摘要：针对残膜回收机存在的拾净率低、含杂率高等问题,该研究设计了一种双滚筒式残膜回收机,适用于秋收后地表残膜回收,采用机械拾膜、气力与机械协同脱膜方式完成作业过程。对捡膜和脱膜过程进行动力学分析,确定捡膜装置和脱膜装置的关键结构参数以及工作参数范围,根据滚轮中心运动轨迹设计并优化正反向凸轮轨道,得到凸轮结构参数,获得捡膜装置不漏捡的条件。运用气流特性分析软件模拟脱膜装置内部流场,分析得出气流运动形成的“O”形旋流利于残膜与杂质的分离。以机具前进速度、捡膜滚筒转速和脱膜滚筒转速为试验因素,残膜拾净率及回收混合物含杂率为试验指标,进行单因素试验,得到响应面试验水平的较优区间,并进行响应面试验,得出较优工作参数为机具前进速度6.72 km/h,捡膜滚筒转速56.70 r/min,脱膜滚筒转速569.78 r/min。田间试验结果表明,机具前进速度6.7 km/h、捡膜滚筒转速57 r/min、脱膜滚筒转速570 r/min时,平均残膜拾净率为86.1%,平均回收混合物含杂率为39.2%;相较于已有回收机的残膜拾净率(85.03%)提高了1.07个百分点,各项指标满足收后地表残膜回收要求。

摘要：针对棉田耕作层内残膜力学性能差及膜土分离困难,残膜拾净率低和回收的残膜含土量高等问题,该研究对卷辊式残膜回收部件进行优化。在分析起膜捡膜工作过程和建立卷辊弹齿与膜土团聚体之间动力学关系的基础上,采用有限元法(finite element method,FEM)和光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)耦合算法,建立卷辊弹齿-膜土团聚体接触计算模型,探究卷辊弹齿与膜土团聚体之间相互作用机理,分析卷辊弹齿接触膜土团聚体后残膜受力程度和土壤扰动程度的变化规律。以卷辊回转半径、弹齿直径、弹齿顶端折弯角为试验因素,以残膜平均峰值应力及土壤最大应变为指标开展仿真试验,分析各因素对指标的影响规律并对卷辊弹齿结构参数进行优化,获得卷辊弹齿最优结构参数为:卷辊回转半径100 mm、弹齿直径5 mm、弹齿顶端折弯角42°,此时残膜平均峰值应力为0.1201 MPa,土壤最大应变为3.7584。为了验证优化后卷辊弹齿的捡拾作业性能,以拾净率和含土率为试验指标进行田间试验,结果表明:机具拾净率为80.34%,含土率为37.13%,与初代研制的样机相比拾净率提升了8.74个百分点,含土率下降了12.18个百分点,机具作业性能明显提升且试验指标达到设计要求。本文建立的有限元模型可为残膜回收机关键部件的结构优化提供参考。

摘要：针对现有打捆型残膜回收机存在打捆机结构复杂、卸膜位置不确定、频繁卸膜影响作业效率、回收残膜含杂率高和回收残膜不彻底等问题,本文设计了一种残膜回收打捆装箱与秸秆粉碎联合作业机,用于棉花收获后残膜回收作业,实现残膜回收、膜捆装箱、地头定点卸膜和秸秆粉碎还田。本文介绍残膜回收打捆装箱与秸秆粉碎联合作业机的结构组成、工作过程、主要技术参数、技术特点以及田间试验情况。田间试验结果表明,表层残膜回收率86.5%、割茬高度73mm、秸秆粉碎长度合格率96%,该联合作业机的主要技术指标符合设计要求和国家标准。

摘要：针对当前棉田机械化残膜回收存在对地面不平度适应性差、残膜回收率低、回收的残膜含杂量大等问题,该研究设计了一种夹指链式棉田残膜回收秸秆粉碎还田一体机,可一次完成秸秆粉碎还田、残膜回收和清杂打包作业。对现有夹指链式收膜装置结构和参数进行改进,设计了圆盘脱膜装置和倾斜带式清杂喂入装置。通过力学分析确定脱膜装置和清杂喂入装置的结构尺寸和布置方式。在7 km/h的作业速度下进行性能试验。起膜率试验结果表明,平均起膜率相对于改进前提升了2.52百分点。脱膜率试验结果表明,脱膜圆盘转速为189.47 r/min时脱膜率最高,为99.79%。残膜回收率与残膜含杂率试验结果表明,影响残膜回收率的因素主要为夹指链线速度比、清杂带工作长度、清杂带倾角;影响残膜含杂率的因素主要为清杂带倾角、清杂带工作长度、夹指链线速度比。对工作参数进行优化并得到最优组合为:夹指链线速度比0.8、清杂带倾角50°、清杂带工作长度608 mm。在最优参数下进行田间试验,得到残膜回收率为92.85%,残膜含杂率为26.05%,各项评价指标达到设计要求。

摘要：为提高新疆棉田残膜回收机械化水平,解决机具残膜回收率低、含杂率高等问题,研究设计一种秸秆还田残膜回收一体机。根据新疆棉花的种植模式和田间作业要求对整机的关键零部件进行设计,确定了甩刀型粉碎刀、绞龙转速为1500 r·min^(-1)、捡膜滚筒回转半径为245 mm、脱模板回转半径为278.5 mm等零部件参数。选取机具行进速度、捡膜齿入土深度、输出轴转速为影响因素,以残膜回收率、含杂率为试验指标,设计三因素三水平正交试验并进行测试,确定了最优参数组合:机具前进速度7 km·h^(-1)、捡膜齿入土深度25 mm,输出轴转速760 r·min^(-1)。根据最优参数进行试验验证,结果表明:在最优参数组合下,残膜回收率的均值为85.03%,含杂率的均值为15.88%,其与理论值对比误差均小于3%,模型可靠。该研究成果可以满足残膜回收机田间作业要求。

摘要：针对残膜回收机回收后的残膜含杂率高难以利用的问题,改进设计一种兼具膜杂分离和残膜收集功能的集膜装置。对残膜与杂质在气流场中的运动规律进行分析,探明物料运动轨迹的影响因素。以离心风机转速、隔板到输膜入口距离、隔板高度为试验因素,以含杂率为试验指标进行田间试验,结果表明各因素对含杂率的影响由大到小为:隔板距离、离心风机转速、隔板高度。利用Design-Expert软件响应曲面图,进行综合影响效应分析,得出离心风机转速1974 r/min,隔板距离767 mm,隔板高度723 mm,在此参数条件下含杂率为6.97%。研究结果可为残膜回收设备研发提供依据。

摘要：针对目前残膜回收机具存在的拾净率低和含杂率高等问题,设计了一种垂直双排链式残膜回收机。阐述了整体结构和工作原理,对输送装置的关键结构及参数进行分析,开展了垂直双排链作业过程中输膜和卸膜过程的运动学和动力学研究,通过理论计算确定了主要工作部件的作业参数,获得了影响残膜回收性能的关键因素;以输送链转速、卸膜链转速和输送链转运角为试验因素,以残膜拾净率及含杂率为试验指标进行响应面试验。结果表明:影响残膜回收性能的最佳工作参数为输送链转速86.08 r·min^(-1)、卸膜链转速128.97 r·min^(-1)、输送链转运角91.92°,最优参数组合下残膜拾净率为86.3%,含杂率为36.57%。在最优参数组合下进行田间验证试验,得到最优参数组合下的残膜拾净率为86.7%,含杂率为35.9%,满足行业要求。

摘要：针对滚扎式残膜回收机边膜回收率低的问题,设计了一种边膜卷膜机构,通过运动分析确定了卷膜机构的主要结构参数。为了验证卷膜机构的可靠性与作业效果,以机具前进速度、钉齿入土深度及拾膜机构与卸膜机构的传动比为试验因素,卷边膜率、拾膜率和缠绕率为指标,进行了正交试验。试验结果表明:影响卷边膜率和拾膜率的主次因素为机具前进速度、钉齿入土深度、拾膜机构与卸膜机构的传动比,影响缠绕率的主次因素为拾膜机构与卸膜机构的传动比、钉齿入土深度、机具前进速度;较优作业参数组合为机具前进速度3.6km/h,钉齿入土深度60mm,拾膜机构与卸膜机构传动比1∶4。研究结果可为研制新型残膜捡拾机构提供参考。

摘要：针对西北黄土高原旱区地膜全域覆盖、种行覆土垄播马铃薯机械化收获易堵塞、分离效果差、可靠性低、残膜污染等问题,设计了残膜回收型全膜覆土垄播马铃薯挖掘机,一次性完成排堵挖掘、薯土分离、薯膜分离、集薯铺条、膜秧分离和残膜回收等工序。通过理论分析和数值仿真,对仿生挖掘装置、曲柄摇杆防堵机构、薯土分离装置、薯膜分离装置、膜秧分离及残膜回收装置等关键部件进行解析和结构优化,确定了性能参数。田间试验表明:明薯率为97.4%,伤薯率为1.3%,破皮率为1.8%,残膜回收率为87.5%,生产率为0.17 hm^2/h,各项指标均满足国家及行业标准要求。

摘要：搂膜作业是新疆目前残膜回收的主要工作方式,在残膜回收机回收工作过程中,因棉地环境复杂,现有残膜回收机整体仿形搂膜效果差,使得搂膜弹齿无法对起伏程度不同的棉地同时进行单组仿形搂膜,造成残膜回收率低等问题,针对此问题,该文提出了一种单组仿形搂膜机构。通过对该机构进行理论设计,利用搭建的土槽台架试验装置,以弹齿数量、试验车速度、弹齿直径为影响因素,搂膜率为评价指标,进行了二次旋转正交组合试验。通过Design-Expert 8.0.6数据分析软件,建立各影响因素与指标的数学回归模型,分析了显著因素与评价指标之间的关系,优化试验参数,确定最优参数组合:弹齿数量5个,弹齿直径12 mm,试验车速度1.85 m/s。根据该试验参数组合,进行台架试验验证,结果表明:优化参数组合下的搂膜率>88.5%,优化预测模型可靠。通过在新疆昌吉五家渠共青团农场对站立棉秸秆的田间进行搂膜试验,表明该搂膜机构能够满足残膜回收的技术要求,为单组仿形搂膜机具的设计提供了参考依据。