整地机配套播前浅层残膜回收装置的研究.pdfVIP

摘 要 地膜覆盖种植是棉花的主要种植模式，因其能够提高棉花质量，增加棉花产量而被 农民广泛使用。但使用后的地膜却未及时回收，大量地膜残留在土壤中，对土壤的结构 及物理特性造成破坏限制了农业的增产增收，对农业生态环境造成了严重的破坏，近年 来残膜污染问题日益严重，残膜回收迫在眉睫。随着农业机械化的发展，残膜回收机械 化已成为一种必然趋势，结合播前阶段田间残膜面积小、回收难度大等问题设计一种可 与整地机配套使用的残膜回收装置，重点对装置的关键机构的结构参数和作业性能进行 研究，对捡膜机构的关键作业部件进行运动特性分析，运用仿真分析软件对捡膜机构关 键作业部件进行运动轨迹仿真分析，并制作试验台和样机，进行试验寻求样机最优工作 参数组合，为样机的改进提供理论依据。主要开展的研究内容如下： （1）对播前阶段作业环境进行测定分析。通过田间调研获取土壤坚实度、含水率等 参数，统计分析了土壤深度在0~50 mm，0~100 mm 之间土壤中残膜的含量，分析了在 2 2 2 0~50 mm 深度土壤中残膜面积在小于4 cm 、4~25 cm 、大于25 cm 三个区域内残膜的 分布规律，对残膜进行悬浮速度、抗拉特性试验研究为后续的设计提供支撑。 （2 ）装置关键部件的机构设计。根据播前阶段田间作业环境测定参数以及残膜的 物理特性试验，确定装置的总体设计方案；确定了捡膜机构的结构参数、捡膜钉齿数量 及排布规律；确定脱膜机构结构参数，脱膜罩的结构参数。 （3 ）装置关键部件的研究与分析。运用运动学分析法对捡膜机构进行分析计算，获 得捡膜机构运动方程及满足作业要求的作业参数取值范围，最终确定机具前进速度v 在 1.11~1.94 m/s 之间，捡膜机构转速ω 大于7.72 rad/s，运用ADAMS 软件对捡膜机构进 行运动轨迹仿真分析，对作业参数进行进一步优化；对残膜在脱膜机构中的受力情况进 行分析，确定脱膜机构转速范围。 （4 ）装置试验性能研究。通过试验分析设计软件分析了机具前进速度、捡膜滚筒转 速、脱膜滚筒转速对装置捡膜率、脱膜率的影响。分析各因素对捡膜率、脱膜率影响的 显著性，获得装置作业参数最优组合为：机具前进速度为1.62 m/s、捡膜转速为90 r/min、 脱膜转速为1055 r/min。通过田间试验验证最优作业参数下装置的作业性能，结果显示 装置的捡拾率为70.56%，脱膜率为82.96%，可完成残膜回收作业。 关键词：残膜回收；装置设计；运动分析；仿真分析；试验研究 I Abstract Plastic mulch planting is the main planting mode of cotton, plastic mulching can improve the quality of cotton and increase the yield of cotton, so it is widely used by farmers. However, the used mulch film is not recovered in time, a large amount of mulching film remained in the soil, which causes damage to the structure and physical characteristics of the soil, and limits the increase of agricultural production and income, and causes severe damage to the agricultural ecological environment. In recent years, the pollution problem of mulch film is increasingly serious, and the recovery of mulch film is imminent. With the development of