基于滚筒弹齿式起膜机构的残膜回收机的设计与试验

【目的】针对现有杆齿式残膜回收机在起膜捡拾过程中地面残膜漏捡或脱落问题,【方法】提出基于滚筒均布的起膜弹齿形变与恢复特性实现弹齿动态仿形扎膜、挑膜和送膜功能的方法,设计了一种基于滚筒弹齿式起膜机构的残膜回收机,重点对滚筒弹齿式起膜机构进行结构设计、力学分析和运动仿真分析,得到了影响起膜效果的关键因素、相互关系以及不漏捡条件。【结果】通过设计正交试验,并采用响应曲面法分析,验证得到：当机具前进速度为4.9 km/h,起膜弹齿直径为9.71 mm,起膜轴转速为86.1 r/min时,残膜回收率最优为91.22%,含杂率最优为3.4%。【结论】试验验证结果良好,满足回收作业要求,表明设计合理,为后续研究提供参考。     

耕层残膜回收机的研究

地膜覆盖技术已成为农业生产中不可或缺的技术,极大地促进了农业发展和进步。但是农用的塑料薄膜大都是不可分解的,长时间留在土壤里,不但会对作物造成严重的危害,影响作物正常的生长和产量,还会影响机械作业的质量。要在收获庄稼后,及时地回收残膜,避免造成"白色污染"和塑料资源浪费。为此介绍了残膜回收机在国内外的发展现状以及典型的残膜回收机的结构与工作原理,并提出存在的问题和未来的发展建议。     

旱地全膜双垄沟残膜回收机的试验研究

针对西北旱地全膜双垄沟残膜回收机回收率低的问题,采用正交试验法对残膜回收机的起膜齿齿数、搂膜耙齿齿径、起膜齿入土深度进行研究,并对试验结果进行方差分析,优化了关键部件参数,确定了残膜回收机最佳工作性能参数.即起膜齿齿数为4个,前、中、后搂膜耙齿齿径组合为10-8-6mm,起膜齿入土深度为50mm.重复试验结果表明:回收机残膜回收率为93.4%75%,很好地满足了残膜回收的农艺要求.     

基于国内残膜回收机的研究

地膜覆盖技术对农业增产具有良好的经济基础和社会效益,但同时农田残膜的回收也成为了棘手的问题.目前,国内残膜在田里影响土质的情况比较严重,并造成大量白色污染.文章针对农田留有残膜对农业生产所带来的危害,分析了国内残膜回收机的发展状况,介绍了苗前期、秋后及春播前使用的3种残膜回收机性能,并提出了推广使用联合残膜回收机的3点建议.     

旋转脱膜式残膜回收机的设计与试验

【目的】针对弹齿式残膜回收机残膜回收作业后自动脱膜困难的问题,设计一种旋转脱膜式残膜回收机具。【方法】采用田间试验确定了搂膜弹齿的最佳入土角范围、曲率半径和排布方式,通过理论研究设计残膜回收机的脱膜机构,用正交试验方法对残膜回收率的影响因素进行优化,以残膜回收率最高为优化目标确定最优参数组合,并对修正后的最优参数组合进行试验验证。【结果】综合田间试验数据,得出搂膜弹齿最佳入土角为18°～35°,主弹齿直径10 mm,副弹齿直径5 mm,3排搂膜弹齿交错排布;正交优化试验表明,各因素对残膜回收率影响的表现为作业深度作业速度搂膜弹齿曲率半径,当作业速度为7 km/h、主搂膜弹齿曲率半径190 mm、副搂膜弹齿曲率半径160 mm、作业深度50 mm时,对应的残膜回收率最高;验证试验表明,在该参数组合条件下残膜回收率为84.86%,与预测的残膜回收率(85.56%)十分接近。【结论】设计的旋转脱膜式残膜回收机收膜效果好、脱膜率高、制造成本低、调整使用便捷。     

复式残膜回收机棉田操作技术及注意事项

覆膜播种是提高棉花产量、提升棉花品质、节约生产成本的一项农艺措施,但年复一年的覆膜植棉导致土壤地膜残留加剧,严重影响了棉花的正常生长,并且对环境造成污染,用人工清理残膜耗工费时,且劳动强度大。复式残膜机能在完成残膜回收的同时将棉秆粉碎还田,不仅节约能耗,而且起到事半功倍的效果。本文主要介绍105团近年使用的11CMJD-2.0复式残膜回收机的整机构造及相关参数,并对该机在使用过程中的操作方法、常见问题、解决措施及注意事项进行简要阐述,以供用户参考借鉴。     

尉犁县棉田残膜回收小区试验

尉犁县棉花地膜覆盖种植近30年,由于缺乏残膜回收的有力措施,造成残膜在农田土壤中逐年增加,对农业生态环境造成严重的污染。本文针对尉犁县棉花使用不同厚度地膜进行机械回收,计算出残膜回收率,为大面积推广使用提供可靠的数据。     

残膜回收机的设计

通过理论分析和田间试验,设计研制了一种适用于回收作物收获后的残膜回收机。介绍这一机器的工作原理和有关设计参数。试验表明,该机结构简单,工作可靠,动力消耗少,适应性广。     

浅谈残膜回收机械化技术

实行铺膜作物是我县发展当地经济,提高人民收入的一种有效途径。但是随着铺膜作物面积的不断扩大,残膜污染也越来越严重,如何回收残膜、减少污染已经成为摆在当地政府和人民面前一项重要的任务。本文初步分析了我县残膜回收过程中存在的问题,并提出了一些建设性的意见。     

残膜回收机械化技术综述

地膜覆盖虽然给农民带来了巨大的经济效益,但是也对生态环境造成了严重的影响。针对残膜对农业生产的危害和国内外残膜回收机的发展状况进行了综述。以期为残膜回收提供参考。     

甘薯双垄旋耕起垄覆膜机的设计及试验研究

针对传统甘薯双垄旋耕起垄覆膜机具存在结构强度差、作业效率不高、垄体不规范等问题,研究设计一款与55~80kW大型拖拉机配套的新型甘薯双垄旋耕起垄覆膜机。采用理论设计与试验相结合的方法,对起垄覆膜的影响因子及各部件间最优结构参数、工作参数、协调关系进行研究分析。结果表明:甘薯种植起垄覆膜不规范、效果差主要与机具前进速度、压膜机构高度及旋耕深度有很大关系,主次因素顺序为:前行速度压膜机构高度旋耕深度,优选组合为:前行速度0.3m/s、压膜机构高度360mm、旋耕深度400mm。     

双螺旋旋耕埋草模型刀辊工作扭矩试验

为研究双螺旋旋耕埋草刀辊对水田土壤耕整时的工作性能,以相似原理为理论依据,基于LabVIEW搭建扭矩测试平台,制作与原型大小比例为1∶2的模型刀辊,以工作扭矩为评价指标,以土壤含水率、前进速度、刀辊转速和耕深为试验因素,在室内土槽条件下对该模型刀辊的工作扭矩进行研究。单因素试验结果表明:在试验范围内,模型刀辊的工作扭矩随前进速度的增加而增大,随刀辊转速的增加而减小。选取L18(37)正交表,开展上述4因素对模型刀辊工作扭矩影响的正交试验,极差结果显示,土壤含水率、耕深、前进速度及刀辊转速对模型刀辊的工作扭矩的影响程度依次降低,方差分析结果显示,土壤含水率、耕深、前进速度对工作扭矩有极显著的影响,刀辊转速对工作扭矩影响不显著。     

马铃薯挖掘与残膜回收联合作业机的研制与试验

为解决马铃薯收获后的残膜回收问题,研制了一种用于马铃薯挖掘和残膜回收的联合作业机。马铃薯挖掘机采用成熟机型4U–83型马铃薯收获机,残膜回收机采用曲柄滑块扒膜装置和圆筒式收膜与卸膜装置。通过计算确定了曲柄滑块扒膜装置和圆筒式收膜与卸膜装置的关键参数,改进了起膜铲的形状和参数,在降低伤薯率的同时提高了起膜和收膜的效果。田间试验表明:该机挖掘和输运流畅,分离效果显著,残膜能连续性地被卷膜筒卷起,卸膜方便可靠,伤薯率为4.4%,明薯率为96.4%,残膜回收率为89.3%、脱膜率为98.1%,均可达到技术规范设计要求。联合作业机与马铃薯收获机单独作业相比,明薯率和损伤率无明显差距。     

垄膜种植残膜回收机边膜铲的设计与试验

针对垄膜种植作物收获后的垄侧边膜回收时因其风化且与覆土粘连,捡拾难度大易遗漏,严重降低了残膜回收率的问题,设计了一种边膜铲。采用犁体曲面的水平元线设计法进行设计计算,建立三维结构模型并做仿真分析,加工边膜铲进行了田间试验。仿真结果表明边膜铲的结构设计及材料选型均满足要求,田间试验结果表明边膜铲可将覆盖在边膜上的土翻起,实现膜土分离。此边膜铲可有效协助捡拾机构完成边膜的捡拾,提高了整机残膜回收率。     

膜面清洁打捆自卸式残膜回收机的设计

针对甘肃省河西灌区玉米机械化收获作业后,部分秸秆残留附着在地面上,使得残膜难以回收且回收后含杂多,可利用价值低的问题,设计一种膜面清洁打捆自卸式残膜回收机。机具主要由悬挂装置、机架、传动装置、膜面清洁装置、起膜装置、捡拾喂入装置、打捆装置、卸膜装置和地轮组成,可同时完成膜面清洁、地膜捡拾与自动打捆卸膜作业。膜面清洁装置设计是在现有灭茬机构基础上,重新设计了灭茬甩刀的数量及在刀轴上的排列方式,并增加了秸秆输送搅龙,利用负压将切碎的秸秆输送到已作业地表;根据河西灌区的地形,对起膜铲的形状和入土倾角进行设计,取最佳入土倾角为23°;根据起膜铲的结构和排布,设计了偏心伸缩扒齿的排列方式;参照秸秆圆捆打捆机的设计,确定成捆室中转辊的数量为12根。田间试验结果表明:机具作业速度为1.39 m/s时,残膜拾净率为92.46%,含杂率2.15%,机具运行平稳,无故障出现,实现了膜土分离、膜杂分离,且地膜回收率高。     

高强度地膜应用对棉花生产及地膜回收的影响

为探讨高强度地膜对棉花生产和地膜回收的影响,于2020年在新疆维吾尔自治区阿拉尔市棉花地对4种不同配方的高强度PE地膜和1种传统PE地膜进行实地测试,统计分析不同地膜覆盖棉花的种植及生产性状,并对使用后的残留地膜进行回收。结果表明：高强度地膜能够明显提高棉田0～5 cm土层的土壤温度,且其透湿量为20.7～35.7 g·m^-2·d^-1,显著低于传统PE地膜,具有良好的增温保墒功能。高强度地膜覆盖显著增加了棉花出苗率和真叶长出率(P<0.05),较传统PE地膜更利于棉花的生长和产量的提高,增产率为3.1%～4.7%。除此之外,高强度地膜在使用前后拉伸负荷和断裂标称应变指数整体上均高于传统PE地膜,更有利于地膜的回收,一次性机械加人工回收率高于83%,具有较高的经济效益。研究表明：高强度地膜在新疆棉田具有较好的增温保墒作用,较传统地膜更利于棉花的生长和发育,且回收效率和回收后的残膜再利用率均较高,具有很好的综合效益,但高强度地膜在更广泛区域和作物上的应用仍需进一步评估和确认。     

我国棉花主产区变化与地膜残留污染研究

地膜覆盖是我国农业应用最为广泛的农艺技术之一,极大地促进了我国棉花产业的发展,推动了我国棉花主产区的变化。笔者采用实地调研和文献统计数据,对我国主要棉区地膜应用和残留污染特点进行大范围采样,获取第一手数据;同时,对过去几十年中与棉花地膜覆盖技术应用数据进行整理归纳,总结了我国棉花生产格局的变化特点,分析了地膜覆盖技术对我国棉花产业的影响,探讨了主要棉区农田土壤地膜残留污染特点和趋势。结果显示,我国棉花的主产区从过去的黄河和长江流域迁移到现在的西北内陆地区(主要是新疆),其种植面积占全国的70%。新疆等西北内陆地区自1986年开始规模化应用地膜覆盖技术后,棉花单产(皮棉)快速上升,现在已经超过2 000 kg/hm~2,大幅度超过长江和黄河流域的棉花单产。同时,新疆棉区地膜覆盖应用所带来的残留污染已成为该区域农业可持续发展面临的一个重大问题,新疆连续10 a和20 a覆膜的棉田土壤中残膜量分别为259.70±36.78 kg/hm~2和307.90±35.84 kg/hm~2。因此,地膜覆盖是我国棉花生产格局变化的主要驱动力之一,对保持我国棉花生产的稳定至关重要,但同时棉田地膜残留污染非常严重,必须尽快研究棉田地膜残留污染的应对策略,实现地膜残留污染的有效防控。     

SGTN-180型旋耕埋草施肥联合作业机的设计与试验

针对现有秸秆还田机械存在的正转秸秆还田机械覆盖性较差、功能单一,需多次作业才能满足农艺要求;而反转秸秆还田机械刀辊前方壅土严重,功耗较大等问题,设计了SGTN-180型旋耕埋草施肥联合作业机。该联合作业机采用双辊配置:前辊正转,进行秸秆粉碎;后辊反转旋耕,完成秸秆翻埋和碎土作业的独特作业模式,有效提高覆盖性能和降低功耗;并设计有施肥装置,完成播种前土壤整备的联合作业。鉴定检测试验结果表明:该旋耕埋草施肥联合作业机可一次性实现秸秆粉碎还田、旋耕碎土、施肥等多项作业,具有较好的耕作质量:作业后,植被覆盖率94.8%、碎土率93.1%、耕后平整度0.4 cm、耕深稳定性97.2%,肥料在2~11 cm耕层内与土壤混合,呈条带状分布。     

不同地膜覆盖对南疆机采棉产量效益及残膜回收率的影响

为探究不同地膜覆盖对南疆机采棉产量、经济效益和地膜回收的影响,本研究于2021年在新疆维吾尔自治区阿克苏地区沙雅县棉花地开展试验,以裸地（CK）为对照设置2种不同地膜覆盖处理,即高堡膜覆盖（GB）和普通PE地膜覆盖（PE）,统计分析不同地膜覆盖下棉花的产量和经济效益,并对使用后的残留地膜进行回收。结果表明：高堡膜在棉花苗期（播种后20 d）能够显著提高棉田0～10 cm土层的土壤温度,较普通PE地膜和裸地分别提高0.78℃和2.19℃;保水率（第30天）较普通PE地膜提高2.51个百分点,具有良好的增温保墒效果。高堡膜覆盖可显著增加棉花的产量和经济效益,籽棉产量较普通PE地膜和裸地分别提高9.91%、33.13%,高堡膜覆盖和普通PE地膜覆盖的利润较裸地分别提高55.77%和27.22%。此外,高堡膜在使用前后的拉伸负荷和断裂标称应变指数整体上均高于普通PE地膜,一次性机械回收率高于80%。研究表明,高堡膜在南疆机采棉田具有较好的增温保墒效果,较普通PE地膜和裸地更有利于棉花的生长发育和产量提高,且其回收率较高,可在南疆棉田优先推广使用。     

耙齿式残膜回收机收膜机构参数优化与试验

针对耙齿式残膜回收机收膜率低下及漏膜严重的问题,运用Box-Benhnken的中心组合试验方法对残膜回收机收膜机构的工作参数进行试验研究,以耙齿曲率半径、耙齿入土角度、耙齿间距为影响因素,以拾膜率、漏膜率为试验指标进行3因素3水平的响应面试验。建立响应面数学模型,分析各影响因素对作业质量的影响,同时对影响因素进行综合优化。试验结果表明:拾膜率影响显著顺序依次为耙齿曲率半径、耙齿入土角度、耙齿间距;漏膜率影响显著顺序依次为耙齿入土角度、耙齿间距、耙齿曲率半径;最优工作参数组合为,耙齿曲率半径195mm、耙齿入土角度60°、耙齿间距110mm,对应的收膜率和漏膜率分别为94.7%、0.75%,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收膜机构的结构完善设计和作业参数优化提供依据。