滴灌带横抽回收机理研究

摘要

随着滴灌技术在我国农业中的推广使用，滴灌带的使用量正在呈现逐年增加的趋势。田间使用后的滴灌带经过清洗、粉碎、造粒，再加入少量新料即可生产出合格的滴灌带，实现滴灌带的回收再利用。该方法不仅是降低滴灌技术应用成本、节约资源的重要措施，同时对保护土壤环境也具有重要的生态意义。
　　目前，回收滴灌带的主要方式是人工回收，人工回收劳动强度较大，工作环境差，作业效率低，回收成本高。机械化回收滴灌带具有工作效率高、回收成本低、省时省力等特点，是解决滴灌带回收问题的必然选择。现有滴灌带回收技术需要人工多，作业效率低，作业成本高，不能较好满足滴灌带回收作业的实际需求，在生产中未能得到广泛应用。因此，设计一种无需人工辅助绕带、作业效率高和作业成本低的滴灌带回收机十分必要。
　　本文分析了国内外滴灌带回收机研究现状，运用机械设计理论和机构学分析方法，设计出了4DS-H型滴灌带回收机，并制作了样机一台。通过调研和实地测定，得出了滴灌带在不同田间作物的铺设模式，然后通过拉力实验研究了不同类型滴灌带的抗拉特性；对4DS-H型滴灌带回收机进行了整体设计，对工作装置的功率消耗进行了系统分析，论述了该回收机的结构特性，计算出了整机的功率消耗；对关键部件进行了结构设计，确定了其合理工作参数范围。对挑带过程和抽带过程进行了滴灌带的受力分析，确保了滴灌带在挑输带过程中不被扯断，在横抽装置处可以被顺利抽拉入回收箱。
　　运用Simulation软件对起带齿进行有限元分析，得出最大应力发生在起带齿弯折处，最大应力远小于屈服强度，最大位移也在所选材料的弹性范围内，故起带齿的强度满足设计要求。对上、下抽带辊进行了模态分析，通过对比链轮对上、下抽带辊固有频率和振型的影响，发现链轮对转轴部件有较大的影响，在实际工程应用分析中应对此加以考虑，上、下抽带辊的工作频率和链条传动引起的振动频率都远离其固有频率，因此不会使抽带辊发生共振，也不会因为振动对收带产生影响。
　　根据4DS-H型滴灌带回收机的作业机理，借助Design expert8.0.6软件进行正交试验，建立起以回收率为响应指标的三元二次回归模型，通过对模型交互作用及响应曲面的分析得出，在试验范围内回收率与挑带链轮转速、抽带辊转速以及拖拉机行走速度之间的变化规律。经理论分析和田间试验表明，在机具作业速度vm=2.20 km/h，挑带链轮转速n=130 r/min，输带链轮转速n1=130 r/min，抽带辊转速n2=200 r/min时，机具工作效率为4.51 hm2/h，滴灌带回收率达98.5％。该机工作性能可靠、滴灌带回收率高、回收成本低，能够满足滴灌带回收的技术及田间工作要求。

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第一章 绪 论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本课题研究的内容

1.4本章小结

第二章 滴灌带铺设模式及物料特性的研究

2.1新疆滴灌技术优势

2.2滴灌带类型与铺设模式

2.3滴灌带抗拉特性的测定

2.4本章小结

第三章 整机结构的设计与运动分析

3.1收获功率分配

3.2主要部件设计及计算

3.3主要工作过程分析

3.4本章小节

第四章 整机的建模与关键部件的仿真分析

4.1整机总装三维模型

4.2起带齿的有限元分析

4.3横抽装置的建模仿真

4.4抽带辊的模态分析

4.5本章小结

第五章 试验研究

5.1样机及主要技术指标

5.2关键部件工作参数分析与优化

5.3田间性能试验

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

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