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悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机搂膜机构的设计与试验研究 王学农1，史建新2※，郭俊先2，陈 发1 新疆农业科学院农机化研究所，乌鲁木齐 830091； 2.新疆农业大学机械交通学院，乌鲁木齐 830052） 摘 要：介绍了悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机的设计要求、基本结构，给出了搂膜机构的结构参数。对切根铲工作阻力进行了理论分析，并通过试验获得主要技术参数；同时，搂膜齿排列试验结果表明，搂膜齿的排列方式对搂膜率有一定的影响，最后一排的齿密度越大效果越好，但排列过密容易壅土，齿间距最小约为110 mm；通过综合试验，确定了悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机的主要技术参数的较优水平组合；切根铲工作深度H为4～5 cm、提升角（或碎土角）β为16°、机具前进速度V为6.2 km/h。 关键词：悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机；切根铲；搂膜齿；试验研究 中图分类号：S225.91+2 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2008)-2-00-06 王学农，史建新，郭俊先，等. 悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机搂膜机构的设计与试验研究[J].农业工程学报，2008，24(2)：- Wang Xuenong, Shi Jianxin, Guo Junxian, et al. Experimental study and design on film raking mechanism of hanging film raker with cotton-stalk crushing and returning to field [J]. Transactions of the CSAE, 2008,24(2)：-.(in Chinese with English abstract) 0 引 ( 言 地膜植棉大大提高了中国的棉花单产，但也给土地造成严重污染。棉花秸秆粉碎还田与残膜回收联合作业机械是残膜回收作业的发展方向，机具在收膜的同时进行秸秆粉碎还田，可降低作业成本，减少机具的进地次数，大大地提高残膜回收的经济效益，便于残膜回收机的普及和推广[1-8]。近几年的残膜回收实践表明，现有的秸秆粉碎还田与残膜回收联合作业机还存在一些问题。主要是：1）价格过高，普通农民无法接受；2）一些机型对机手和地块的要求过高。悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机开辟了一种残膜回收联合作业机新思路。机具采用高速旋转的甩刀将棉秸秆粉碎，以一定的高度和距离抛送到搂膜部件后，实现残膜与棉秆的分离，为搂膜创造良好的条件。随后切根铲将残留在土壤中的棉根切断，减少对搂膜的影响，同时对土壤表土进行一定的松动，使搂膜齿能够深入土层。机具无论从结构和成本上都有很大的精简，操作比较简单，作业速度适应性较高。 1 总体结构原理和设计要求 1.1 设计要求 悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机的基本要求是：1）有足够远的抛送高度与距离（高度大于2 m，向后抛送距离大于3 m）以越过搂膜部件，将棉秆抛到残膜已被清除的地面；2）搂膜率大于80％；3）棉秆粉碎质量达到农艺要求（秆长小于200 mm的棉秆占85％以上）；4）田间棉秆残留株数小于5根/m；⑤作业幅宽1400～1800 mm。 1.2 总体结构设计 1.2.1 悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机的总体结构 如图1所示，悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机由悬挂架1、棉秆粉碎部件2、限深切膜滚筒3、切根铲4、搂膜部件5和传动部件6等组成，尺寸参数见图1所示，其中，第一排齿距为400 mm，第二排齿距为350 mm，第三排齿距为160 mm，第四排齿距为110 mm。 1.2.2 悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机的工作原理 机具工作时，棉秆粉碎部件对棉秆切割、粉碎，并将粉碎后的棉秆抛掷到机具后方，限深切膜滚筒将整块残膜切割分条，切根铲松动棉垄并将棉花根茬切断，搂膜部件的四排搂齿将残膜和根茬同时搂集，工作一段距离待搂膜部件中堆积一定的物料后，升起搂膜部件卸膜。 图1 悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机结构示意图 Fig.1 Structural diagram of hanging film raker with cotton-stalk Crushing and returning to field 2 主要部件机构设计和试验 2.1 棉秆粉碎部件结构参数的确定 棉秆粉碎机的主要参数[5]：甩刀与机体前挡板的侧隙值为10～15 mm，甩刀与机体后挡板的侧隙值为8～12 mm。甩刀转速、甩刀的地隙分别为2100 r/min和8 cm。 2.2 切根铲结构参数的确定 切根铲的主要作用有三个方面[9-11]，1)切断棉根茬，减少搂膜时根茬对残膜的拖挂，同时利于自然降解；2)松土、碎土功能，松动膜下的土壤，利于搂膜齿的入土，防止搂膜时产生堵塞、壅土；3)松动两侧的