-120型风力除杂式残膜回收机的回收率91%,神耕1CM-1型残膜回收机的平均回收率86.5%;新大众1FMJF-120型风力除杂式残膜回收机缠膜率(2.59%)低于神耕1CM-1型残膜回收机缠膜率(2.75%),试验结果满足国家相关标准规定的要求,研究方法与结果可为辽西风沙旱地农田残膜回收作业和机具改进提供参考。     

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。     

3种残膜回收机的作业性能对比试验研究

通过对我国残膜回收机械调查分析,针对目前多数残膜回收机可靠性差、缠膜率高、拾净率低等现状,选择了常用的1MLC-110型、1MCS-100型和2MCL-150型残膜回收机械作为试验研究对象。通过对这3种残膜回收机的田间作业性能对比试验,分析了各机型的主要收获指标:拾净率、缠膜率、作业效率。结果表明:1 MCS-1 0 0型残膜回收机的性能优于1 MLC-1 1 0型和2 MCL-1 5 0型残膜回收机。经3种残膜回收机的对比试验分析,为残膜回收机的理论研究与优化设计提供了参考,也为残膜回收机的研制开发提供新的思路。     

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%。     

残膜回收机自动仿形系统设计与试验

目前残膜回收机已经成为新疆棉田回收残膜的主要方式之一。在残膜回收机回收残膜的过程中,由于棉田的环境复杂多变,而现有的残膜回收机无仿形功能,导致入土部件的入土深度不稳定,这就造成残膜拾净率达不到预期结果等问题。4JSM-2.1A型棉秸秆还田及残膜回收联合作业机存在同样问题,所以根据此机型设计一套机—电—液配合的自动仿形系统,对地面仿形传感机构的运动进行分析,确定机械部件的关键参数,并对仿形系统进行场地试验和田间试验。结果表明,该机工作稳定可靠,整体仿形稳定,在机具作业速度为6.5～7 km/h时,其入土部件的入土深度平均值为91.6 mm,其标准差为3.13 mm,残膜拾净率达89.5%。     

两级升运链卷轴式残膜捡拾机的设计与试验

针对残膜捡拾机的膜与作物根茬、杂草分离效果不显著问题,设计两级升运链卷轴式残膜捡拾机,进行起膜铲、防缠滚筒、两级升运链、卷轴总成等装置的结构设计。田间试验表明表层拾净率96%,深层拾净率93%,缠膜率0.2%,作业性能指标满足国家标准要求。     

卷辊式耕层残膜回收机设计与试验

针对耕层残膜老化严重、力学性能差,残膜与土壤混合造成耕层残膜回收拾净率低、含土量高等问题,提出了一种旋耕起抛膜土混合物、弹齿顺向旋转捡膜、逆向旋转卸膜的主动回收方法。设计了卷辊式耕层残膜回收机的整体方案,实现了起膜、卷辊正转捡膜、反转卸膜、集膜的功能。对起膜装置、捡膜装置、正反转机构及卸膜装置等关键作业部件进行设计与参数计算,获得在弹齿机械力作用下,将混合物内的残膜有效钩、挑分离出来的临界条件。运用ANSYS和SPH(Smoothed particle hydrodynamics)耦合方法,构建弹齿捡拾残膜过程的数值模拟计算模型,获得捡膜过程中残膜所受的最大应力及变形,分析了弹齿捡拾残膜的有效性。样机验证试验表明,当起膜刀转速为213.75 r/min、捡拾滚筒转速为43.75 r/min、卷辊正转捡膜转速为131.27 r/min、卷辊反转卸膜转速为167.86 r/min、卸膜轮转速为43 r/min时,卷辊式耕层残膜回收机表层拾净率为82.6%,深层拾净率为71.1%,试验结果符合国家与行业标准的要求,能够从膜土混合物中有效回收耕层残膜。     

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。     

揭膜式残膜回收机的设计研究

针对目前新疆地区白色污染和二次污染严重、现有的残膜回收机拾净率低及残膜无法回收利用等问题,从改变地膜厚度入手,设计出了一种新型的揭膜式残膜回收机。该机型采用对辊挤压原理,将传统的搂膜扎膜等收集残膜的方式转变为揭膜卷膜,从而保证了机器工作过程中的稳定性和收膜过程的连续性。同时,对其关键装置进行了参数设计和运动学分析,并进行了田间试验。结果表明:该机型残膜拾净率高达96.8%,对土壤环境的保护有显著效果。     

边膜残膜回收机的设计与试验

该文主要介绍了边膜残膜回收机的总体结构、作业原理及关键装置的设计。该机具适用于作物不同生长时期,距植株20 mm以外的边膜收获作业,主要由机架、护苗装置、切膜装置、起膜铲和钉齿卷膜辊等组成。试验表明,该机具边膜收净率达94.25%,为后续人工或机械化回收剩余残膜创造了良好的作业条件,机具操作简单,工作可靠。      

网链式残膜回收机膜土输分机构优化与对比试验

1MSWL-165型网链式残膜回收机具有作业幅宽大、效率高等特点,在垄作沙土地区有良好的应用前景。膜土输送与分离是网链式残膜回收机的关键环节,笔者在前期研究的基础上,优化网链结构为三拐点式二级网链结构。对残膜回带机理分析可知,三拐点式二级网链结构可有效减少残膜回带。对土块沿第一级网链抛出后减速距离进行计算,结果表明:较直线型二级网链结构,减速距离降低226mm。对抖土辊抖土频率进行计算,计算结果为9.55Hz。对1MSWL-165型网链式残膜回收机及其改进型进行田间试验,以拾膜率、回带率、膜土比为作业指标,结果表明:改进型残膜回收机残膜回带降低,拾膜率、膜土比有效增加。通过两种机型对比试验分析,可为网链式残膜回收机的改进和优化提供思路。     

残膜回收机生产应用试验与跟踪考核

随着我国现代农业的发展,机械回收逐步成为残膜回收的主要方式。选择1FMJ—1400型耙齿式残膜回收机和1FMJ—1260型滚筒式残膜回收机作为研究对象,对比分析两种机型的拾净率、作业效率、作业成本、故障率。结果表明:1FMJ—1400型耙齿式残膜捡拾机结构简单,操作方便,作业质量和效率较高,作业成本和故障率较低,具有一定的实用性;1FMJ—1260型滚筒式残膜捡拾机工作原理可行,但故障率较高,堵塞问题较为严重,直接影响机具的作业质量和作业效率,结构设计有待提高。研究结果为残膜回收机的推广应用和优化设计提供参考。     

CMQ-300型残膜清除机设计与试验

为解决我国残膜回收设备能耗高、效率低和作业单一等问题，设计了多功能残膜清除机。通过研究配套动力、卷弯耙齿排列方式、悬挂参数，以及起膜铲防过载安全保护装置等设计方案，确定该机最优试制工艺方案和参数组合。为验证设备性能，进行田间试验，结果表明，残膜清除机可通过一次作业实现松土起膜、搂膜、集膜和卸膜等工序，作业效率2.33 hm2/h，不打乱土层，拾净率达80%以上。调整工作部件即可实现播前苗床整地，作业后土壤细碎平整。该残膜清除机具备脱膜率高、功能多样化、生产成本低和作业效率高等特点，是一种新型农机装备。