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。     

基于TRIZ创新理论的马铃薯挖掘与残膜回收一体机卷膜装置的设计

针对西北旱区马铃薯全膜苗带覆土覆栽培技术残膜回收困难的问题,基于TRIZ创新理论设计了残膜回收装置,解决了卸膜困难的问题,提高了残膜回收作业效率.田间试验表明,在机组行走速度为3 km/h时,马铃薯挖掘与残膜回收一体机残膜回收率为93.5％,作业指标达到行业标准要求.     

一种农田地膜回收机膜杂分离机理的研究

【目的】提高农田残膜回收的工作效率并减少作业成本,解决现有农田地膜回收机工作过程中存在的膜杂分离率较低的问题。【方法】结合目前机械化地膜回收机实际作业情况,依据人工捡拾残膜特点,设计了一款膜杂分离式残膜回收机;重点对机具中的切膜装置、松膜机构、除杂机构、抓膜机构和收膜装置等主要部件进行了设计分析与理论计算。【结果】1）起膜时为了避免扯断地膜以及方便收膜,在机具最前端设置了切膜装置、松膜机构,同时也解决了地膜缠绕的问题;2）本机具在收膜装置前设置了除杂风机,可以将地膜中间的枝叶、秸秆等杂物吹到待回收的地膜边缘,进一步提高收膜部件收膜后的膜杂分离率;3）本机具的收膜部件采用了套架内置空腔结构形式,内部活塞周围装有软材料的伸缩齿,伸缩齿底端通过圆弧形通道,弧形通道与水平方向的最佳角度为36.5°,能够较好地满足收膜要求。【结论】该残膜回收机能够有效实现抓膜、升膜、运膜到最后脱膜的全过程。同时,本机具采用四行收膜,不但提高了工作效率,也提高了收净率和膜杂分离率,可为膜杂分离式地膜回收机械的研制提供参考。     

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。     

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2 km/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...     

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。     

液压式棉田地膜回收压捆机设计与参数优化

针对棉田地膜收储运困难、易造成二次污染等问题，设计一种液压式棉田地膜回收压捆机，可一次性完成棉田地膜的回收和液压压捆作业。根据机具初步试验结果，将挑膜滚筒转速、机具前进速度、切刀线速度、地膜喂入量、地膜厚度作为试验因素，将地膜回收率、压缩密度和缠膜率作为目标值，进行5因素3水平的Box Behnken试验，采用Design Expert软件进行响应面分析，建立相关的数学模型和目标函数，进行样机作业参数组合优化计算，并对优化结果进行试验验证，最终确定样机的最优作业参数组合。结果表明：样机进行地膜回收压捆作业时的最优作业参数组合为挑膜滚筒转速4800 r/min，机具前进速度0.80 m/s，切刀线速度2.47 m/s，地膜喂入量0.52 kg/次，地膜厚度0.012 mm，地膜回收率95.09%，压缩密度137.68 kg/m3，缠膜率8.91%。     

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。      

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...     

4HMC-1.0型洋葱地膜回收机主要工作部件的设计

畦作洋葱在进行机械化地膜回收作业时,由于地膜经太阳光、雨水等外界条件的影响,强度已经降低,要将铺在地表上的膜比较完整的收起来,又不损伤植株,要求起膜轮、送膜机构以及卷膜辊等主要工作部件的线速度同步,不致出现撕断、滞留、堵塞膜的现象。根据这一设计原则,本文就4HMC-1.0型洋葱地膜回收机主要工作部件中的起膜轮、送膜机构和卷膜辊的结构和参数进行了研究和设计。     

残膜捡拾机起膜铲的设计与仿真

为提高丘陵山地及小地块的残膜回收率,设计一种不易堵塞、起膜率高、适应性强的栅叉式起膜铲。应用Pro/E软件建立起膜铲的三维模型,借助ANSYS软件对起膜铲进行静强度分析,得到起膜铲的变形及应力满足预期的设计要求,并进行田间试验。试验结果表明:在土壤含水率为12.72%时,起膜率达到94.6%,技术指标符合残膜回收的规范要求。     

基于多跳路由算法的地膜回收机械装置优化

为了增强地膜回收机的通信能力,使其适应不同地膜密度的地块,提高地膜回收机的工作效率,实现多地膜回收机的协同控制,设计了一种新的基于多跳无线网络的地膜回收机和多回收机协同控制系统。改进后的地膜回收机在起膜铲的轴上装有起膜阻力传感器,可以实时测试起膜阻力,调整起膜机的速度,实现速度的自适应调节。为了适应不同的起膜机速度,在卷膜机上装有速度传感器,可以对卷膜速度进行控制,提高了起膜和卷膜的作业精度。同时,设计了5点的多跳通信网络,利用无线局域网络,实现了地膜机的协同控制。最后对地膜回收机的性能进行了测试,通过测试发现:残膜机作业的回收率达到了90%以上,其作业时间较短,满足高效残膜回收机的设计需求,可以在其他农业现代化机械控制系统的设计过程中进行推广     

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。      

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。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

基于EtherCAT & GPRS的智能残膜回收装置设计与试验

目前残膜回收作业需要根据实际状况人为地对其破土深度和收膜速度进行反复停车调节,为了提高残膜回收作业的智能化水平和工作效率,对自主研制的弹齿式残膜回收装置进行改进,利用BECKHOFF CX2030控制器及模块和Ether CAT总线接口与GPRS联网,以实现起膜铲自动升降调节、卷膜齿转速在线检测、残膜回收在线视觉反馈和数据传输与监控等功能。通过对智能起膜铲的结构设计、理论分析和试验验证,得到了铲刀的安全倾角为65°~75°,适宜破土深度为20~50 mm。智能残膜回收装置的田间试验表明,该装置在机械化回收作业方面是可行的,智能起膜铲的抗扭矩能力、残膜回收率、卸膜率和整机工作效率均表现良好。