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石河子大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告 課題名稱： 地表殘膜回收機(jī)的設(shè)計與研究 學(xué)生姓名： 張 迅 學(xué) 號： 2002071034 學(xué) 院： 機(jī)械電氣工程學(xué)院 專業(yè)、年級：農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化02級2班 指導(dǎo)教師： 胡斌 職 稱： 副教授 畢業(yè)論文(設(shè)計)起止時間：2006年3月------2006年6月 一 本課題的來源 地膜覆蓋種植技術(shù)是一項(xiàng)大幅度提高作物單產(chǎn)的切實(shí)可行的新技術(shù)，在國內(nèi)外均有廣泛的應(yīng)用。歐、美、日等發(fā)達(dá)國家從50年代就開始逐步將鋪膜技術(shù)應(yīng)用與蔬菜及經(jīng)濟(jì)類作物。日本的地膜覆蓋種植技術(shù)研究早，普及快，應(yīng)用作為種類多，栽培水平高，增產(chǎn)增收，效果顯著。美、德、法等國在地膜覆蓋種植技術(shù)的研究及新型覆蓋材料開發(fā)方面也做了大量工作，如對材料的開發(fā)研究了改變地面覆蓋小氣候和土壤條件的農(nóng)田保苗覆蓋膜，并開發(fā)了假如殺菌劑的防病殺菌膜和由遇水分解的纖維素治療組成的多孔性薄膜片及光解地膜等。 我國從70 年代開始將地膜覆蓋技術(shù)應(yīng)用與蔬菜生產(chǎn)，80 難道可是應(yīng)用與棉花、花生等經(jīng)濟(jì)作物。由于地膜覆蓋技術(shù)增加了有效積溫，相對延長了作物的生育期，可以廣泛被中晚熟品種采用，使品質(zhì)和產(chǎn)量大幅度提高。同時，可以使各種作物的適作區(qū)向北推移、擴(kuò)大，更有效地利用國土資源，而且地膜覆蓋的保墑效果，使作物根系深扎，從而有效地抗旱，對于有效利用水資源、發(fā)展旱地農(nóng)業(yè)有著重要的意義。所以目前我國新疆、山東、山西、內(nèi)蒙古、黑龍江、陜西、甘肅等寒冷、干旱和半干旱地區(qū)將這一技術(shù)廣泛應(yīng)用到棉花、花生、甜菜等經(jīng)濟(jì)作物及蔬菜和瓜果，而且已經(jīng)推廣到玉米、小麥等糧食作物的栽培上。據(jù)調(diào)查，采用鋪膜種植后玉米單產(chǎn)可以提高30%－80%,棉花可以提高30%－70%.解決了寒冷、干旱、半干旱地區(qū)作物增產(chǎn)困難的問題.初步預(yù)測到2010年全國覆膜種植面積將達(dá)到1000萬公頃. 然而采用地膜覆蓋種植在帶來增產(chǎn)、增收的同時如果不能將田間的殘膜及時回收,不僅會導(dǎo)致環(huán)境污染,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身也將構(gòu)成嚴(yán)重危害.從的來講廢膜殘留造成的影響有以下幾個方面:1) 對農(nóng)田周圍環(huán)境的污染.如,殘膜被風(fēng)吹散后掛附在樹枝、電桿上;飄落到地頭、路旁、渠道等對周圍環(huán)境構(gòu)成污染.2)嚴(yán)重影響機(jī)械作業(yè).據(jù)調(diào)查,廢膜主要在農(nóng)田的0－20厘米的淺耕層內(nèi),約占從殘留量的80%.殘留廢膜易纏繞犁鏵、耙齒,嚴(yán)重影響整地質(zhì)量,大量殘膜還易堵塞播種機(jī),造成播種不均勻.3)影響作物生長發(fā)育,降低作物產(chǎn)量.殘膜進(jìn)入土壤后,影響土壤的通透性,當(dāng)種子播在留有殘膜的土壤上,因?yàn)槲詹坏金B(yǎng)分和水分,導(dǎo)致作物大量減產(chǎn).據(jù)測算每公頃土地上殘膜達(dá)到60千克時,玉米減產(chǎn)11%-23%,小麥減產(chǎn)9%-16%,大豆減產(chǎn)5.6%-9%,蔬菜減產(chǎn)14%-59%.連續(xù)使用地膜15年后，耕地將顆粒無收.4)牲蓄誤食引起病害或死亡.混夾在秸稈中的殘膜給飼料加工帶來極大的不便,不僅影響了飼料的品質(zhì),而且家禽食用了含有殘膜的葉子和秸稈后會一起腸道疾病,嚴(yán)重時會造成死亡.可見,田間殘膜不及時回收,造成的危害嚴(yán)重,為了保護(hù)土地資源、凈化環(huán)境、防止耕地生產(chǎn)力下降,地膜回收已經(jīng)成為當(dāng)前必須解決的一項(xiàng)重要問題. 二 本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 殘膜回收處理問題是世界各國面臨的一個棘手的問題,日本對廢舊農(nóng)膜的回收處理情況相對好一些.因?yàn)樵谌毡靖采w地膜的土壤主要是火山灰土,土質(zhì)疏松,便于揭膜,而且地膜強(qiáng)度大,覆蓋期相對較短(1.5-3個月),清除時可以保持較大片塊,用地膜縫合機(jī)縫合所鋪地膜,不用土壓地膜，也利于收膜.以色列是研究殘膜回收機(jī)起步較早的國家之一,主要用收卷機(jī)回收殘膜,效果較好.因?yàn)樵搰玫啬ぽ^厚(15um),強(qiáng)度高,而且對于大田作物鋪膜主要是幫助種子發(fā)芽出苗期的保墑保溫,作物出苗后即開始收膜,地膜在田間停留的時間短,有足夠的強(qiáng)度保證收膜時不會破碎,易于整膜回收再利用.而歐美國家為防止殘膜造成的危害,一方面推廣使用高強(qiáng)度、耐老化的地膜以便回收,另一方面研究開發(fā)研制新型地膜,如可降解地膜,使殘膜經(jīng)過一定時期自動分解成無害物質(zhì)混入土壤,但是其價格偏高. 在我國殘膜污染問題相對嚴(yán)重,一方面由于低成本地膜偏薄(有的厚度為5um)強(qiáng)度差,另一方面由于我國嚴(yán)寒干旱半干旱地區(qū)較多,多數(shù)地區(qū)是在作物收獲后回收殘膜,地膜在田間停留的時間較長,易破碎,而且我國殘膜回收是人工撿拾,勞動強(qiáng)度大,費(fèi)工時，而且回收率低,撿拾不凈.機(jī)械回收可以克服人工撿拾的不足,目前我國各地根據(jù)自己的情況研制地膜回收機(jī),主要有傾斜齒式、彈齒式、伸縮扒齒式及圓弧形彈齒式等. 但是從總體上看殘膜回收機(jī)具的推廣應(yīng)用不盡人意,究其原因，首先殘膜回收是一項(xiàng)社會效益大而且短期經(jīng)濟(jì)效益不明顯的工作.此外有些殘膜回收機(jī)具存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差或調(diào)整使用不方便等內(nèi)在缺陷.而且現(xiàn)在的殘膜回收機(jī)都是用于苗期或秋后地表殘膜回收，其回收率低嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，應(yīng)此急需一種回收率較高的回收機(jī)械。 三 綜上所述殘膜回收技術(shù)應(yīng)用存在的問題 3.1 頭水前揭膜 ① 優(yōu)點(diǎn):地膜還未完全老化,地表上的地膜還比較完整,如果揭膜時間安排在早晚,地膜的韌性好,易于揭起,拾凈效果交好,可以達(dá)到地表殘留量的85%.在灌頭水前將地膜收回,增強(qiáng)了土壤的透氣,透水性能,有利于棉苗生長和根系發(fā)育,并為施肥,開溝,灌水創(chuàng)造了良好的條件. ② 缺點(diǎn):只能撿當(dāng)年地膜,兩邊被土壓著的部分收不起來,有的地區(qū),鋪設(shè)滴灌管,不易在頭水前揭膜;揭膜后不易保墑,保溫和滅草;由于春天氣候多變,前期溫度低,低溫起來后需盡快澆水,由于作業(yè)周期太短來不及揭膜;機(jī)械揭膜苗的高度不宜超過30cm,傷苗率要在5%以下,對機(jī)手操作水平要求較高. 3.2 收獲后殘膜回收 ① 優(yōu)點(diǎn):可以撿拾80cm土層中的殘膜,且可撿拾多年來殘留在土壤中的大片地膜. ② 缺點(diǎn):a)由于土壤較硬,而地膜已變成碎片即變成條狀,由于地膜變脆,很難撿拾.對于細(xì)碎的殘膜機(jī)收更是無能為力.b)棉花收獲后很快進(jìn)入冬季,在這短暫的時間里要打稈,犁地,收膜時間很短,人多都來不及收膜. 3.3 春播前拾膜 春播前土壤已經(jīng)過深耕和碎土等作業(yè),地膜成碎片,為了保證播種質(zhì)量,必須要在春播前撿拾地膜.人工拾膜僅能拾出表面殘膜,機(jī)收的拾凈率不高,同樣存在時間來不及的問題. 四 新疆建設(shè)兵團(tuán)棉花種植情況存在的問題 由上述可知新疆建設(shè)兵團(tuán)棉花種植模式是寬膜覆蓋膜下滴灌的形式.這樣以來頭水前揭膜這種方式已被否定.而且這幾年新疆建設(shè)兵團(tuán)在棉花收獲上開始使用機(jī)采棉.并且應(yīng)用越來越廣泛.機(jī)采棉雖然使勞動生產(chǎn)率大幅度提高,但是也給棉花的質(zhì)量帶來影響.其中影響最嚴(yán)重的是棉花中帶有碎的地膜.這樣以來就要求在棉花采摘之前把地膜收掉.并且棉花損傷率要小.由于寬膜棉膜下滴灌使得地膜的性質(zhì)基本上保持不變.那么機(jī)械回收殘膜將變成可能.我想可不可以在棉花最后一水過后進(jìn)行殘膜回收呢？如果可以，這樣就大大提高了機(jī)器的使用效率。以下就是我的設(shè)計方案。 為了使殘膜在田間的殘留量盡量減少，對地表殘膜回收機(jī)具的研究是保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。本課題就是對耕層殘膜回收機(jī)理及作業(yè)機(jī)具進(jìn)行研究設(shè)計。 不論是地表殘膜回收機(jī)，還是耕層殘膜回收機(jī)，在其進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)該考慮以下幾個問題： 1） 膜與莖稈、葉片、雜草混雜及裹土問題。如果能將地膜與雜草分開，則純凈的地膜可以回收再利用，從而提高經(jīng)濟(jì)效益，切減輕機(jī)器的負(fù)荷，提高集膜箱的有效容積。如果無法分離、拋棄，則造成2次污染。 2） 纏繞問題。無論是卷膜輪還是挑膜齒挑起送入集膜箱，由于運(yùn)動部件的作用，膜的粘附幾靜電的作用都會引起纏繞，從而影響了機(jī)具的連續(xù)作業(yè)，嚴(yán)重時甚至還會損壞機(jī)具。設(shè)計時應(yīng)該盡量使部件表面光滑，同時應(yīng)該在易發(fā)生纏繞的地方放置刮刀和卸膜機(jī)構(gòu)，以便及時刮斷纏繞的膜并將收起的殘膜卸掉送如集膜箱。 3） 農(nóng)膜質(zhì)量及規(guī)格對殘膜的影響。我國目前的地膜非常?。?.006—0.008mm）抗拉強(qiáng)度不高，不利于回收。 4） 應(yīng)設(shè)計殘膜回收整地復(fù)合作業(yè)機(jī)。即機(jī)具在收膜的同時進(jìn)行整地，這樣可以降低作業(yè)成本，減少機(jī)具的進(jìn)地次數(shù)，大大的提高殘膜回收的經(jīng)濟(jì)效益，便于殘膜回收機(jī)的普及和推廣。 5） 殘膜回收機(jī)的技術(shù)要求。根據(jù)田間作業(yè)實(shí)驗(yàn)和目前國內(nèi)現(xiàn)有的情況，殘膜收凈率應(yīng)在85%以上為宜。 針對以上問題，課題內(nèi)容為： 1 地表殘膜回收機(jī)研究的現(xiàn)狀及趨勢的調(diào)研； 2 殘膜地表回收機(jī)總體設(shè)計； 3 地表殘膜回收機(jī)零部件設(shè)計； 4 有關(guān)設(shè)計、分析、計算、說明。 地表殘膜回收是在作物收獲前灌溉最后一水時進(jìn)行殘膜的回收，其收膜工藝是：破膜、撿膜、脫膜和集膜。其中撿膜、脫膜部件是影響收膜效果的核心機(jī)構(gòu)。 在目前國內(nèi)的研究情況下，本課題設(shè)計在弧型彈齒撿膜滾筒上配套一脫膜和集膜裝置來進(jìn)行地表殘膜回收。 四 本課題所必須的工作條件 １．農(nóng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室、學(xué)校工廠 ２．可上網(wǎng)的計算機(jī)一臺 ３．制圖軟件 ４．相關(guān)資料及圖紙 五 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃 擬定的工作進(jìn)度（以周為單位） 第一周：熟悉畢業(yè)設(shè)計任務(wù),查閱有關(guān)資料,完成開題報告. 第二周：校內(nèi)外調(diào)研,對查閱調(diào)研、資料分析總結(jié),完成文獻(xiàn)綜述 第三周：方案設(shè)計,提出兩種以上方案,討論分析,確定最佳方案 第四周：總體設(shè)計,先設(shè)計草圖,再進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計. 第五周：回收機(jī)理研究. 第六周：繪制總裝圖 第七周：部件方案設(shè)計,畫出設(shè)計圖 第八周：主要部件設(shè)計分析 第九周：機(jī)架等零部件的設(shè)計 第十周：總裝圖改進(jìn),說明書撰寫 第十一周：設(shè)計說明書整理完善(從第三周可是穿插進(jìn)行說明書有關(guān)內(nèi)容撰寫) 第十二周：編寫答辯提綱，準(zhǔn)備答辯,打印圖紙,說明書,幻燈片制作. 六 主要參考文獻(xiàn) 1． 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)、園藝機(jī)械化 2. 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計手冊 3. 機(jī)械設(shè)計手冊 4. 機(jī)械制圖、公差配合等國家標(biāo)準(zhǔn) 5. <<新疆農(nóng)機(jī)化>>、<<中國農(nóng)業(yè)學(xué)報>>等有關(guān)期刊 指導(dǎo)教師審閱意見： 開題報告成績： 指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日 備注：