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。

新疆残膜机械化回收技术研究现状与展望

新疆维吾尔自治区(简称新疆)许多耕地存在土壤盐渍化现象严重且干旱缺水的问题,引进地膜覆盖栽培技术在解决问题的同时也带来了农田残膜污染。基于新疆农田残膜污染程度调研数据,总结了新疆残膜机械化回收技术装备的优势和缺点,针对新疆残膜机械化回收技术中存在问题提出了合理建议,为新疆残膜回收机械的研发提供一定参考。

马铃薯机械化收获除杂技术与装备研究进展

高效低损除杂是马铃薯机械化收获的核心环节,直接影响马铃薯的收获效率与收获品质,是助推马铃薯收获模式制定与收获装备研发与产业化进程的关键。由于不同马铃薯种植地区的自然环境等区域差异性较大,各地区马铃薯种植和收获模式复杂多变,因此对马铃薯机械化收获的除杂技术、装置结构和作业原理的需求各不相同。机械化收获除杂是减少生产成本、提高经济效益的重要方法,该研究基于国内马铃薯种植农艺,分析了国内外典型的马铃薯收获机基本结构和技术特点,对马铃薯机械化收获秧膜杂处理技术进行归纳总结,阐述薯土分离、薯秧分离、残膜回收及杂质清选等环节的装置结构与工作原理,对比分析不同除杂装置的特点与技术指标。针对国内覆膜种植、丘陵地区土壤粘重等特点,指出制约国内马铃薯除杂机械化发展的关键问题,并提出规范种植体系,研制适用机型与专用装备,农机农艺农信相融合和产学研相结合等建议,以期为马铃薯机械化收获除杂技术装备的研发应用奠定基础。

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。

宁南山区农膜机械化回收现状分析与建议——以原州区为例

农用塑料膜对农业增产增收发挥了重要作用,然而随着农膜的大量使用,白色污染也越发严重。本文总结了宁夏南部山区原州区农膜的使用和回收利用现状,首先归纳了原州区近年农用塑料膜的使用情况,随后从政策制订和生产实践角度阐述了当地废弃农膜机械化回收利用的现状、主要做法和存在的问题。针对这些问题提出了相关对策建议,包括推广先进的回收技术和设备、加强政策引导以及使用厚度≥0.015mm的农膜等,以期进一步提高农业残膜的回收率和效率,减少环境污染,为山区农膜机械化回收提供参考。

棉花秸秆机械化处理与残膜同步回收技术应用优势

为提高新疆地区棉花秸秆处理和残膜回收作业的机械化水平,实现农机与农艺的高效融合,在对库车市棉花秸秆机械化处理和残膜回收现状进行探讨的基础上,论述了棉花秸秆机械化处理与残膜同步回收技术特点与具体应用优势以及在技术提升过程中需要采取的措施。棉花秸秆机械化处理与残膜同步回收技术的应用能够更好地助推棉花生产方式的更新,同时也能够有效实现农机装备的创新改革,真正推进农机农艺的深度融合,以此提高棉花秸秆机械化处理效率和残膜回收质量,更好地保护农业生态安全,提高资源利用效率。

弧线往复式挑膜滚筒凸轮润滑机构设计与试验

为解决弧线往复式挑膜滚筒凸轮机构难以润滑的问题,分析弧线往复式挑膜滚筒的工作原理,通过对摆臂、滚环轴、油嘴、滚环分别进行结构优化,设计出一种可以同时对凸轮盘内壁和滚环内部进行润滑的滚环润滑机构。采用分段时长作业的方法分别对优化前后的两种滚环结构进行田间对比试验。试验结果表明:使用润滑机构的滚环工作时长8 h时,滚环内径的最大磨损量为0.71 mm,最小磨损量为0.23 mm,滚环外径最大磨损量为0.4 mm,最小磨损量为0.25 mm,润滑机构可以有效减少滚环磨损量。未经润滑的滚环,其近轴端磨损明显大于近盘端,而经过润滑后的滚环,磨损明显减轻,变化较平缓。近轴端磨损与近盘端磨损相比较,差别不明显。滚环自身相比较,滚环外径变化不明显,内径变化显著。

推送式旋齿起膜机构设计与试验

针对现有残膜回收机起膜机构易堵塞、脱膜难等问题,设计一种推送式旋齿起膜机构,该机构可同时完成起膜及辅助上膜工作。设计平行四杆结构、旋齿结构、排列方式及间距;构建旋齿运动轨迹方程,分析相邻旋齿轨迹,检验不漏膜条件,确定影响起膜性能的主要因素;分析旋齿与输送装置作用下膜土混合物的受力情况,确定影响残膜捡拾性能的主要因素为机具作业速度、旋齿起膜机构转速、挂膜输送带与旋齿起膜机构水平距离、竖直距离,根据工作条件确定因素取值范围。设计四因素五水平试验,探究机具作业速度、旋齿起膜机构转速、挂膜输送带与旋齿起膜机构水平距离、竖直距离对残膜捡拾率的影响规律。开展田间试验,利用Design-Expert软件对试验结果进行参数优化分析,并以最优参数组合,进行田间试验验证。试验结果表明,当机具作业速度为1.43 m/s、旋齿起膜机构转速为60.5 r/min、挂膜输送带与旋齿起膜机构水平距离为308.24 mm、竖直距离为91.22 mm时,预测残膜捡拾率为91.8%,实际残膜捡拾率为91.2%,满足残膜回收机具作业要求。

残膜机械化回收技术推广应用

塑料农膜作为农业生产中的辅助材料,为提高作物产量和质量发挥了重要作用。残留在土壤中的废弃农膜却给环境带来严重的污染隐患,给土壤生态系统、地下水资源、生物多样性等造成不可忽视的危害。为了解决这一问题,近年来,残膜机械化回收技术逐渐引起了人们的关注和重视。通过加强技术的推广和应用,对种植工作的发展起到了积极促进作用。文章对机械化残膜回收技术推广应用进行了分析和探究,旨在能够为相关生产工作起到一定参考作用。

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。

不同边膜铲起膜性能分析及其起膜率对比试验

农田地膜污染治理中,由于秋后残膜回收中缺乏较为理想的机构起翻边膜,致使边膜埋于地表不易被回收部件进行回收,对土壤及环境造成一定的污染。为解决这一问题,选取目前较为普遍使用的2种边膜起膜机构开沟器和双翼铲,新设计一种单翼铲,对其进行力学分析,对比3种不同结构的边膜铲受力情况,并且在新疆库尔勒尉犁县开展田间对比试验,对比不同结构的边膜铲在田间的工作性能,考核起出残膜完整率、起膜率及有无壅土现象发生这3个关键因素。结果表明:边膜铲的受力大小与边膜铲入土角度和铲刃的长度有关,对3种边摸铲理论分析得出单翼铲的受力最大,开沟器受力最小,双翼铲受力较为合理,而在田间性能试验中虽然单翼铲受力最大但其作业效果最佳,起出边膜的完整率达100%、起膜率在95.4%、并且在作业中没有壅土现象发生,考虑到作业效果的突出,推荐单翼铲作为秋后残膜回收机的边膜起膜机构。研究结果可为秋后残膜回收机的边膜起膜机构的设计选择提供参考。

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%。

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。

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。

杆齿式残膜回收机卸膜过程分析及高速摄像试验

为解决残膜回收中卸膜不可靠、卸膜率低的问题,基于MB(Majumdar-Bhushan)接触分形理论,分析杆齿式残膜回收机卸膜工作过程中拾膜杆齿和卸膜刮板间的接触载荷与形变量的关系及其动力学影响因素。运用ANSYS软件对拾膜杆齿和卸膜刮板的接触过程进行仿真分析,并通过高速摄像试验追踪了拾膜杆齿末端的运动轨迹,测量卸膜过程中拾膜杆齿与卸膜刮板前端的最大形变量。结果表明,当拾膜机构转速为36 r/min时,拾膜杆齿和卸膜刮板前端的最大形变量分别为15.741、49.733 mm;当机具行进速度为0.85 m/s且机具行进速度与拾膜杆齿轴线速度比为1.5时,机具有较高生产效率,能保证可靠卸膜。该研究结果可为拾膜、卸膜机构的运动参数优化提供参考。

耙齿式残膜回收机自动脱膜机构设计

针对耙齿式残膜回收机回收残膜后缺乏自动脱膜机构的现状,设计了耙齿式残膜回收机自动脱膜机构。分析平行四连杆脱膜机构的运动稳定性可靠性及脱膜顺畅性,设计液压装置进行脱膜,并在试验的基础上优化机构,对不同形式刮板进行试验及分析并最终设计适合耙齿式残膜回收机的"倒八字"型刮板。针对影响自动脱膜机构工作效率的关键部件和影响因素分析其运动及受力情况,对"倒八字"型刮板进行影响因素的响应面分析。可得齿板距、刮板角度、脱膜夹角为显著影响的因素,且影响强弱关系为齿板距>刮板角度>脱膜夹角。综合考虑后得到的最佳参数组合为齿板距2 mm、刮板角度70°、脱膜夹角60°。该研究可为相关设备的设计提供参考。

残膜回收机搂膜连杆机构模糊优化设计

残膜回收机搂膜连杆机构由弹齿和四连杆机构组成,弹齿固定在连杆上输送和收集残膜。分析弹齿的运动并以弹齿的运动轨迹最优为目标,建立了该连杆机构优化设计数学模型。运用模糊优化原理和方法对约束函数中的许用条件进行模糊化处理,建立了模糊优化设计模型,采用最优水平截集法求解模糊优化问题。已知曲柄、机架和弹齿的结构尺寸,设计计算出连杆和摇杆的最佳尺寸为390mm和385mm,比原机构减小13.3%和8.3%。