残膜机械化回收技术专利信息分析

地膜覆盖技术在农业生产中得到广泛应用,但随着覆膜年限和面积不断增加,残留地膜给环境带来严重污染。目前,机械回收是治理残膜污染的有效技术手段。对现有残膜机械化回收技术专利信息进行归纳总结,从申请时间、申请地区、专利权人类型和技术特征等方面阐述残膜机械化回收技术发展趋势。从机械化角度分析残膜回收技术专利失效的主要原因,对不同申请主体的专利失效现象进行剖析,更好地理解专利失效背后的原因。结合现有专利技术热点和发展趋势,提出促进残膜机械化回收技术的发展建议。

残膜回收机集膜装置研究进展

地膜覆盖技术的广泛应用,导致农田残膜污染程度加剧,严重影响农业生产与生活。针对目前国内外残膜回收机集膜装置研究现状,对残膜回收机搂膜型、卷膜型、箱体型、圆捆型及方捆型机具类型进行总结,分析了各类型装置特点、工作形式及优缺点,指出了目前集膜装置发展所遇到的困难和问题,并对残膜回收机集膜装置的发展提出了几点建议。

铲式青贮玉米起茬及残膜回收联合作业机设计与试验

为解决青贮玉米根茬和残膜难回收的问题,设计一种铲式青贮玉米起茬及残膜回收联合作业机。联合作业机主要由起膜起茬铲、升运链、分离滚筒筛、集膜箱等部件组成。对联合作业机的关键部件进行理论分析和田间试验,确定其结构和工作参数。利用Design-Expert软件设计了三因素三水平二次回归正交试验,以机具前进速度、起膜起茬铲入土深度、分离滚筒筛转速为影响因素,以残膜拾净率和根茬起茬率为响应指标,建立响应面三维模型,得出机具前进速度和起膜起茬铲入土深度对机具残膜拾净率影响显著,而起膜起茬铲入土深度和分离滚筒筛转速对机具起茬率影响显著。利用Design-Expert软件中的Optimization对机具作业参数进行优化分析,结果表明,优化的作业参数为机具前进速度3.54 km·h^(-1),起膜起茬铲入土深度12.94 cm,分离滚筒筛转速51.53 r·min^(-1)。田间验证试验结果表明,在机具前进速度3.5 km·h^(-1),起膜起茬铲入土深度13 cm,分离滚筒筛转速50 r·min^(-1)作业条件下,残膜拾净率89.26%,根茬起茬率90.37%,机具运行稳定可靠,满足残膜回收机的作业要求。

地膜覆盖种植技术及残膜污染防控

地膜覆盖种植技术,经过几十年的应用,产生了严重的残膜污染危害,但现阶段对于保障我国农产品安全供应依然发挥着不可或缺的积极作用,故残膜污染防控不可回避。残膜污染防控技术措施主要有地膜减量化应用、降解膜替代普通聚乙烯地膜和残膜回收3种。阐述了我国农用地膜发展应用概况、覆膜种植积极作用、残膜污染危害及残膜污染防控技术措施,展望残膜污染防控技术,以期为残膜污染防控提供参考。

残膜回收机机架有限元分析及优化

针对残膜回收机的整机振动强烈、机架开裂等问题,运用ANSYS Workbench19.0软件对残膜回收机的机架进行静力学分析和约束模态分析,研究机架的静力学特性和模态特性,获得机架的固有频率、振型、阻尼等参数,并在此基础上采用正交试验设计的方法,以机架的左右边板厚度、主连接梁管厚、副支撑梁宽度为试验因素,第1、2阶固有频率为试验指标对其进行结构优化。当机架左右边板厚度为12 mm、主连接梁管厚为6 mm、副支撑梁宽度为70 mm时,机架的第1、2阶固有频率50.747 Hz、53.557 Hz不在外部激励频率范围(0.833~40 Hz)内,并且优化后的最大应力值降低3.295 MPa,优化前的最大振幅为17.642 mm,优化后的最大振幅为12.719 mm,降低了4.923 mm,有效避免共振现象的发生,优化前后的机架均满足刚度和强度要求。该研究可以为残膜回收机的机架设计、可靠性研究上提供理论参考。

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。

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。

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。

残膜回收机起膜铲设计与试验

起膜作业是残膜回收的重要环节,针对现有残膜回收机起膜装置存在可靠性低、起膜率低的问题,设计了一种滑刀式起膜装置。通过对起膜铲起膜机理进行分析,确定了导曲面参数方程和主要结构参数。以起膜铲间距、机具作业速度、入土角为试验因素,以起膜率为响应值,利用Design-Expert 8.0.2软件进行回归分析和响应面分析,得出各因素对起膜率的影响由大到小为:入土角、起膜铲间距、机具作业速度;建立了起膜率与入土角、起膜铲间距和机具作业速度的三元二次回归模型。采用非线性优化计算方法,对起膜铲的结构参数和工作参数进行优化计算。结果表明:当起膜铲间距为220 mm,作业速度为1.0 m/s,入土角为30°时,起膜率理论最大值为93.8%,验证试验表明该参数下的起膜率为91.3%,理论值与试验值误差为2.5%,验证了回归模型的正确性。

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。

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。

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。

弧形挑膜齿残膜清理滚筒运动分析

对弧形挑膜齿残膜清理滚筒的结构、工作原理和主要工作部件进行了研究,对弧形挑膜齿的运动轨迹方程进行分析,建立残膜相对弧形挑膜齿的运动微分方程,讨论机组前进速度、滚筒转速等因素对拾膜性能的影响,通过弧形挑膜齿残膜清理滚筒实地测试,证明该机构设计合理,残膜回收率可达85%。

弧形挑膜齿残膜清理滚筒主要部件的强度分析

阐述了一种弧形挑膜齿残膜清理滚筒的结构、工作原理和主要工作部件,运用有限元分析软件对残膜清理滚筒的主要部件进行了强度分析,并对整机进行了实地试验测试,证明该机构设计合理,残膜回收率可达85%以上。

残膜回收工艺和收膜机构

介绍了田间残膜的特性及机械化收膜工艺、残膜回收机中常用收膜机构的种类及工作特性,为残膜回收机的研究设计及主要工作部件结构的优化组合提供参考。

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。

随动式秸秆还田与残膜回收联合作业机设计与试验

针对新疆棉田秋后残膜捡拾率低、膜杂分离效果差等问题,设计了一种随动式秸秆还田与残膜回收联合作业机,整机主要由秸秆粉碎装置和残膜捡拾装置组成。根据新疆棉花种植模式与作业要求对整机的关键部件进行了设计,确定了粉碎刀轴、甩刀、链板总成和起膜齿等零部件的结构参数。选取甩刀转速、机器前进速度和起膜齿入土深度为影响因素,秸秆粉碎长度合格率、残膜捡拾率和膜杂分离率为响应指标,进行了三因素五水平正交旋转中心组合试验。通过Design-Expert V8.0.6.1软件进行方差分析,建立了影响因素与评价指标的数学回归模型,分析了显著因素对响应指标的影响,优化试验参数,确定最优参数组合为:甩刀转速1200 r/min,机器前进速度4.5 km/h,起膜齿入土深度100 mm。根据最优参数组合进行田间试验,结果表明:在优化参数组合下,秸秆粉碎长度合格率的均值为89.37%、残膜捡拾率和膜杂分离率的均值分别为90.31%和93.16%,表明该联合作业机满足秸秆粉碎还田与残膜回收的技术要求。该研究成果有利于提高残膜捡拾机作业效果,解决新疆棉田残膜污染问题。

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。

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110r/min,残膜输送叶轮转速200r/min时,当年残膜回收率为88%,作业小时生产率达到1.2hm2/h.