国内残膜回收机研究的现状

简要介绍了残膜对农业生产的危害、残膜回收机研究的重要性 ,研究设计残膜回收机应考虑的一些问题及机械化收膜的工艺。同时 ,介绍了目前国内残膜回收机研究的现状、残膜回收机中的核心部件 -收膜机构的组成、种类及各组成部件的工作特性 。

滚筒式残膜回收机的性能试验研究

针对"11SM-1.5型滚筒式残膜回收机"核心工作参数匹配不合理,机具在作业时,常常由于使用者操作方式与水平存在差异,影响残膜回收的总体拾膜性能,进而降低残膜拾净率。滚筒式残膜回收机是一种以弧线往复式挑膜装置为核心部件的典型残膜回收机具,该研究根据滚筒式残膜回收机的结构和工作原理,分析弧线往复式挑膜装置的挑膜齿尖运动轨迹特点,确定影响机具性能的主要因子为挑膜装置转速、机具前进速度和挑膜齿入土深度,采用正交试验分析法进行田间试验,分析不同参数配比对残膜拾净率的影响,得出各因素的影响显著性及主次顺序。综合考虑挑膜装置各项指标,选择最优的水平组合,获取机具的最佳工作参数匹配,即:挑膜装置转速45 r/min、机具工作速度4 km/h和挑膜齿入土深度35 mm时,残膜拾净率为88.2%,达到残膜回收机设计标准,比目前成熟的秸秆还田联合式残膜回收机的官方测定捡拾率高6.2个百分点,为机具优化设计提供数据参考,进而指导实际生产。

残膜回收机单组仿形搂膜机构的设计与试验

搂膜作业是新疆目前残膜回收的主要工作方式,在残膜回收机回收工作过程中,因棉地环境复杂,现有残膜回收机整体仿形搂膜效果差,使得搂膜弹齿无法对起伏程度不同的棉地同时进行单组仿形搂膜,造成残膜回收率低等问题,针对此问题,该文提出了一种单组仿形搂膜机构。通过对该机构进行理论设计,利用搭建的土槽台架试验装置,以弹齿数量、试验车速度、弹齿直径为影响因素,搂膜率为评价指标,进行了二次旋转正交组合试验。通过Design-Expert 8.0.6数据分析软件,建立各影响因素与指标的数学回归模型,分析了显著因素与评价指标之间的关系,优化试验参数,确定最优参数组合:弹齿数量5个,弹齿直径12 mm,试验车速度1.85 m/s。根据该试验参数组合,进行台架试验验证,结果表明:优化参数组合下的搂膜率>88.5%,优化预测模型可靠。通过在新疆昌吉五家渠共青团农场对站立棉秸秆的田间进行搂膜试验,表明该搂膜机构能够满足残膜回收的技术要求,为单组仿形搂膜机具的设计提供了参考依据。

集条残膜打包机捡拾清理装置设计与试验

针对机收集条残膜因其质地松散、含杂量高造成的转运困难和二次利用率低等问题,在测定分析集条残膜主要物理特性参数的基础上,设计了一种由清杂辊、偏心捡拾滚筒机构、脱膜机构等组成的集条残膜捡拾清理装置。清杂辊弹齿采用双头螺旋线"人"字形对称排列方式,通过动力学分析,确定清杂辊在运动轨迹为余摆线时的转速为86.3 r/min;利用Matlab软件优化了偏心捡拾滚筒的偏心连杆尺寸,通过性能试验优选滚筒转速为65 r/min、弹齿安装角度为45°;经力学分析和气力流场特性模拟获得残膜能被顺利脱下、抛离时,脱膜叶片端部的线速度最小值为1.485 m/s。整机田间试验表明:在机具前进速度为1.5 m/s时,表层残膜拾净率为90.96%,缠膜率为1.09%,清杂率为77.35%,整机工作效率为0.19 hm^2/h,满足田间作业使用要求。

弧型齿残膜捡拾滚筒捡膜的机理

对弧型齿残膜清理滚筒捡膜齿的轴向排列、滚筒转速、捡膜齿运动轨迹和各相关参数进行分析研究,初步找出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,确定了残膜回收机具的运动参数λ范围,为残膜清理滚筒的设计提供了理论依据。试验表明,所设计的残膜回收机具运动参数是合理的,在保证膜土分离效果好和较高残膜捡拾率的前提下可显著提高工作效率。

新疆棉田残膜机械化回收技术现状分析及建议

解决棉田地膜污染问题是提高棉花品质及产量的决定因素。为此,通过对新疆棉田地膜污染及残膜回收现状的调查分析,阐述了机械化残膜回收的重要性,分析了现阶段机械化残膜回收工作中存在的问题,并提出了解决方案。

链齿式残膜回收输送方式对比分析与试验

针对传统下输送链齿式残膜回收机存在的捡拾效果不佳与输膜不畅等现象,提出了上输送残膜回收方式,并对两种输送方式的残膜回收机在拾膜和脱膜阶段的机理进行了分析;从理论角度分析了两种输送方式的可行性,并对其特点进行了比较。分别设计了结构参数相同但输送方式不同的两台链齿式残膜回收机,一台采用下输送方式,而另一台采用上输送方式。在收获后的花生田进行收膜对比试验,对影响机具作业质量的输送方式、输送链转速和脱膜辊转速3个主要因素进行正交试验,结果表明:输送方式是影响机具捡拾率的主要因素,上输送方式的捡拾率达到91.9%,远高于下输送方式,综合作业质量上输送方式优于下输送方式。该对比试验可为链齿式残膜回收机输送方式的选择和未来的研发方向提供参考。

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。

1MC-70型地膜回收起茬机铲刀结构和参数确定及试验研究

通过对1MC—70型地膜回收起茬机起膜、起茬铲刀的作业情况分析,推导出铲刀满足生产要求主要参数的求取方法和公式,并经理论分析和试验研究,确定了铲刀对玉米茬地进行起膜、起茬时主要参数的取值范围和减小牵引阻力的取值规律。通过多副铲刀的对比试验,选取出对玉米茬地进行起膜、起茬作业时,性能良好,牵引阻力较小的铲刀。

残膜回收收膜部件研析

根据机械化残膜回收的特点与机具功能,对残膜回收机的组成进行了归纳与划分,重点描述了其收膜部件的定义与技术要求。同时,介绍了当前残膜回收机收膜部件的类型、结构形式、工作原理及特点,并就存在的问题与研发重点做出了分析,旨在为残膜回收机收膜部件的结构设计与优化提供参考。

多年采用不同捡拾方式对地膜残留系数及玉米产量的影响

随着地膜用量和覆盖面积的不断增加,在作物产量提高的同时,田间残膜残留量也随之增加,加剧了农业地膜污染。本论文以连续4年(2011—2014)长期定位试验为依托,探明完全捡拾、常规捡拾及不捡拾3个处理对地膜残留量、残留系数及玉米产量的影响。结果表明:0~10 cm土层地膜残留最多,不捡拾处理残膜量显著高于常规捡拾,完全捡拾与常规捡拾差异不显著;10~20 cm土层地膜残留量其次,不捡拾处理残膜量与常规捡拾差异不显著,完全捡拾则显著少于常规捡拾;20~30 cm土层地膜残留最少,处理间差异不显著;0~30 cm土层,完全捡拾处理下,面积>25 cm^2、4~25 cm^2中大块残膜片数显著少于常规捡拾和不捡拾处理,而面积<4cm^2残膜片数与常规捡拾和不捡拾差异不显著;2014年玉米收获后,常规捡拾、完全捡拾及不捡拾处理下地膜残留量分别为80.85、52.71 kg·hm^(-2)及152.65 kg·hm^(-2),地膜残留系数分别为8.53%、-9.45%及54.42%;3种捡拾处理对玉米茎粗、穗长、穗粗、穗行数、行粒数及百粒重均有影响,随捡拾度增加,各指标均呈增加趋势;与常规捡拾相比,不捡拾处理下4年平均减产15.08%,完全捡拾处理下平均增产4.70%。综合分析不同捡拾方式对地膜残留量、残留系数及玉米产量的影响,建议在没有适宜的残膜回收机械的情况下,应采用农民常规捡拾方式,但从长远发展来看,须尽快研发推广适宜的残膜回收机械。

残膜回收机捡膜杆齿的载荷分析

残膜回收机捡膜杆齿的载荷是设计残膜回收机的重要依据,它决定了机械的性能和成本。为此,对残膜回收机捡膜杆齿的载荷进行了分类研究,并建立了作用在捡膜杆齿上载荷的经验公式及解析方程,对各类载荷特点进行了较深入的分析。通过计算机仿真分析,得出了作用在捡膜杆齿上的模拟载荷曲线,为残膜回收机的设计提供了理论依据。

基于预定轨迹的残膜脱卸机构的优化设计

根据曲柄摇杆机构的运动特点,设计了一种结构简单、工作可靠的搂齿式卸膜机构。以预定轨迹为目标函数、机构各构件的结构参数为设计变量,对搂齿式卸膜机构进行优化,确定了机构主要结构参数,并运用ADMAS软件对搂齿卸膜机构进行运动学仿真分析。同时,制作样机进行田间试验,结果表明其满足性能要求。

残膜回收工艺探讨

本文引用较详细的数据论述农膜给新疆棉花增产所带来的利益,与此同时,残膜所造成的日益严重的环境污染以及新疆技术人员十几年来为消除残膜危害所作的努力。通过对不同残膜回收工艺及与之相配套机具的特点分析,列举了他们各自的优缺点。在此基础上,提出了一套新的残膜回收工艺即拔棉秆和残膜回收联合作业的残膜回收工艺,设计了相应的机具。该机具的特点是一机多用,减少拖拉机进地次数,消除了回收残膜作业时的障碍,残膜回收更加容易,提高了残膜的回收率。

1MSF-3型残膜回收机机架的设计与优化

1MSF-3型残膜回收机的主要承载部件是宽幅可折叠式机架,其强度和刚度直接影响了残膜回收机的正常作业。为此,首先利用Solid Works软件建立宽幅可折叠式机架三维参数化模型,并将模型导入ANSYS Workbench中进行静态特性分析,获得其在作业情况下的等效应力及等效位移云图;其次,基于AWE环境下的Design Explorer模块,采用DOE方法 ,以宽幅可折叠式机架中的各个梁横截面尺寸作为设计变量,以应力和位移为限制条件,质量作为优化指标对机架进行多目标设计优化。结果表明:优化后机架质量减少了10%,满足力学性能要求;机具结构的设计合理,为残膜回收机的设计提供了理论支持。

两种捡膜齿滚筒结构对工作性能影响的对比分析

比较了伸缩扒杆滚筒和弧型捡膜齿滚筒的结构特点以及在捡膜齿捡膜时的受力情况。伸缩扒杆滚筒由于结构本身的问题导致工作部件受力较大;弧型捡膜齿滚筒结构相对比较合理,工作部件受力较小。应用结果表明:伸缩扒杆滚筒工作时工作部件磨损严重,故障率高,捡拾性能差;而弧型捡膜滚筒工作时工作部件磨损不严重,故障率低,捡膜能力强。

残膜回收机弧形挑膜齿的研制与应用

通过对65Mn,T8,40Gr和45等钢种的热处理工艺、金相组织及机械性能的研究,研制出了经济适用的残膜回收机弧形挑膜齿。结果表明,40Cr和65Mn钢的淬透性及硬度比45和T8钢高,并且65Mn钢的相对耐磨性最高。用45钢制作的弧形挑膜齿如果热处理工艺制定得科学合理,完全可以满足使用要求。

残膜回收机伸缩杆式捡拾滚筒的改进设计

针对现有全膜双垄沟播种植技术伸缩杆式残膜捡拾筒存在结构复杂、可靠性差、回收率低等问题,本文采用矩形方框套和弹性橡胶垫对捡拾筒伸缩杆的运动机构和约束方式进行了改进设计和新型滚筒组件的三维建模。新型滚筒可解决传统滚筒铰链机构复杂、安装困难以及伸缩杆孔隙过大而导致残膜入筒等问题。

废旧地膜回收利用技术的应用

分析了残膜污染的现状和危害,并从地膜的生产和使用、残膜回收及再生利用等方面阐述了治理残膜污染的措施和建议,提出了用行政、经济、技术3个手段并用治理残膜污染的措施。指出了残膜的再生利用是保护环境、变废为宝、防治残膜污染的关健所在。

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。