后置链齿耙式残膜回收机工作机理研究

摘要

铺膜种植技术在我国推广有30多年的历史,该技术为农业增产增收做出了积极的贡献,如今铺膜种植已被广泛应用到农业种植领域。致使农用地膜成为农民继种子、农药、化肥之后的又一大生产必备物资。在农用地膜给农业生产带来各种利好的同时,由于其常年使用所导致的农田“白色污染”也愈加严重的影响着农业生产,成为一大急需解决的农业弊病,田间残膜治理势在必行,而机械化收膜是残膜回收的重要手段,因此机械收膜机理的研究对解决农田“白色污染”问题有着重要意义。
　　本文主要对SMS-1500型残膜回收机的收膜机理进行研究。在前期试验的过程中,该机具存在起膜困难、漏收、杂物拥堵以及残膜与链齿难以分离等问题。针对上述问题本文采用调研、理论研究、模拟仿真、试验分析等方法对残膜特性,机具起输膜,杂物清理以及脱膜过程进行了分析和研究。
　　首先,通过调研和实地测定,得出了残膜在田间的分布情况;通过拉力实验研究了不同厚度残膜的抗拉特性;通过PS-20型临界速度试验台测定了残膜的悬浮速度与残膜面积及残膜质量间的关系;利用离心力等于综合吸附力的关系间接研究了残膜吸附特性。其次根据SMS-1500型残膜回收机具体工作过程,对作业中的具体机构进行了研究:①增设起膜部件,重置输膜齿排布,改进链齿耙钉齿结构,建立起输膜过程的动力学模型,应用MATLAB软件生成机具作业关键点的运动轨迹,通过分析轨迹与收膜作业间的相互关系,确定了机具作业的关键参数。②对机具的杂物清理装置进行了研究,建立起杂物运动轨迹方程;应用RecuDyn多体动力学仿真软件对理论分析加以验证,并应用其Belt模块建立起输送带与滚筒的刚柔耦合模型,确定出最佳的清理滚筒半径③增加脱膜装置,通过试验设计的方法对该装置的结构及作业参数进行了优化。
　　本文对残膜物料特性的研究为残膜回收机的后续设计提供了理论基础,通过对机具各机构的分析确定出起膜齿角度在20°~35°之间,可降低前进阻力,增强膜土分离效果,减少拥堵,钉齿结构角θ=50°时具有良好的挑膜和输膜能力,确定机具作业速度vm=1.5m/s可以达到较好的收膜效果;确定出杂物清理装置在水平输送速度v=2m/s,叶片倾角为α=75°,滚筒半径R=50mm时能满足杂物的清理要求;得到脱膜装置的最佳作业及结构参数为叶片脱膜速度v0=8m/s,叶片长度l0=0.27m,叶片齿系数δ=0。经田间试验机具收膜率达93％以上,脱膜率大于96.3%,作业效果良好。

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第一章 绪论

1.1 残膜回收技术的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及目标

第二章 残膜分布特点及物料学特性

2.1 田间地膜的分布特点

2.2 农八师143团棉田土壤容重的测定

2.3 地膜悬浮特性分析

2.4 地膜抗拉特性的测定

2.5 地膜的吸附特性测定

2.6 本章小结

第三章 残膜回收机起输膜分析

3.1 残膜回收起膜输膜概述

3.2 残膜回收机起膜过程分析

3.3 输膜过程分析

3.4 本章小结

第四章 地面清杂装置的运动分析

4.1 地面清理装置的意义及研究内容

4.2 地面清理装置的工作原理

4.3 清理装置输送过程的输送速度分析

4.4 基于RecuDyn的输送仿真

4.5 本章小结

第五章 顺向脱膜机理分析与试验研究

5.1 脱膜装置存在的问题及研究方法

5.2 脱膜机理分析

5.3 试验设计与脱膜率模型的建立

5.4 影响因素分析及参数优化

5.5 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

作者简介

石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表