残膜捡拾清理压缩机具的设计与试验

【目的】有效解决残膜回收作业中,集条残膜因大风天气产生的二次污染,以及人工作业劳动强度大的问题,设计了一种适用于机械化集条残膜捡拾清理压缩作业机.【方法】首先阐述了该机的结构特点、工作原理以及关键部件设计过程,然后通过正交试验法对影响残膜回收率的各因素进行正交优化试验,并选出最优组合.【结果】试验显示,当机具前进速度为6km/h,捡拾杆齿转速为120r/min,脱膜叶片宽度为200mm时,残膜回收率最高,能达到91.1%.影响残膜回收率的主次因素依次为捡拾滚筒转速、脱膜皮带宽度、机具前进速度.【结论】该机具作业性能稳定可靠,残膜回收率达到设计要求.     

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。     

棉秆粉碎与搂膜联合作业机关键部件设计与试验

【目的】针对新疆地区现有残膜回收机具残膜捡拾率低,立杆搂膜机具地膜自卸率低等问题,为有效解决新疆地区棉田残膜污染问题,研制了棉秆粉碎与搂膜联合作业机.【方法】首先对整机结构、工作原理、关键部件设计进行了说明,然后对试验因素运用Box-Benhnken中心组合试验方法,以刀轴转速、弹齿组数、机具前进速度进行试验与响应曲面分析,建立了响应面三维模型,并得出最优试验组合.【结果】当刀轴转速2 200 r/min、弹齿组数为12组、机具前进速度为4 km/h,残膜回收率为91.1%,棉秆粉碎合格率为91.5%;增加地膜自卸机构,卸膜率为96.7%.【结论】机具作业性能可靠,各项指标满足设计标准.     

旱地玉米残膜捡拾清茬机设计与优化

【目的】解决现有废膜捡拾机膜土不分离、卸膜效率低、仿地形能力差,以及玉米根茬残留土壤影响农机具寿命等问题。【方法】在杆齿式结构的基础上,增加破茬机构、割膜机构、清茬收集机构,研制出一种玉米地废膜捡拾清茬机。【结果】初步确定了起膜齿、捡膜齿的入土深度、机具前进速度、捡膜齿主轴转速等关键参数。依据废膜捡拾机鉴定大纲要求,进行田间试验,将试验数据利用Design-Expert软件进行分析,建立各种响应的二次回归模型。结果表明,各影响因素对响应的影响大小顺序为：入土深度、作业速度、土壤含水率。【结论】通过参数优化并经试验验证,捡膜齿入土深度为200 mm,牵引速度为3 m/s,土壤含水率为17.65%时,捡拾率最大为94.9%,清茬率可达到94.8%,缠膜率为1.38%。预测结果和试验验证相近,机器运行良好。     

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。     

弹齿链耙式残膜回收机链耙装置的设计与试验

为深入研究弹齿链耙式残膜回收机链耙装置作业过程中不同工作参数对机具运行和作业质量的影响,利用EDEM 2019.1软件建立弹齿与土壤相互作用的三维离散元模型,模拟弹齿收膜过程中所受作用力的变化情况,验证此工况下作业的可靠性,发现其不会因塑性变形而失效,弹齿能够顺利作业。用Python 3软件绘制不同速比下的弹齿尖运动轨迹,发现运动轨迹为摆线。采用三因素三水平Box-Behnken试验设计方法,建立链耙角速度、机具行驶速度、弹齿入土深度与残膜捡拾率和含杂率之间的数学模型,寻求残膜回收机的最优作业参数组合,并进行田间验证试验。结果表明,优化的作业参数为链耙角速度14.73 rad·s^-1,机具行驶速度9.7 km·h^-1,弹齿入土深度74.75 mm。在此条件下开展田间验证试验,残膜捡拾率为92.8%,含杂率为63.6%,可满足残膜回收机的作业要求。     

基于Solidworks的残膜捡拾滚筒3D设计及运动仿真

应用Solidworks软件对残膜捡拾滚筒进行3D设计和装配,并运用Comsos/Motion针对滚筒不同的转速、捡拾齿组数、入土深度等参数对滚筒进行了运动仿真,得出捡膜齿运动轨迹,初步寻找出了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等工作参数,为残膜回收机具的设计提供了理论依据。     

自动卸膜式残膜回收机捡拾齿和滚筒的优化

为了更好地解决破碎残膜难以回收以及残膜和土壤、根茬分离的问题,通过理论分析和试验对捡拾齿和滚筒进行优化设计。依据自动卸膜式残膜回收机的工作原理与作业要求,基于Adams运动仿真软件分析捡拾齿的运动特性,优化关键工作部件捡拾齿和滚筒的结构与参数,建立捡拾齿和滚筒的运动方程。通过捡拾率和卸膜率的正交试验和方差分析,确定影响捡拾率和卸膜率的因素和水平以及较优因素水平组合。试验结果表明,在滚筒直径800 mm,转动速度120 r/min,捡拾齿入土深度80 mm,轴向距离110 mm及周向个数为16的条件下,捡拾率最高;在卸膜辊转动速度为400 r/min及半径300 mm的条件下,卸膜率最高。该残膜回收机实现自动卸膜,不需停机卸膜,捡拾率达到89%,卸膜率达到95.4%,为新型残膜回收机的研究提供依据。     

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.     

搂膜弹齿式夹持装置的残地膜拉伸试验

【目的】设计一种模拟搂膜作业状态下的弹齿式夹持装置,通过残地膜力学性能拉伸试验,对影响立秆搂膜机残膜回收作业效果的残膜力学性能指标(残地膜最大载荷、断裂延伸率)与残地膜破损程度、残膜回收作业速度之间的关系进行探究.【方法】以残膜破损情况、拉伸速度作为试验影响因素,以最大载荷、断裂延伸率作为试验指标,进行二因素三水平的正交试验,运用minitab数据分析软件,对残地膜力学性能拉伸试验所得试验数据进行统计与分析.【结果】试验结果表明,随着拉伸试验速度的增大,残地膜的断裂延伸率增大,残地膜破损程度与最大载荷之间表征出正相关性.【结论】其残地膜力学性能的研究为立秆搂膜机具的设计及其工作参数的探究提供了理论参考依据.