齿带式残膜捡拾机构的设计与试验

【目的】针对钉齿链板式残膜捡拾机构在土壤坚实度较大条件下,链板与辊筒发生打滑的现象,探索将皮带应用于残膜回收机捡拾机构避免此类问题的可行性,设计了一种新型齿带式残膜回收机的捡拾机构,该机构主要由齿带、齿带辊及刮泥装置组成.【方法】首先对齿带、捡拾钉齿、齿带辊的设计及排布参数进行了说明,然后基于Box-benhnken中心组合试验原理,进行田间试验,研究机具前进速度、钉齿入土深度以及上齿带辊转速对残膜回收效果的影响,并对试验结果进行优化,得出工作参数最优组合.【结果】当机具前进速度为5.5 km/h,钉齿入土深度为30 mm,上齿带辊转速为100 r/min时,残膜回收率为90.3%.【结论】该齿带式残膜捡拾机构可以有效捡拾残膜,符合设计标准,能够满足使用要求.     

弹齿滚筒式残膜捡拾机构捡膜特性分析

动用运动及动力学分析方法，建立了直齿弹齿滚筒式残膜捡拾机构的运动模型及残膜相对弹齿运动的运动微分方程，找出了影响机构工作性能的主要因素，最后提出了具体的改进措施。     

弹齿滚筒式残膜捡拾机构捡膜特性分析

运用运动及动力学分析方法 ,建立了直齿弹齿滚筒式残膜捡拾机构的运动模型及残膜相对弹齿运动的运动微分方程 ,找出了影响机构工作性能的主要因素 ,最后提出了具体的改进措施     

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。     

残膜捡拾机机架及梳齿的仿真设计与试验

机架和梳齿是残膜捡拾机的主要承载部件,为了研究机架的振动特性,利用有限元分析软件对机架进行模态分析,结果表明,机架的固有频率和外激频率相差较大,可以有效避免共振的发生。为了研究梳齿设计的合理性,利用离散元分析软件进行梳齿应力应变的正交试验,并利用DesignExpert软件进行曲面响应分析,结果表明,梳齿作业时运动速度越大,入土深度越大,入土角度越小,所受的土壤阻力越大。以耦合的方式分析得到梳齿的受力云图和变形量,结果表明,梳齿齿尖处受力最大,变形最大,其最大等效应力为183.4 MPa,最大变形量为20.949 mm,经校核梳齿的设计符合要求。样机捡拾率的田间试验结果高达85%以上,满足捡拾要求。     

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.     

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。     

4SZ-3.0型收膜整地联合作业机的设计与试验

针对残膜对耕地造成严重的污染和危害问题,研究开发了一种适用于机械化回收残膜的收膜整地联合作业机,阐述了该机的结构特点及工作原理,并对影响残膜回收率和作业小时生产率的各因素进行了正交优化试验.结果表明:残膜回收率受捡膜滚筒转速影响最大,受机具前进速度和残膜输送叶轮转速影响较小;机具作业小时生产率受机具前进速度影响最大,受残膜输送叶轮转速和捡膜滚筒转速影响较小.当机具前进速度6km/h,捡膜滚筒转速110 r/min,残膜输送叶轮转速200 r/min时,当年残膜回收率为88％,作业小时生产率达到1.2 hm2/h.     

残膜回收机具选型试验与作业效果分析

选用3种残膜回收机具在地膜厚度为0.012 mm和0.008 mm的地块进行残膜回收作业试验,结果显示,1FMJG-125型残留地膜清理机与1MC-70起茬收膜机2种机具残膜收净率均达到85％以上,且作业后地表平整,残茬少,残留碎屑少,满足残膜回收作业性能指标要求,适宜在地膜厚度0.008 mm以上的地块进行残膜回收作...     

曲齿型弹齿滚筒式残膜捡拾机构特性分析

根据直齿型弹齿滚筒式残膜捡拾机构所存在的问题 ,提出了曲齿型弹齿的改进思路 ,并建立了膜相对弹齿的运动微分方程 ,分析了该机构的捡膜特性。     

集条残膜打包机压包成型系统设计

针对机收集条残膜质地松散、占用空间大、储运成本高等问题,设计一种适用于残膜打包作业的压包成型系统。通过残膜压缩特性试验与松弛试验获得残膜压包成型最优作业压强为7 MPa,据此完成液压元件优选计算,并设计了双泵加载液压系统。为实现集条残膜自动压包成型,开发了基于PLC的残膜压包控制系统,规划了动作控制软件流程。在新疆兵团第六师共青团进行残膜压包成型田间试验,结果表明,集条残膜打包机作业效果良好,残膜压包成型成功率达88%,成型时间为38.6s,满足田间作业要求。     

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。     

马铃薯挖掘与残膜回收一体机的改进设计与试验

针对现有马铃薯挖掘与残膜回收一体机田间试验中存在的搂模装置对马铃薯表皮造成擦伤,地膜回收率低及易产生撕膜等问题,对该机具的地膜回收部分进行改进设计。马铃薯挖掘部分仍采用成熟机型4U-83型马铃薯收获机,残膜回收部分采用送膜装置和滚筒式卷膜装置。通过计算确定了土薯分离装置、送膜装置及卷膜装置的各关键参数,并确定了压膜轮、送膜装置与卷膜装置的具体安装位置。田间试验表明:该机具掘薯、输运顺畅,土薯分离效果明显,残膜能被卷膜辊连续的卷起,卸膜方便可靠,明薯率为97.2%,伤薯率3.7%,损失率4.2%,残膜回收率90.1%,达到了马铃薯机械化收获与残膜回收的相关技术规范设计要求。     

Experiment and optimal design of a collection device for a residual plastic film baler

It is imperative to carry out research on residual plastic film collection technology to solve the serious problem of farmland pollution. The residual plastic film baler was designed as a package for film strip collection, cleaning and baling. The collection device is a core component of the baler. Response surface analysis was used in this study to optimize the structure and working parameters for improving the collection efficiency of residual film and the impurity of film package. The results show that the factors affecting the collection rate of residual film and the impurity of the film package are the speed ratio (k) between the trash removal roller and eccentric collection mechanism, the number (z) and the mounting angle (θ) of spring teeth in the same revolution plane. For the collection rate, the importance of the three factors are in the order, k>z>θ. Meanwhile, for the impurity, the importance of three factors are in the order, z>k>θ. When the speed ratio, the mounting angle and the number of spring teeth was set at 1.6°, 45°, and 8°, respectively, the collection rate of residual film was 88.9% and the impurity of residual film package was 14.2% for the baler.     

弹齿式收膜机主要结构设计

针对北方垄作制小根茬作物的田间收膜设计了弹齿式残膜回收机。介绍了该收膜机的结构组成、工作原理及主要工作部件的设计原则 ,给出了机具的作业性能指标。样机田间测试结果为 ,残膜收净率 91 6 % ,纯工作生产率 0 38hm2 ·h-1;机具结构简单、合理 ,工作可靠 ,性能参数达到设计要求。该机具配套动力 13 2kW ,既适用于70 0mm垄的收膜 ( 1次收双行 ) ,也适用于 10 0 0mm的大垄 ( 1次收 1行 ) ,通用性较好 ,具有广阔的推广应用前景。     

车载便携式农家肥捡拾装置设计与试验研究

针对农村畜禽养殖造成的环境污染问题,设计一种可快速拆装车载式农家肥捡拾装置,对其核心部件集送搅龙作机理分析与参数优化。通过分析装置使用环境特点及技术要求,综合物料受力及运动分析确定基础参数及结构,使用CATIA(Computer aided three-dimensional interactive application)作三维模型及数字样机构建;以搅龙螺旋直径、收集搅龙螺距以及搅龙主轴转速为变量,输送量与功耗为响应指标,作二次正交旋转组合EDEM(Engineering discrete element method)虚拟仿真试验。针对5 t·h~(-1)设计指标,理论分析与仿真获得搅龙参数组合为:搅龙螺旋直径200 mm、提升搅龙螺距160 mm、收集搅龙螺距120 mm、搅龙主轴转速107 r·min~(-1),功耗1.118k W。样机试验结果表明,分段式集送搅龙总体技术方案以及快速拆装形式可满足农家肥捡拾需求,具有良好使用环境适应性,研究为搅龙机构拓展应用提供借鉴与参考。     

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。     

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。