摘要：针对耕层残膜老化严重、力学性能差,残膜与土壤混合造成耕层残膜回收拾净率低、含土量高等问题,提出了一种旋耕起抛膜土混合物、弹齿顺向旋转捡膜、逆向旋转卸膜的主动回收方法。设计了卷辊式耕层残膜回收机的整体方案,实现了起膜、卷辊正转捡膜、反转卸膜、集膜的功能。对起膜装置、捡膜装置、正反转机构及卸膜装置等关键作业部件进行设计与参数计算,获得在弹齿机械力作用下,将混合物内的残膜有效钩、挑分离出来的临界条件。运用ANSYS和SPH(Smoothed particle hydrodynamics)耦合方法,构建弹齿捡拾残膜过程的数值模拟计算模型,获得捡膜过程中残膜所受的最大应力及变形,分析了弹齿捡拾残膜的有效性。样机验证试验表明,当起膜刀转速为213.75 r/min、捡拾滚筒转速为43.75 r/min、卷辊正转捡膜转速为131.27 r/min、卷辊反转卸膜转速为167.86 r/min、卸膜轮转速为43 r/min时,卷辊式耕层残膜回收机表层拾净率为82.6%,深层拾净率为71.1%,试验结果符合国家与行业标准的要求,能够从膜土混合物中有效回收耕层残膜。

摘要：为减少棉田多年覆膜种植方式下耕层土壤中的残膜存量,修复土壤结构,提出一种旋耕刀齿起膜、膜土抛送分离输送的耕层残膜回收方法,设计了旋耕刀齿起膜装置、输送筛分装置等关键部件;以膜土抛送过程不同落点建立分离模型,分析膜土分离运动过程。计算分析结果表明:当旋耕刀齿起膜装置抛送土块质点速度初始值为2.0 m/s,输送筛网倾角初始值为35°时,土块回落后掉入至田间的位移为1.24 m,即土块通过旋耕起膜抛送至输送筛网后,反向回落至输送带下端,碎土块经筛网过滤掉落至田间;而残膜抛送距离更短且密度较小,输送筛网可直接将残膜传送至回收箱内,从而实现膜土抛送分离。田间试验结果表明:样机作业速度增大,残膜回收率降低,含杂率则升高。当作业速度为5 km/h时,回收率为80.06%,作业效率0.725 hm2/h,含杂率25.47%,此时具有较好的残膜回收效果。全耕层残膜量由作业前的268.29 kg/hm^(2)降低至作业后的16.49 kg/hm^(2),每个样点的平均残膜片数由作业前的370片减少至作业后的90片。机具在0~200 mm耕层土壤中残膜回收效果明显,可用于新疆棉田耕层残膜回收。

摘要：针对新疆棉田耕层残膜与土壤及根茬混合粘结,造成耕层残膜回收拾净率低的问题,提出一种旋耕起抛膜土混合物,弹齿顺向旋转捡膜,逆向旋转卸膜的耕层残膜回收方法。对起膜装置关键作业部件进行设计与参数计算;开展起膜装置起抛性能试验,分析起膜装置对不同土层深度残膜的起抛性能;以机具前进速度和刀轴转速为试验因素,残膜起膜率与破碎度为评价指标,进行2因素3水平正交试验,运用Design-Expert 13.0软件对试验结果进行分析获得起膜装置的最佳工作参数组合,并进行田间验证试验。结果表明:基于滑切原理,起膜刀正切刃的磨刃角为25°,折弯角为73°,折弯半径为30 mm,侧切刃刀刃终点滑切角为58°;起膜装置对不同土层深度的残膜起抛高度不同,且能可靠地将其抛起到捡膜高度,对土层0~150 mm深度残膜的起膜率为92.3%;当机具前进速度为4.5 km/h、刀轴转速为213.75 r/min时,残膜起膜率为90.21%,残膜破碎度为6.03 mg/块,与理论优化值误差分别不超过1个百分点和1 mg/块。起膜装置对土层0~150 mm深度的残膜起膜效果明显,且破碎度在可进行机械化捡拾作业的范围内,满足作业要求。

摘要：为了解决耕层内多年来残留的地膜,研制成功了一种适用于新疆沙质土壤区耕层残膜收获作业的1QZ-3900型耕层残膜收获机。该机具利用了振动筛、刮板和尾筛组合工作原理,设计了一种土壤残膜混合物分离装置;振动筛在刮板的配合下,能够有效将混合物抛起并向后输运,同时耕层细碎土壤从筛孔落下;在刮板作用下,残膜、残茬和大块土坷垃,被输送至尾筛,经再一次筛分;残膜、残茬被输送至集杂箱,完成对耕层残膜残茬的清理。经检测,残膜回收率达89.1%,清理过的农田,地表土壤细碎松软,达到设计及后续播种要求,并已通过鉴定。

摘要：地膜铺盖技术在棉田大面积推广实施过程中,虽提高棉花产量与农民经济效益,但棉花收获后棉田中的残膜不及时回收降解,将造成土壤环境污染、棉花减产等状况,这已成为危害棉花种植地最严重问题之一,为解决新疆南疆地区秋收后棉田残膜残留问题,设计一种翻土装置与捡膜装置相结合的耕层链耙式残膜回收机,该机主要由翻土装置、松土板和捡膜装置等部件组成。翻土装置将地表0~100 mm土壤翻出,翻出的土壤由松土板撞击松碎,捡膜装置中捡膜齿和刮膜齿将土壤中的残膜回收至集膜箱,最终完成残膜回收过程,该机各部件结构设计合理,符合农业机械设计原理。

摘要：针对土壤耕层多年沉积的残膜力学性能差、膜土分离困难、残膜碎片回收率低的问题,设计了一种链齿式残膜回收机。该机具主要工作部件有捡拾装置和膜土分离装置。机具的作业深度为0～150mm,捡拾装置完成起膜并对膜土进行输送,随后通过逆向膜土分离装置进行分离,最终把残膜运送至集膜箱。以捡拾装置角速度、膜土分离装置角速度、膜土分离装置角度为试验因素,以残膜回收率和含土率为响应值对链齿式残膜回收机进行三因素三水平的二次回归正交试验。通过试验得到了各因素的响应面模型,分析了各因素对作业效果的影响并对各因素进行了优化。结果表明,试验因素对残膜回收率的影响显著顺序为:膜土分离装置角度>捡拾装置角速度>膜土分离装置角速度;试验因素影响含土率的顺序为:膜土分离装置角度>膜土分离装置角速度>捡拾装置角速度;对优化结果进行试验验证得,捡拾装置角速度42 rad/s、膜土分离装置角速度57rad/s、膜土分离装置角度37°时,此时残膜回收率为81.12%,含土率为34.83%;且各个评价指标的试验值与模型优化值的相对误差均小于5%。该机具利用逆向膜土分离装置可以解决膜土分离困难、残膜碎片回收率低的问题,可为后续残膜回收机膜土分离装置机构的研究和优化提供参考。

摘要：由于钉齿式残膜捡拾机构是被动式的动力驱动,且钉齿的运动受滚筒等多个动参考系的影响,造成钉齿运动过程的理论计算难度大、分析依据不足等问题。通过开展钉齿式残膜捡拾机构工作原理和动力学的分析,应用ADAMS完成运动学分析,获得钉齿相对地面的运动轨迹、齿尖的位移、速度变化曲线,完成样机的试制和田间试验。通过分析,钉齿式残膜捡拾机以5 km/h的速度作业时,滚筒转速为50.04 r/min,大于滚筒的临界转速44.61 r/min,且钉齿相对地面的轨迹为余摆线;钉齿入土时合速度的方向与垂直方向夹角为18.1°,出土时合速度的方向和垂直方向基本重合,有利于钉齿的扎入土壤及顺利挑膜,满足设计要求;相邻钉齿齿尖上的标记点MARKER_76和MARKER_77在入土、出土时捡拾区长分别为51.44和50.08 mm,同水平位置相邻余摆线间的距离为59.4 mm,大于最大捡拾区长51.44 mm。田间试验表明,钉齿式残膜捡拾机构的拾净率达71.7%,缠膜率为1.52%,满足耕层残膜捡拾作业的性能要求。该研究可为优化作业参数、研发相关装备提供参考。