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1、摘 要地膜覆盖种植技术可大幅度提高作物单产水平，因而得以大面积推广使用，但用过的地膜不能及时回收，滞留在田间。对土壤及生态环境都造成了污染。从残膜不能及时回收的原因分析入手，结合各地条件阐述了不同类型的残膜回收机的特性和使用状况，并提出了解决这一问题的措施和建议。 地膜覆盖技术能够改良和提高庄稼的出苗率，但是在庄稼收获以后要回收残留在土壤中的地膜，及时回收,以至于不污染土壤和浪费塑料资源。从某个角度分析塑料资源由于污染而浪费过多，塑料产品生产领域不呢感对残膜回收和利用。为了减少塑料的污染要残膜完全的回收处理在利用。发展地表残膜回收机械是治理残膜污染的有效方法，残膜的再生利用是保护环境，变废为宝
2、，防治残膜污染的关键所在。 通过理论分析和田间试验，设计研制了一种使用于秋收前在最后一水后进行的地表残膜回收机。介绍这一机器的工作原理和有关设计参数。试验表明该机结构简单，工作可靠，动力消耗少，适应性广。通过分析残膜回收机的破膜器，捡拾机构，输送装置，传动装置，集膜装置等主要工作部件，对残膜回收机械总体的设计方案、主要参数选择、工艺流程等进行了详细的分析。实践证明，该机还具有结构简单、工作可靠、通用性好等特点， 关键词：白色污染 残膜回收 农用地膜 捡拾机构Abstract Plastic film laying on crop is widely used in china,but most
3、 of the used films are left in the fields after harvesting ,and pollution is made both to the soil and environment .the reasons that the used films can not be collected in time are analyzed .countering the local condition of different area ,the different types of collectors are described .measuremen
4、ts and suggestions are given to solve the problem. Plastic film plant technology can be robbed and improve the output of crops ,but after the crop is reaped ,remain into field mould membrane be removed ,retrieve in time ,so as not to pollute the soil and waste plastics resources .proceed from the an
5、gle of pitting is analyzed that the incomplete membrane is polluted and endangered ,produces and uses from the plastic film ,incomplete membrane retrieve and utilize respect explain manage measure and suggestion that film pollutes again.Develop incomplete membrane retrieve machinery to incomplete me
6、mbrane effective method of pollution, incomplete regeneration of membrane to protect the environment, turn wealth, prevent and cure incomplete membrane key of pollution.A plastic film collector was invented with analysis of motional tracks and experiments .The working principle and designing paramet
7、ers of collector were introduced .Experiments indicated that this machine has some advantages such as high working reliability ,low energy consumption ,and simple structure .Through analyses incomplete membrane person who retrieve get up membrane device ,person who supports membrane ,unload membrane
8、 brush ,transmission device ,collect membrane device groundwork part ,retrieve to incomplete membrane machinery total plan of design ,main parameter choosing ,technological process ,etc .carry on detailed analysis. Practice has proved : In addition machine this have structure to be simple ,work reli
9、able ,common ability characteristic such as being kind also .Keywords: plastic film playing; used film; collection 目录摘 要1Abstract2一 前言5二 研究及设计此课程的目的及意义62.1地膜覆盖种植技术发展概况62.2地膜覆盖种植技术带来得负面影响62.3残膜回收的一般方法62.4残膜机收的必要性6三 地表残膜回收在国内外研究的状况83.1目前国内残膜回收机现状83.2.国内机具研究的情况83.3 现有的地膜回收机械123.4、综上所述残膜回收技术应用存在的问题133.4
10、.1 头水前揭膜133.4.2 收获后残膜回收133.4.3 春播前拾膜143.5、新疆建设兵团棉花种植情况存在的问题14四 方案选择154.技术要求154.机器作业工艺方案15五 方案的选择说明165.1收膜工艺165.2各部件的结构特点165.2.1划膜部件165.2.2捡膜部件165.2.3脱卸膜部件分析175.2.4集膜部件分析175.2.5动力分析175.2.6得出方案17六 设计的主要参数1961破膜部件1962捡膜部件196.2.1圆弧形弹齿滚筒机构的构造及工作原理196.2.2齿间距的选定及实际配齿法206.2.3 结论206.3脱卸膜部件216.3.1脱卸膜部件采用方式216
11、.3.2滚筒直径的选取226.3.3安全系数2264集膜部件236.5轴的设计计算2366机架设计236.7直齿圆柱齿轮的计算23七 设计评价26八 结束语27九 参考文献28十 致 谢29一 前言地膜覆盖这一农业技术已经在我国得到了广泛的应用, 对于抗旱、保墒、提高地温, 确保增产增收起到了重要作用。目前这一农业技术已由经济作物推广到大田作物, 并且种植面积逐年增加。地膜覆盖技术确实为农业增产增收带来了可观的经济效益, 但持续使用地膜而残膜回收得不到较好的解决, 又给农业生产带来了难题, 即田间地膜覆盖技术带来增产的同时由残存在土壤中的地膜造成了白色污染这一事实; 并且随着逐年累积在土壤中的
12、残膜量的增加,这一问题越来越严重。因此解决残膜回收的问题从政府到农户己形成共识。目前, 人工回收残膜劳动强度大, 回收效率低, 农民迫切需要实现机械化回收残膜的机具。然而由于在实现残膜回收机械化方面存在的种种问题，给收膜工作带来了极大的难度。为了解决这一难题, 农业部与国家科委确立了残膜回收机具研究这一攻关课题并面向全国招标, 由此可以看出解决这一问题的迫切性和重要性。因此，我在选择了耕层残膜回收机机理及机具的设计与研究的课题后在网上、图书馆、院资料室进行搜集材料、阅读，在仔细了解了有关此课题的大量文献资料的基础上，根据新疆独特的地理环境、特殊的气候条件决定设计出有地方特色的残膜回收机具。为了
13、做好此次设计，我先后去了石河子市农机推广站、销售处、一四五团八连、校工厂进行实地参观学习，在全面了解了我国目前残膜回收发展现状资料的基础上，着重参考了耕整地、中耕机以及IZSM-1型残膜回收机的结构及原理，设计出此种残膜回收机。二 研究及设计此课程的目的及意义2.1地膜覆盖种植技术发展概况地膜覆盖栽培技术自70年代末引入我国以来，这一农业技术在我国已经得到了广泛的应用。由于地膜对于抗旱、保墒、提高地温，确保增产增收起到了重要的作用，因此，深受地膜覆盖栽培技术自70年代末引入我国以来，这一农业技术在我国已经得到了广泛的应用。广大农民的欢迎，已经在我国的许多省区迅速推广。新疆的地膜覆盖种植已经有1
14、0多年的历史，尤其近十几年，农民大量种植经济作物棉花，产生了可观的经济效益，形成了规模性的龙头产品，种植面积越来越大。地膜的使用越来越来广2.2地膜覆盖种植技术带来得负面影响地膜覆盖种植技术增产的同时也造成了“白色污染”。由于残膜得不到很好、及时地回收，随着土壤中残膜量的逐年增加，严重影响着农作物的可持续发展。另外，由于使用都是无机地膜，残膜积累在土壤中，致使农业环境遭到严重的污染，破坏了农田的生态环境，形成了阻隔层，影响了农作物对水分和养分的吸收，影响种子发芽，出苗，造成烂种、烂芽，使幼苗黄瘦，甚至死亡，还影响农机具的田间作业质量，还会堵塞田间沟渠等，对给后继的整地工作带来了很大的影响。由于
15、技术及国情的原因，可降解地膜短时期内还可以在农业中大面积推广，而今后相当长一段时间内，农业上仍然使用着大量的塑料地膜。因此残膜回收已成为亟待解决的问题。2.3残膜回收的一般方法目前，残膜回收有人工捡拾和机械回收两种方式。人工清除残膜是，劳动强度大，费工，费时且回收效率低，拾捡不净，长年累月造成残膜的田间积累带来严重的“白色污染”。机械回收残膜，可以克服人工捡拾的不足，是残膜回收的有效方法。2.4残膜机收的必要性新疆现在普遍使用宽膜植棉技术，每年新产生6-8万吨。残膜遗留在田间不能及时回收将造成土壤及环境的严重污染。经调查，连续使用3年地膜，每亩的残留干地膜6-8千克亩，连续使用8年的残留干地膜
16、达15千克。这些残膜对播种、浇灌和作物根系的生长很不利，给农业生产带来很多负面影响.目前, 残膜回收有人工捡拾和机械回收两 种方式。手工清除残膜时, 劳动强度大, 费工时且回收率低, 捡拾不净, 长年累月造成残膜的田间积累带来严重的“白色污染”。机械回收残膜, 可以克服人工捡拾的不足, 是残膜回收的有效方法。因此研制各种经济实用的残膜回收机具对于减少土地污染及保持农业生产的可持续发展具有十分重要的意义。基于此地膜的回收显得极为重要,因此研究本课题的目的及必要性是不言而语的。三 地表残膜回收在国内外研究的状况3.1目前国内残膜回收机现状近几年国内和新疆建设兵团大力推广以“密早膜矮壮高”为主要内容
17、的棉花膜下滴灌技术,下图是棉花膜下滴灌三种典型滴灌带田间布置模式。3.2.国内机具研究的情况农田残膜机械化回收机具有如下两大类:1） 苗期残膜回收机在玉米、棉花等作物中耕作业时揭膜回收。此时, 由于地膜使用时间短, 破损不严重, 有利于收膜,残膜收起后, 同时进行中耕作业。代表机型有: 新疆研制的M SM 23 型苗期残膜回收机和东北农业大学研制的M S22 型玉米苗期收膜机等。两种机具残膜回收率均在85% 以上, 单机生产率在0. 3 hm2/h, 伤苗率在1% 以下, 配套动力为18. 38 kW 小四轮拖拉机。这2 种机型均是利用轮上带齿的卷膜轮将起膜铲铲起的残膜挑起收集。其收膜工作部件
18、不需动力驱动, 结构简单、使用调整方便、工作可靠、伤苗率低、收净率和生产率较高。2)收获后残膜回收机 物收获后, 耕、整地或播种前, 将田间的残膜收起, 或整地的同时将残膜收起。目前已见于文献的有新疆、甘肃、陕西、山西、内蒙古及中国农业大学和东北农业大学等有关单位研制的收获后残膜回收机。其收膜工艺都是膜边松土、起膜铲将地表残膜推起、挑膜齿挑起残膜, 最后, 脱(卸) 膜机构将被挑起的残膜卸下并送入集膜部件。其中挑膜、脱膜和集膜部件是影响收膜效果的核心机构。目前国内收膜机收膜部件的结构形式主要有以下几种：A、伸缩杆齿式捡拾滚筒图1)该种收膜机构工作可靠, 残膜收净率高, 但该机构的结构复杂, 造
19、价偏高。如甘肃省农机推广站研制的1FMJ 2850 型残膜回收机 , 残膜收净率90% , 生产率在0. 3hm 2/h, 配套动力为13. 2 kW 小四轮拖拉机。由理论计算, 滚筒的最低转速不得小于71. 5 r/m in, 并经试验验证, 以120 r/m in 为宜。因此拖拉机马力较大，转速较高，工作幅较宽，在棉杆切割后有较多的棉杆堆积在运输带前不能及时输送出去，一致于常常发生堵塞。其次转速太高噪音太大，皮带容易打滑。由于与地面接触较近皮带的磨损较大，对整机来说由于机架较宽尽管用液压控制升降但在路上运输稍有不便。收膜时如果将杂物全收进膜箱，则降低了膜箱的有效容积；同时由于地膜中含有杂物
20、，又无法分离，地膜无法在生利用，只能连同杂物一起抛掉，又会给环境造成二次污染。因此设计收膜机时应考虑地膜与杂物的分离，或要求农户先将地里的杂物清除，然后在用机械收膜。B 弹齿式拾膜部件(图2) 由地轮带动收膜弹齿工作, 结构简单, 残膜收净率高。机构中需要一个控制收膜弹齿工作位置的曲线轨迹滑道便于脱膜, 因而给制造带来一定的困难, 同时, 该种收膜部件也无法实现残膜与杂草的分离。如东北农业大学研制的Q S22 型秋后残膜回收机, 残膜收净率90% ,生产率在0. 3 hm 2/h, 配套动力为13. 2 kW 小四轮拖拉机。根据理论计算与试验验证, 在考虑残膜拉伸率及地轮下陷和滑移的情况下,
21、挑膜弹齿与行走地轮间的最佳速比应为1. 64 左右为宜。该速比刚好将挑起的残膜拉紧, 不易被推起的土壤压住, 且收起的残膜较干净。C 铲式起茬收膜部件(图3) 其在起茬的同时将残膜一起铲起经输带送入鼠笼式旋转滚筒进行土茬分离, 结构简单, 工作可靠, 收净率高, 但其对土壤的性能一定的要求, 且收起的残膜与作物的根茬混合在一起, 会给残膜的再生利用带来困难。如内蒙古商都牧机厂研制的1MC270 型地膜回收起茬机, 残膜与根茬收净率90% , 生产率在0.20. 3hm 2/h, 配套动力为11. 03 kW 小四轮拖拉机, 起茬起膜深度8 10 cm , 机组作业速度34km/h。D 轮齿式收
22、膜部件(图4) 该种收膜机构采用苗期收膜机的收膜部件, 靠收膜轮与地面的摩擦力转动收膜, 结构简单, 收起的残膜比较干净, 便于残膜的再生利用, 特别适宜捡拾玉米、高粱等有硬根茬地的秋后残膜回收, 对于破损不严重的残膜收净率比较高, 具有很大的应用前景, 对于厚度在0. 008mm 以上的标准地膜, 该机构是一种比较理想的残膜回收机构。如东北农业大学研制的小型残膜回收机, 采用该收膜部件, 在地膜破损不严重的情况下,残膜收净率90% 左右, 生产率在0. 2 0. 3 hm 2/h,配套动力为11. 03 kW 小四轮拖拉机。E 齿链式收膜部件(图5) 其结构简单、紧凑,加工制造方便, 既可用
23、于苗期收膜, 也可用于秋后收膜, 该结构的最大特点是由于其整个结构可以向纵向设置, 可以前置, 有利于整地复式作业。目前国内收膜机的脱(卸) 膜部件主要有刮板轮、推膜板、输送带和脱膜杆等。从现有机型的脱(卸) 膜效果看, 对于采用伸缩杆齿式捡拾滚筒收膜部件的收膜机, 应用输送带脱膜比较理想; 对于采用轮齿式收膜部件和齿链式收膜部件的收膜机应用刮板轮和脱膜杆脱膜或采用输送带脱膜比较理想; 对于采用弹齿式拾膜机构的收膜机, 应用推膜板脱膜比较理想。集膜部件主要有集膜箱和卷膜轮。从集膜效果看, 对于破损较轻, 连续性好的残膜应用卷膜轮集膜的效果较好; 反之, 集膜箱较好。从现有资料来看，国外在残膜回
24、收与秸秆切碎联合作业方面还没有报道。目前，虽然国内已有几个单位进行秸秆切碎与残膜回收的研究，但联合作业机还有待进一步开发。新疆兵团农机所研制的4FS2秸秆切碎残膜回收联合回收机，将秸秆切碎机和残膜回收机分别悬挂在拖拉机的前后。秸秆切碎机采用卧式刀盘，回收部件采用偏心伸缩杆齿捡拾滚筒。该机开辟了残膜回收与秸秆切碎联合作业的新思路。但两机分别前后悬挂，结构复杂，造价较高，前悬挂的秸秆切碎机安装不方便，动力输出较复杂，滚筒捡拾机构有待改进，故尚未推广使用。新疆农科院农机化所研制的4JSM-1800棉秸杆切碎及残膜回收联合作业机，将秸杆切碎与残膜回收部件二者做成一个整体，采用后牵引。秸秆切碎部件采用立
25、式水平刀盘，残膜回收部分采用改进后的凸轮圆弧齿偏心滚筒捡拾机构。改进后的偏心滚筒捡拾机构捡拾效果较好，结构简单、可靠。整个机器结构相对简单、紧凑，动力输出方便，机器成本降低。此外，在残摸回收联合作业方面还有两种机型。一种是SMJ-1型地膜集条机，可以在铲棉秆时将残摸掀起和棉秆一起集成条状，在拉运棉秆时带出农田。另一种是JM-1型废膜回收机，将揭膜与中耕合而为一，先揭膜再中耕。这两种机器虽然都实现了联合作业，但各有不足。前者残膜回收率不高，不能将耕层内残膜回收。后者揭膜部分没有起膜和输送部件，揭膜部分工作不可靠。秸秆切碎与残膜回收联合作业，综合效益高，农民易于接受。联合作业的研究虽然还处于起步阶
26、段，但这是残膜回收发展的方向.3.3 现有的地膜回收机械1990 年以后, 各地研制的地膜回收机械主要有:1SM - 5 型弹齿废膜回收耙。它与小四轮拖拉机配套, 作业幅宽5 m , 工作效率2 hm2/ h , 主要用于播种前对地表5 cm 以内的废膜进行回收, 并能清除地里的杂草。但作业过程中回收的废膜需人工清出。在兵团使用较广。 改装常规机具回收地膜。即改装犁、耙、中耕机等机具进行地膜回收作业, 如去掉犁壁后用犁浅耕回收地膜或中耕机加装杆齿搂地回收地膜。这种改装, 虽受机具自身结构和性能的限制, 很难通过一次作业完成全部收膜过程, 还必须辅以人工捡拾等作业, 但对用户来说, 不必再购置专
27、用机具, 是一条简单、经济回收地膜的途径。 4TSM - 4 悬挂式收膜机。由四组相同的单组组成。该机运用中耕机大梁作机架, 复式作业时, 铁牛- 55 拖拉机带四组。每个单组又自成体系可以单独与小四轮拖拉机配套作业。单组工作原理可简单概括为“抓膜轮杆齿揭膜, 脱膜滚筒伸缩杆齿脱膜”。单组幅宽为0163 m , 作业速度为36 km/ h , 废膜收净率为, 植株行内95 % , 膜边50 %。该机用于棉花苗期地回收地膜。 4CM - 150 齿链式悬挂收膜机。它和4TSM - 4 悬挂式收膜机相比, 改变了揭膜及脱膜的方式, 利用齿链上的齿揭取地膜, 靠齿链自身的抖动而使地膜自行脱落。单组工
28、作幅宽为1125 m , 作业速度为36 km/ h , 收净率85 %。主要用于苗期地膜回收作业。以上两种地膜回收机械存在的主要问题是, 机具作业时保护带宽度不易调大, 易发生挂碰植株的现象; 边膜的收净率还有待提高。 1MC - 70 地膜回收起茬机。其配套动力为11108kW带有液压的小四轮拖拉机。工作幅宽017018 m , 机组作业速度34 km/ h , 生产效率012013 hm2/ h , 残膜收净率90 %。适用于捡拾玉米、高粱等作物离地表10cm 以内土层的废膜及根茬, 一次完成起膜起茬、废膜根茬集堆等项作业。 MSM - 3 废膜回收机。它由三组相同的单组组成。用于苗期地
29、回收地膜。和4TSM - 4 悬挂式收膜机不同的是, 用橡胶叶轮代替脱膜滚筒脱膜, 设有专门的卷膜装置取代集膜箱。该机结构简单, 制造成本低, 性能可靠, 是一种有推广前途的机型。 4QSM - 2 废膜回收机。该机与铁牛- 55 拖拉机配套, 可捡拾两幅窄膜或一幅宽膜。 工作时, 捡拾滚筒先将废膜捡起, 然后通过两级逐膜轮将废膜逐入膜箱。主要适用于秋后作物地收膜。工作时, 需先将地里的棉秆拔掉。从上面的资料可以看出，现在的地膜回收机具基本上是地表的残膜回收，在我国由于大多数地区是在作物收获后揭膜，地膜在田间停留的时间长，破碎程度大，不易回收，在土壤里残留的费膜较多。严重影响了农业的可持续发展
30、。所以要保证农业的可持续发展，在现在大量采用地膜的情况下就要解决好残膜的回收问题，而耕层残膜的回收问题又是不能忽视的。所以我们要对残膜进行地表和耕层的双向回收。3.4、综上所述残膜回收技术应用存在的问题3.4.1 头水前揭膜 优点:地膜还未完全老化,地表上的地膜还比较完整,如果揭膜时间安排在早晚,地膜的韧性好,易于揭起,拾净效果交好,可以达到地表残留量的85%.在灌头水前将地膜收回,增强了土壤的透气,透水性能,有利于棉苗生长和根系发育,并为施肥,开沟,灌水创造了良好的条件. 缺点:只能捡当年地膜,两边被土压着的部分收不起来,有的地区,铺设滴灌管,不易在头水前揭膜;揭膜后不易保墒,保温和灭草;由
31、于春天气候多变,前期温度低,低温起来后需尽快浇水,由于作业周期太短来不及揭膜;机械揭膜苗的高度不宜超过30cm,伤苗率要在5%以下,对机手操作水平要求较高.3.4.2 收获后残膜回收 优点:可以捡拾80cm土层中的残膜,且可捡拾多年来残留在土壤中的大片地膜. 缺点:a)由于土壤较硬,而地膜已变成碎片即变成条状,由于地膜变脆,很难捡拾.对于细碎的残膜机收更是无能为力.b)棉花收获后很快进入冬季,在这短暂的时间里要打秆,犁地,收膜时间很短,人多都来不及收膜.3.4.3 春播前拾膜春播前土壤已经过深耕和碎土等作业,地膜成碎片,为了保证播种质量,必须要在春播前捡拾地膜.人工拾膜仅能拾出表面残膜,机收的
32、拾净率不高,同样存时间来不及的问题.3.5、新疆建设兵团棉花种植情况存在的问题由上述可知新疆建设兵团棉花种植模式是宽膜覆盖膜下滴灌的形式.这样以来头水前揭膜这种方式已被否定.而且这几年新疆建设兵团在棉花收获上开始使用机采棉.并且应用越来越广泛.机采棉虽然使劳动生产率大幅度提高,但是也给棉花的质量带来影响.其中影响最严重的是棉花中带有碎的地膜.这样以来就要求在棉花采摘之前把地膜收掉.并且棉花损伤率要小.由于宽膜棉膜下滴灌使得地膜的性质基本上保持不变.那么机械回收残膜将变成可能.我想可不可以在棉花最后一水过后进行残膜回收呢？如果可以，那么在回收残膜时也可以同时将滴灌带回收，这样就大大提高了机器的使
33、用效率。以下就是我的设计方案。四 方案选择4.技术要求配套拖拉机动力 55马力(需进行改装)工作幅宽 6260mm作业速度 23km/h工作部件类型 圆弧弹齿工作部件数 6个入土深度 3050mm生产率 100% (理论设计)联接方式 挂接4.机器作业工艺方案本次研究所设定的棉花种植模式是上述三种模式中的C图，因为这种模式在兵团种植最广泛。机械残膜回收是在棉花最后一水后进行，此时地膜已经失去它的作用，针对地膜的特性，结合机械化收膜的特点、目前农业覆膜的实际情况及工作部件工作情况，机械收膜的工艺过程应包含有松土、起膜、挑膜、膜杂分离、脱膜、集膜等密切联系的工艺环节。经研究，这种残膜回收机的收膜工
34、艺应该是划刀将要回收的地膜与棉花根部的地膜彻底分离、捡膜器将地膜捡起、送膜器将地膜输送到集膜器、最后脱（卸）膜机构将残膜卸下并送入集膜箱中，决定其收膜效果的核心机构是收膜机构，它包含了划膜、捡膜、脱膜和集膜部件。五 方案的选择说明5.1收膜工艺此次研究残膜回收机的收膜工艺应为:划膜(破膜)-捡膜-脱膜-集膜.以下为收膜工艺所涉及到的主要部件及种类:部件种类划膜部件捡膜部件脱卸膜部件集膜部件1划刀式伸缩杆齿式刮板轮式集膜箱2圆盘式弹齿式推膜板式卷膜轮3齿盘式铲式输送带式4轮齿式脱膜杆式5齿链式5.2各部件的结构特点5.2.1划膜部件名称特点结构特点使用性能经济性局限性划刀式结构简单性能稳定制造容
35、易,价格低廉圆盘式结构较简单性能良好不易制造,价格较高齿盘式结构复杂性能良好价格较高,不易制造必须高速作业5.2.2捡膜部件名称特点结构特点使用性能经济性局限性伸缩杆齿式结构复杂工作可靠价格偏高弹齿式结构简单收净率高制造困难无法实现膜杂分离铲式结构简单收净率高制造困难对土壤性能要求较高轮齿式结构简单收净率高经济性较好用于秋后残膜回收齿链式结构简单.紧凑性能稳定加工制造方便5.2.3脱卸膜部件分析目前,国内收膜机的脱卸膜部件主要有刮板轮,推膜板,输送带和脱膜杆等.从现有机型的脱卸膜效果看,对于采用伸缩杆齿式捡拾滚筒收膜部件的收膜机,应用输送带脱膜比较理想:对于采用轮齿式收膜部件和齿链式收膜部件的
36、收膜机,应用刮板轮和脱膜杆脱膜或采用输送带脱膜比较理想.5.2.4集膜部件分析集膜部件主要有集膜箱和卷膜轮.从集膜效果看,对于破损较轻,连续性好的残膜应用卷膜轮集膜的效果较好;反之集膜箱较好.5.2.5动力分析根据收膜工艺以及个部件的相互关系，由此可配备约翰的尔-天拖610A型拖拉机或铁牛55，可采用一档慢速作业。由于本机采用的是自被动力，所以不需要拖拉机从动力输出轴输出动力。在地轮的带动下，通过链传动以及相应的齿轮啮合，可达到预期的效果。5.2.6得出方案由上述分析可以得出本课题的最佳方案即：部件名称划膜部件捡膜部件脱卸膜部件集膜部件1曲面圆盘刀弧形弹齿式输送带式集膜箱整机整体构造如下图所示
37、：捡膜机构go行走轮集膜箱输送带破膜器牵引架地表残膜回收机整机图六 设计的主要参数61破膜部件破膜部件主要是参照圆犁刀的形式，其作用是将地膜切开，保证后续部件能够完全将地膜收回。此部件在整机中所起的作用是：第一起支撑作用，本机所采用的是牵引式挂接方式。整体是由破膜部件和地轮进行支撑。第二起破膜仿形作用，棉田不可能到处都是平坦的，总有高低起伏，在这种情况下就需要仿形机构，此破膜机构在挂接杆的中部设置了弹簧，在挂接处还设了定位孔。这样以来就很好地解决了仿形和限深的问题。主要参数如下：总体长度： 831.9mm入土圆盘直径： 260mm极限入土深度： 110mm 其部件图如下：弹簧限位孔破膜圆盘62
38、捡膜部件6.2.1圆弧形弹齿滚筒机构的构造及工作原理圆弧形弹齿滚动机构主要由外部固定圆筒、偏心式滚筒、心轴、圆弧形弹齿构成。其结构如下图：工作时, 滚筒由驱动轮经齿轮机构驱动, 绕着机架固联的心轴转动,圆弧弹齿在滚筒的带动下旋转, 由于存在偏心距OO , 运动时, 弹齿相对滚筒表面伸出、缩回。圆弧弹齿伸出, 用于捡膜; 弹齿缩回, 用于脱膜。由于偏心距的存在, 使圆弧弹齿弹齿位于筒内的区域增大, 便于脱膜及集膜机构的配置。6.2.2齿间距的选定及实际配齿法捡膜效果的优劣除与弹齿形状有关外, 还与弹齿间距大小密切相关, 齿间距过小, 捡膜率高, 但却易捡拾大土块, 给后续分离造成困难; 齿间距过
39、大,却易漏捡小块残膜, 降低捡拾率。为了解决这一矛盾, 机构采用了错位配齿法, 在此配齿法中, 行内齿间距为b (7 cm ) , 相邻行齿位相错b/2, 这样, 齿对膜的作用间距将是实际齿间距的一半, 缓解了上述矛盾。偏心滚筒圆弧弹齿固定滚筒 圆弧弹齿配置图主要技术参数：固定滚筒直径： 1120mm偏心滚筒直径： 900mm固定滚筒宽度： 514.8mm偏心滚筒宽度： 432.9mm偏心距： 100mm6.2.3 结论1) 圆弧形弹齿捡膜时, 弹齿对残膜的作用力, 可使残膜沿弹齿上升, 并不产生将使残膜压入土中之力, 捡膜性能良好。在配有破膜器的条件下, 残膜回收率可达100%。2) 利用偏
40、心滚筒, 可使弹齿在一定区域内不伸出滚筒。脱膜能力强, 且集膜机构容易配置。3) 利用错位配齿法, 可避免捡收较大土块和漏捡较小残膜。4) 弹齿与滚筒的孔眼不接触, 便于对孔眼实行密封, 防止灰尘、杂物进入滚筒内, 减小了滚筒内运动副的摩损, 延长了机构的工作寿命。6.3脱卸膜部件6.3.1脱卸膜部件采用方式脱卸膜部件采输送带, 输送带的设计方案是由设备情况和拟输送物料的性能、形态以及环境条件决定的。良好的设计既能保证输送带的使用性能,延长使用寿命,又能降低制造成本。在设计前应当先了解被输送物料的类型、质量和形态以及装料落差、输送量、流动形态(质量的、体积的) 以及输送路线和距离作为设计的基本
41、参考点。设计内容大致有:结构、强度和安全因数、带宽和构形、覆盖胶以及横向增强。首先是结构,织物芯输送带依织物的构造不同可分单层式、双层夹芯或3 层夹芯式、多层式和整芯式。夹芯式输送带中间夹胶厚度为115 mm 左右,夹芯可以改善输送带的缓冲性能,调节横向刚性;多层带受自身结的影响,存在较多缺点,现已被限制在4 层以内;与多层带相比,整芯带使用中进入带辊时的拉力与伸长更易达到平衡,有承受瞬间巨大冲击的能力,机械接头强度也高。由上表可选类别为通用型,级别代号为Q的输送带,因为残膜回收机回收的是质量比较轻的残膜,所以选用这一型号。6.3.2滚筒直径的选取滚筒直径根据工作张力按(1)式计算:D =2T
42、B PfPd(1)式中: D 滚筒直径, cm;T在滚筒上的胶带工作张力,应不大于胶带的许用张力;B 胶带宽度, cm;Pf 在滚筒上的胶带表面比压力, kg/ cm2 ;P钢丝绳的间距, cm;d钢丝绳的直径, cm。选取滚筒时必须考虑以下几个因素:1要限制胶带表面比压力。若表面比压力过大,钢丝绳芯运输带就会沿钢丝绳间出现凹凸,促进钢丝绳周围橡胶蠕动和变形疲劳,使钢丝绳与橡胶的粘着力降低,而且会使覆盖胶局部磨损。因此,表面比压力Pf 以10 kg/ cm2 为宜。2胶带内钢丝绳所受弯曲应力要小。胶带内钢丝绳在绕过滚筒时要经受反复弯曲,促使钢丝绳产生疲劳。为了减少钢丝绳的疲劳,以D/ d 15
43、0为宜。3限制覆盖胶变形量。只有当覆盖胶较厚时才考虑这一点。为了避免覆盖胶弯曲疲劳,要使其变形量 6 % ,滚筒直径按(2)式计算:D = 35K ( d2+) (2)式中: K包角影响系数。当包角90时, K = 1; 90时, K 0. 8;上覆盖胶厚度, cm。GX系列推荐的驱动滚筒直径见表1。表1GX系列推荐的驱动滚筒直径D mmGX650-12501600-200025003000-35004000d4.56.758.19.1810.3D80010001250140016006.3.3安全系数安全系数分为静载安全系数(N1 )和动载安全系数(N2 ) ,设计胶带时一般用N1 , 选好
44、胶带后再验算N2。GX =Tm N1B (3)N2 =GX B EffTm + Ts + Tb (4)式中: Tm 在负荷运转中胶带承受的最大强度, kg;Ts 起动及停转时的过负荷张力, kg;其值应1，挑膜弹齿在挑膜区域内相对垄面有相对运动，在相对运动作用下，残膜与垄面形成楔形空间，有利于土壤与残膜的分离。经过计算可的小齿轮转速为N1=56.8 r/min 大齿轮转速为 N2=47.33r/min。1选定齿轮类型 精度等级 材料及齿数 ：采用七级精度2材料选择：由表10-1选择小齿轮材料40GR 调质处理 硬度 220240HBS 大齿轮材料为45号钢 调质处理后硬度 240HBS 二者材料硬度差40HBS。3 I=N1/N2=56.8/47.33=1.2
