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石河子大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述
題目： 殘膜回收機(jī)的設(shè)計(jì)與研究
院 （系）： 機(jī)械電氣工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
學(xué) 號(hào)： 2002071034
姓 名： 張迅
指導(dǎo)教師： 胡斌
完成日期： 2006年4月1日
摘要：
地膜覆蓋種植技術(shù)可大幅度提高作物單產(chǎn)水平，因而得以大面積推廣使用，但用過(guò)的地膜不能及時(shí)回收，滯留在田間。對(duì)土壤及生態(tài)環(huán)境都造成了污染。從殘膜不能及時(shí)回收的原因分析入手，結(jié)合各地條件闡述了不同類(lèi)型的殘膜回收機(jī)的特性和使用狀況，并提出了解決這一問(wèn)題的措施和建議。
地膜覆蓋技術(shù)能夠改良和提高莊稼的出苗率，但是在莊稼收獲以后要回收殘留在土壤中的地膜，及時(shí)回收,以至于不污染土壤和浪費(fèi)塑料資源。從某個(gè)角度分析塑料資源由于污染而浪費(fèi)過(guò)多，塑料產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域不呢感對(duì)殘膜回收和利用。為了減少塑料的污染要?dú)埬ね耆幕厥仗幚碓诶谩?
關(guān)鍵詞：殘膜; 白色污染; 殘膜回收機(jī); 收膜工藝; 收膜機(jī)構(gòu).
一、選擇研究課題的來(lái)源及目的和意義.
地膜覆蓋栽培技術(shù)自70年代末引入我國(guó)以來(lái)，這一農(nóng)業(yè)技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。由于地膜對(duì)于抗旱、保墑、提高地溫，確保增產(chǎn)增收起到了重要的作用，因此，深受廣大農(nóng)民的歡迎，已經(jīng)在我國(guó)的許多省區(qū)迅速推廣。新疆的地膜覆蓋種植已經(jīng)有10多年的歷史，尤其近十幾年，農(nóng)民大量種植經(jīng)濟(jì)作物棉花，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，形成了規(guī)模性的龍頭產(chǎn)品，種植面積越來(lái)越大。地膜的使用越來(lái)越來(lái)廣，但同時(shí)也造成了“白色污染”。由于殘膜得不到很好、及時(shí)地回收，隨著土壤中殘膜量的逐年增加，嚴(yán)重影響著農(nóng)作物的可持續(xù)發(fā)展。另外，由于使用都是無(wú)機(jī)地膜，殘膜積累在土壤中，致使農(nóng)業(yè)環(huán)境遭到嚴(yán)重的污染，破壞了農(nóng)田的生態(tài)環(huán)境，形成了阻隔層，影響了農(nóng)作物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收，影響種子發(fā)芽，出苗，造成爛種、爛芽，使幼苗黃瘦，甚至死亡，還影響農(nóng)機(jī)具的田間作業(yè)質(zhì)量，還會(huì)堵塞田間溝渠等，對(duì)給后繼的整地工作帶來(lái)了很大的影響。由于技術(shù)及國(guó)情的原因，可降解地膜短時(shí)期內(nèi)還可以在農(nóng)業(yè)中大面積推廣，而今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，農(nóng)業(yè)上仍然使用著大量的塑料地膜。因此殘膜回收已成為亟待解決的問(wèn)題。
二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)
1、殘膜回收是世界各國(guó)都面臨的一個(gè)棘手問(wèn)題。英國(guó)和前蘇聯(lián)采用懸掛式收膜機(jī)，工作時(shí)松土鏟將壓膜土耕松，然后將薄膜受卷到羊皮網(wǎng)或金屬玩上。收下的膜清洗干凈卷好備用。日本對(duì)于殘膜回收處理相對(duì)好一些，主要原因一是日本覆蓋地膜的土壤主要是火山灰土，土壤疏松易揭膜；二是地膜較厚、強(qiáng)度大，覆蓋期相對(duì)較短，清除時(shí)可保持較大片塊。從總體上來(lái)看歐美等國(guó)為解決殘膜造成的危害，一方面推廣使用高強(qiáng)度耐老化地膜；另一方面積極開(kāi)發(fā)研制新型地膜，如可降解地膜等，殘膜經(jīng)一定時(shí)期而自動(dòng)分解，形成無(wú)害物質(zhì)而混入土壤中。
2、國(guó)內(nèi)殘膜回收機(jī)具及技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
自地膜覆蓋技術(shù)使用后不久我國(guó)農(nóng)機(jī)科研人員就開(kāi)始進(jìn)行殘膜回收技術(shù)與機(jī)具的研究，經(jīng)過(guò)十幾年的努力我國(guó)已研制出20多種殘膜回收機(jī)，其中有幾種較為成功。但從總體上看殘膜回收機(jī)具的推廣應(yīng)用并不盡人意，究其原因首先殘膜回收是一項(xiàng)社會(huì)效益大而短期經(jīng)濟(jì)效益不明顯的工作。此外有些殘膜回收機(jī)具存在如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低或者調(diào)整使用不方便等內(nèi)在缺陷。
在研制殘膜回收機(jī)的同時(shí)，我國(guó)也研制出一些新型降解農(nóng)膜，如生物降解膜、光降解膜和霜降解膜等，但因其成本過(guò)高或其他原因均未大面積推廣使用。
三、 本課題的要求和可行性分析。
目前，國(guó)內(nèi)殘膜回收技術(shù)及機(jī)具按照農(nóng)藝要求和殘膜回收的時(shí)間分為：苗期殘膜回收機(jī)和收獲后殘膜回收機(jī)。苗期殘膜回收機(jī)不適應(yīng)于灌溉條件較差的棉區(qū)，近年來(lái)推廣的膜下滴灌技術(shù)，管道布置在地膜下面，為利于作物生長(zhǎng)時(shí)期保墑，減少水分蒸發(fā)，節(jié)約用水，也必須秋后收膜。作物收獲后，耕、整地或播種前，將田間的殘膜收起，或整地的同時(shí)將殘膜收起。秋后收膜有利于作物生長(zhǎng)后期保墑，減少水分蒸發(fā)，節(jié)約用水。秋后殘膜機(jī)械回收應(yīng)綜合考慮。根據(jù)新疆棉花種植模式和近年推廣的滴灌，考慮季節(jié)及其它因素的影響，開(kāi)發(fā)研制針對(duì)秋后收獲前的殘膜回收機(jī)是十分迫切的，根據(jù)我區(qū)目前的科技水平和經(jīng)濟(jì)條件，采用機(jī)械化清除殘膜也是比較現(xiàn)實(shí)的，同時(shí)考慮到提高機(jī)具的使用效率，降低作業(yè)成本，減少機(jī)具的下地次數(shù)，因此研制各種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的殘膜回收機(jī)具對(duì)于減少土地污染及保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
四、有關(guān)本課題的問(wèn)題及解決思路。
綜上所述，我們要解決的實(shí)際問(wèn)題就是如何利用已有的條件，找出影響的各種因素。并可以通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定在什么情況下，可以得到最佳的效果。殘膜回收機(jī)械已經(jīng)開(kāi)始廣泛的應(yīng)用，但是在殘膜回收機(jī)的研制方面也吸引了越來(lái)越多的研究者進(jìn)行這一領(lǐng)域的研究。使其得到了很好的發(fā)展和技術(shù)上的改進(jìn)，這就大大為我們提供了方便，與此同時(shí)也大大提高了效率。研究與提高這種方法已是一項(xiàng)不容推辭的任務(wù)了，時(shí)也要把相關(guān)的技術(shù)跟上去。才能滿足今后農(nóng)業(yè)的需求。
五、主要參考文獻(xiàn)
1、《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》（上、下冊(cè)） 北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)主編 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社
2、徐振渠、國(guó)內(nèi)殘膜回收機(jī)研究的現(xiàn)狀、農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2002，5 ：186—190
3、馮斌、王學(xué)農(nóng)等，殘膜回收技術(shù)與機(jī)具的發(fā)展、新疆農(nóng)機(jī)化，2003，4 ：56—57
4、中國(guó)棉花、棉花黃萎病逐年加重的原因與防治措施、1994，21 （7）6—7
指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn)：
文獻(xiàn)綜述成績(jī)：
指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日
備注：
石河子大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書(shū)
機(jī)械電氣工程 學(xué) 院 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 專(zhuān) 業(yè) 2002年級(jí)
課題名稱
地表殘膜回收機(jī)的研究與設(shè)計(jì)
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))起止時(shí)間
2006.3.20-6.10(共12 周)
指導(dǎo)教師
胡斌
職 稱
學(xué)生姓名
張迅
學(xué)號(hào)
02071034
任務(wù)下達(dá)日期
2006.3.25
課題內(nèi)容
1． 殘膜回收機(jī)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)調(diào)研報(bào)告（文獻(xiàn)綜述，項(xiàng)目必要性分析）；
2．殘膜回收機(jī)總體設(shè)計(jì)；
3．殘膜回收機(jī)機(jī)架、撿膜器、脫膜機(jī)構(gòu)、集膜箱等零部件設(shè)計(jì)；
4．設(shè)計(jì)分析、計(jì)算、說(shuō)明
課題任務(wù)的具體要求
1.在閱讀選題指南、任務(wù)書(shū)和分析、研究相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，完成開(kāi)題報(bào)告（3000字以上）；
2.廣泛查閱資料，到有關(guān)單位調(diào)研，形成3000-5000字調(diào)研報(bào)告（文獻(xiàn)綜述）；
3.用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，至少打出一張總裝圖；
4設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)有總體設(shè)計(jì)說(shuō)明、主要零部件設(shè)計(jì)說(shuō)明、材料選擇、典型零件設(shè)計(jì)計(jì)算
5.設(shè)計(jì)圖紙折合零號(hào)圖3張；圖紙應(yīng)能用于生產(chǎn)；
6.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1.5萬(wàn)字以上。
擬定的工作進(jìn)度（以周為單位）
第一周：熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱有關(guān)資料，完成開(kāi)題報(bào)告；
第二周：校內(nèi)外調(diào)研，對(duì)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(jì)，提出兩種以上方案，論證分析，確定最佳方案；
第四周：總體設(shè)計(jì)，先設(shè)計(jì)草圖，再進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)；
第五周：繪制總裝圖；
第六周：部件、要零件方案設(shè)計(jì)，畫(huà)出設(shè)計(jì)圖；
第七周：機(jī)架設(shè)計(jì)、撿膜器;
第八周: 脫膜機(jī)構(gòu)：、集膜箱設(shè)計(jì)；
第九周：部分零件設(shè)計(jì)；
第十周：總裝圖改進(jìn)、審核；
第十一周：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)整理完善（從第三周開(kāi)始穿插進(jìn)行說(shuō)明書(shū)有關(guān)內(nèi)容撰寫(xiě)）；
第十二周：答辯準(zhǔn)備：打印圖紙，說(shuō)明書(shū)，答辯提綱，幻燈片制作。
主要參考文獻(xiàn)
1．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)、園藝機(jī)械化、植保機(jī)械學(xué);
2．農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)；
3．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)
4．機(jī)械制圖、公差配合等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；
5．《新疆農(nóng)機(jī)化》等有關(guān)科技期刊。
任務(wù)下達(dá)人（簽字） 胡斌 日期： 2006年 3 月 25 日
任務(wù)接受人（簽字） 張迅 日期： 2006年 4 月 3 日
注：1．此任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師和接受任務(wù)的學(xué)生均應(yīng)簽字。
2．此任務(wù)書(shū)最遲必須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)始前一周下達(dá)給學(xué)生。
石河子大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告
課題名稱： 地表殘膜回收機(jī)的設(shè)計(jì)與研究
學(xué)生姓名： 張 迅
學(xué) 號(hào)： 2002071034
學(xué) 院： 機(jī)械電氣工程學(xué)院
專(zhuān)業(yè)、年級(jí)：農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化02級(jí)2班
指導(dǎo)教師： 胡斌
職 稱： 副教授
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))起止時(shí)間：2006年3月------2006年6月
一 本課題的來(lái)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(guó)內(nèi)外均有廣泛的應(yīng)用。歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家從50年代就開(kāi)始逐步將鋪膜技術(shù)應(yīng)用與蔬菜及經(jīng)濟(jì)類(lèi)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(lèi)多，栽培水平高，增產(chǎn)增收，效果顯著。美、德、法等國(guó)在地膜覆蓋種植技術(shù)的研究及新型覆蓋材料開(kāi)發(fā)方面也做了大量工作，如對(duì)材料的開(kāi)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(kāi)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(guó)從70 年代開(kāi)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(duì)延長(zhǎng)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(shí)，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(guó)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(duì)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(guó)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(wèn)題.初步預(yù)測(cè)到2010年全國(guó)覆膜種植面積將達(dá)到1000萬(wàn)公頃.
然而采用地膜覆蓋種植在帶來(lái)增產(chǎn)、增收的同時(shí)如果不能將田間的殘膜及時(shí)回收,不僅會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身也將構(gòu)成嚴(yán)重危害.從的來(lái)講廢膜殘留造成的影響有以下幾個(gè)方面:1) 對(duì)農(nóng)田周?chē)h(huán)境的污染.如,殘膜被風(fēng)吹散后掛附在樹(shù)枝、電桿上;飄落到地頭、路旁、渠道等對(duì)周?chē)h(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(zhǎng)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(cè)算每公頃土地上殘膜達(dá)到60千克時(shí),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(wú)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(lái)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(huì)一起腸道疾病,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成死亡.可見(jiàn),田間殘膜不及時(shí)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(wèn)題.
二 本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
殘膜回收處理問(wèn)題是世界各國(guó)面臨的一個(gè)棘手的問(wèn)題,日本對(duì)廢舊農(nóng)膜的回收處理情況相對(duì)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(duì)較短(1.5-3個(gè)月),清除時(shí)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(guó)家之一,主要用收卷機(jī)回收殘膜,效果較好.因?yàn)樵搰?guó)所用地膜較厚(15um),強(qiáng)度高,而且對(duì)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(kāi)始收膜,地膜在田間停留的時(shí)間短,有足夠的強(qiáng)度保證收膜時(shí)不會(huì)破碎,易于整膜回收再利用.而歐美國(guó)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(kāi)發(fā)研制新型地膜,如可降解地膜,使殘膜經(jīng)過(guò)一定時(shí)期自動(dòng)分解成無(wú)害物質(zhì)混入土壤,但是其價(jià)格偏高.
在我國(guó)殘膜污染問(wèn)題相對(duì)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(guó)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(shí)間較長(zhǎng),易破碎,而且我國(guó)殘膜回收是人工撿拾,勞動(dòng)強(qiáng)度大,費(fèi)工時(shí)，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(guó)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(huì)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(wèn)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(shí)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(zhǎng)和根系發(fā)育,并為施肥,開(kāi)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(lái),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(lái)后需盡快澆水,由于作業(yè)周期太短來(lái)不及揭膜;機(jī)械揭膜苗的高度不宜超過(guò)30cm,傷苗率要在5%以下,對(duì)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(lái)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(duì)于細(xì)碎的殘膜機(jī)收更是無(wú)能為力.b)棉花收獲后很快進(jìn)入冬季,在這短暫的時(shí)間里要打稈,犁地,收膜時(shí)間很短,人多都來(lái)不及收膜.
3.3 春播前拾膜
春播前土壤已經(jīng)過(guò)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(shí)間來(lái)不及的問(wèn)題.
四 新疆建設(shè)兵團(tuán)棉花種植情況存在的問(wèn)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(lái)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(kāi)始使用機(jī)采棉.并且應(yīng)用越來(lái)越廣泛.機(jī)采棉雖然使勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅度提高,但是也給棉花的質(zhì)量帶來(lái)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(lái)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(guò)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(jì)方案。
為了使殘膜在田間的殘留量盡量減少，對(duì)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(duì)耕層殘膜回收機(jī)理及作業(yè)機(jī)具進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。
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(jì)時(shí)應(yīng)該考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：
1） 膜與莖稈、葉片、雜草混雜及裹土問(wèn)題。如果能將地膜與雜草分開(kāi)，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(wú)法分離、拋棄，則造成2次污染。
2） 纏繞問(wèn)題。無(wú)論是卷膜輪還是挑膜齒挑起送入集膜箱，由于運(yùn)動(dòng)部件的作用，膜的粘附幾靜電的作用都會(huì)引起纏繞，從而影響了機(jī)具的連續(xù)作業(yè)，嚴(yán)重時(shí)甚至還會(huì)損壞機(jī)具。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡量使部件表面光滑，同時(shí)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(shí)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(duì)殘膜的影響。我國(guó)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(jì)殘膜回收整地復(fù)合作業(yè)機(jī)。即機(jī)具在收膜的同時(shí)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(guó)內(nèi)現(xiàn)有的情況，殘膜收凈率應(yīng)在85%以上為宜。
針對(duì)以上問(wèn)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(shì)的調(diào)研；
2 殘膜地表回收機(jī)總體設(shè)計(jì)；
3 地表殘膜回收機(jī)零部件設(shè)計(jì)；
4 有關(guān)設(shè)計(jì)、分析、計(jì)算、說(shuō)明。
地表殘膜回收是在作物收獲前灌溉最后一水時(shí)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(guó)內(nèi)的研究情況下，本課題設(shè)計(jì)在弧型彈齒撿膜滾筒上配套一脫膜和集膜裝置來(lái)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(jì)算機(jī)一臺(tái)
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(jì)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(jì)任務(wù),查閱有關(guān)資料,完成開(kāi)題報(bào)告.
第二周：校內(nèi)外調(diào)研,對(duì)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(jì),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(jì),先設(shè)計(jì)草圖,再進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì).
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(jì),畫(huà)出設(shè)計(jì)圖
第八周：主要部件設(shè)計(jì)分析
第九周：機(jī)架等零部件的設(shè)計(jì)
第十周：總裝圖改進(jìn),說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)
第十一周：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)整理完善(從第三周可是穿插進(jìn)行說(shuō)明書(shū)有關(guān)內(nèi)容撰寫(xiě))
第十二周：編寫(xiě)答辯提綱，準(zhǔn)備答辯,打印圖紙,說(shuō)明書(shū),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(jì)手冊(cè)
3. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)
4. 機(jī)械制圖、公差配合等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
5. <<新疆農(nóng)機(jī)化>>、<<中國(guó)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)>>等有關(guān)期刊
指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn)：
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指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日
備注：
地表殘膜回收機(jī)
摘 要
地膜覆蓋種植技術(shù)可大幅度提高作物單產(chǎn)水平，因而得以大面積推廣使用，但用過(guò)的地膜不能及時(shí)回收，滯留在田間。對(duì)土壤及生態(tài)環(huán)境都造成了污染。從殘膜不能及時(shí)回收的原因分析入手，結(jié)合各地條件闡述了不同類(lèi)型的殘膜回收機(jī)的特性和使用狀況，并提出了解決這一問(wèn)題的措施和建議。
地膜覆蓋技術(shù)能夠改良和提高莊稼的出苗率，但是在莊稼收獲以后要回收殘留在土壤中的地膜，及時(shí)回收,以至于不污染土壤和浪費(fèi)塑料資源。從某個(gè)角度分析塑料資源由于污染而浪費(fèi)過(guò)多，塑料產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域不呢感對(duì)殘膜回收和利用。為了減少塑料的污染要?dú)埬ね耆幕厥仗幚碓诶谩?
發(fā)展地表殘膜回收機(jī)械是治理殘膜污染的有效方法，殘膜的再生利用是保護(hù)環(huán)境，變廢為寶，防治殘膜污染的關(guān)鍵所在。
通過(guò)理論分析和田間試驗(yàn)，設(shè)計(jì)研制了一種使用于秋收前在最后一水后進(jìn)行的地表殘膜回收機(jī)。介紹這一機(jī)器的工作原理和有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。試驗(yàn)表明該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，動(dòng)力消耗少，適應(yīng)性廣。通過(guò)分析殘膜回收機(jī)的破膜器，撿拾機(jī)構(gòu)，輸送裝置，傳動(dòng)裝置，集膜裝置等主要工作部件，對(duì)殘膜回收機(jī)械總體的設(shè)計(jì)方案、主要參數(shù)選擇、工藝流程等進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
實(shí)踐證明，該機(jī)還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、通用性好等特點(diǎn)，
關(guān)鍵詞：白色污染 殘膜回收 農(nóng)用地膜 撿拾機(jī)構(gòu)
Abstract
Plastic film laying on crop is widely used in china,but most 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 .measurements 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 angle 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 membrane 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 parameters 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 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 reliable ,common ability characteristic such as being kind also .
Keywords: plastic film playing; used film; collection
一 前言
地膜覆蓋這一農(nóng)業(yè)技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用, 對(duì)于抗旱、保墑、提高地溫, 確保增產(chǎn)增收起到了重要作用。目前這一農(nóng)業(yè)技術(shù)已由經(jīng)濟(jì)作物推廣到大田作物, 并且種植面積逐年增加。地膜覆蓋技術(shù)確實(shí)為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益, 但持續(xù)使用地膜而殘膜回收得不到較好的解決, 又給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了難題, 即田間地膜覆蓋技術(shù)帶來(lái)增產(chǎn)的同時(shí)由殘存在土壤中的地膜造成了白色污染這一事實(shí); 并且隨著逐年累積在土壤中的殘膜量的增加,這一問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。因此解決殘膜回收的問(wèn)題從政府到農(nóng)戶己形成共識(shí)。目前, 人工回收殘膜勞動(dòng)強(qiáng)度大, 回收效率低, 農(nóng)民迫切需要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化回收殘膜的機(jī)具。然而由于在實(shí)現(xiàn)殘膜回收機(jī)械化方面存在的種種問(wèn)題，給收膜工作帶來(lái)了極大的難度。為了解決這一難題, 農(nóng)業(yè)部與國(guó)家科委確立了殘膜回收機(jī)具研究這一攻關(guān)課題并面向全國(guó)招標(biāo), 由此可以看出解決這一問(wèn)題的迫切性和重要性。因此，我在選擇了耕層殘膜回收機(jī)機(jī)理及機(jī)具的設(shè)計(jì)與研究的課題后在網(wǎng)上、圖書(shū)館、院資料室進(jìn)行搜集材料、閱讀，在仔細(xì)了解了有關(guān)此課題的大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)新疆獨(dú)特的地理環(huán)境、特殊的氣候條件決定設(shè)計(jì)出有地方特色的殘膜回收機(jī)具。為了做好此次設(shè)計(jì)，我先后去了石河子市農(nóng)機(jī)推廣站、銷(xiāo)售處、一四五團(tuán)八連、校工廠進(jìn)行實(shí)地參觀學(xué)習(xí)，在全面了解了我國(guó)目前殘膜回收發(fā)展現(xiàn)狀資料的基礎(chǔ)上，著重參考了耕整地、中耕機(jī)以及《IZSM-1型殘膜回收機(jī)》的結(jié)構(gòu)及原理，設(shè)計(jì)出此種殘膜回收機(jī)。
二 研究及設(shè)計(jì)此課程的目的及意義
2.1地膜覆蓋種植技術(shù)發(fā)展概況
地膜覆蓋栽培技術(shù)自70年代末引入我國(guó)以來(lái)，這一農(nóng)業(yè)技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。由于地膜對(duì)于抗旱、保墑、提高地溫，確保增產(chǎn)增收起到了重要的作用，因此，深受地膜覆蓋栽培技術(shù)自70年代末引入我國(guó)以來(lái)，這一農(nóng)業(yè)技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。廣大農(nóng)民的歡迎，已經(jīng)在我國(guó)的許多省區(qū)迅速推廣。新疆的地膜覆蓋種植已經(jīng)有10多年的歷史，尤其近十幾年，農(nóng)民大量種植經(jīng)濟(jì)作物棉花，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，形成了規(guī)模性的龍頭產(chǎn)品，種植面積越來(lái)越大。地膜的使用越來(lái)越來(lái)廣
2.2地膜覆蓋種植技術(shù)帶來(lái)得負(fù)面影響
地膜覆蓋種植技術(shù)增產(chǎn)的同時(shí)也造成了“白色污染”。由于殘膜得不到很好、及時(shí)地回收，隨著土壤中殘膜量的逐年增加，嚴(yán)重影響著農(nóng)作物的可持續(xù)發(fā)展。另外，由于使用都是無(wú)機(jī)地膜，殘膜積累在土壤中，致使農(nóng)業(yè)環(huán)境遭到嚴(yán)重的污染，破壞了農(nóng)田的生態(tài)環(huán)境，形成了阻隔層，影響了農(nóng)作物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收，影響種子發(fā)芽，出苗，造成爛種、爛芽，使幼苗黃瘦，甚至死亡，還影響農(nóng)機(jī)具的田間作業(yè)質(zhì)量，還會(huì)堵塞田間溝渠等，對(duì)給后繼的整地工作帶來(lái)了很大的影響。由于技術(shù)及國(guó)情的原因，可降解地膜短時(shí)期內(nèi)還可以在農(nóng)業(yè)中大面積推廣，而今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，農(nóng)業(yè)上仍然使用著大量的塑料地膜。因此殘膜回收已成為亟待解決的問(wèn)題。
2.3殘膜回收的一般方法
目前，殘膜回收有人工撿拾和機(jī)械回收兩種方式。人工清除殘膜是，勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)工，費(fèi)時(shí)且回收效率低，拾撿不凈，長(zhǎng)年累月造成殘膜的田間積累帶來(lái)嚴(yán)重的“白色污染”。機(jī)械回收殘膜，可以克服人工撿拾的不足，是殘膜回收的有效方法。
2.4殘膜機(jī)收的必要性
新疆現(xiàn)在普遍使用寬膜植棉技術(shù)，每年新產(chǎn)生6-8萬(wàn)噸。殘膜遺留在田間不能及時(shí)回收將造成土壤及環(huán)境的嚴(yán)重污染。經(jīng)調(diào)查，連續(xù)使用3年地膜，每畝的殘留干地膜6-8千克／畝，連續(xù)使用8年的殘留干地膜達(dá)15千克。這些殘膜對(duì)播種、澆灌和作物根系的生長(zhǎng)很不利，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)很多負(fù)面影響.目前, 殘膜回收有人工撿拾和機(jī)械回收兩 種方式。手工清除殘膜時(shí), 勞動(dòng)強(qiáng)度大, 費(fèi)工時(shí)且回收率低, 撿拾不凈, 長(zhǎng)年累月造成殘膜的田間積累帶來(lái)嚴(yán)重的“白色污染”。機(jī)械回收殘膜, 可以克服人工撿拾的不足, 是殘膜回收的有效方法。因此研制各種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的殘膜回收機(jī)具對(duì)于減少土地污染及保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義?；诖说啬さ幕厥诊@得極為重要,因此研究本課題的目的及必要性是不言而語(yǔ)的。
三 地表殘膜回收在國(guó)內(nèi)外研究的狀況
3.1目前國(guó)內(nèi)殘膜回收機(jī)現(xiàn)狀
近幾年國(guó)內(nèi)和新疆建設(shè)兵團(tuán)大力推廣以“密早膜矮壯高”為主要內(nèi)容的棉花膜下滴灌技術(shù),下圖是棉花膜下滴灌三種典型滴灌帶田間布置模式。
3.2.國(guó)內(nèi)機(jī)具研究的情況
農(nóng)田殘膜機(jī)械化回收機(jī)具有如下兩大類(lèi):
1） 苗期殘膜回收機(jī)
在玉米、棉花等作物中耕作業(yè)時(shí)揭膜回收。此時(shí), 由于地膜使用時(shí)間短, 破損不嚴(yán)重, 有利于收膜,殘膜收起后, 同時(shí)進(jìn)行中耕作業(yè)。代表機(jī)型有: 新疆研制的M SM 23 型苗期殘膜回收機(jī)和東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的M S22 型玉米苗期收膜機(jī)等。兩種機(jī)具殘膜回收率均在85% 以上, 單機(jī)生產(chǎn)率在0. 3 hm2/h, 傷苗率在1% 以下, 配套動(dòng)力為18. 38 kW 小四輪拖拉機(jī)。這2 種機(jī)型均是利用輪上帶齒的卷膜輪將起膜鏟鏟起的殘膜挑起收集。其收膜工作部件不需動(dòng)力驅(qū)動(dòng), 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用調(diào)整方便、工作可靠、傷苗率低、收凈率和生產(chǎn)率較高。
2)收獲后殘膜回收機(jī)
① 物收獲后, 耕、整地或播種前, 將田間的殘膜收起, 或整地的同時(shí)將殘膜收起。目前已見(jiàn)于文獻(xiàn)的有新疆、甘肅、陜西、山西、內(nèi)蒙古及中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和東北農(nóng)業(yè)大學(xué)等有關(guān)單位研制的收獲后殘膜回收機(jī)。其收膜工藝都是膜邊松土、起膜鏟將地表殘膜推起、挑膜齒挑起殘膜, 最后, 脫(卸) 膜機(jī)構(gòu)將被挑起的殘膜卸下并送入集膜部件。其中挑膜、脫膜和集膜部件是影響收膜效果的核心機(jī)構(gòu)。 目前國(guó)內(nèi)收膜機(jī)收膜部件的結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種：
A 伸縮桿齒式撿拾滾筒圖1)該種收膜機(jī)構(gòu)工作可靠, 殘膜收凈率高, 但該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 造價(jià)偏高。如甘肅省農(nóng)機(jī)推廣站研制的1FMJ 2850 型殘膜回收機(jī) , 殘膜收凈率90% , 生產(chǎn)率在0. 3hm 2/h, 配套動(dòng)力為13. 2 kW 小四輪拖拉機(jī)。由理論計(jì)算, 滾筒的最低轉(zhuǎn)速不得小于71. 5 r/m in, 并經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證, 以120 r/m in 為宜。因此拖拉機(jī)馬力較大，轉(zhuǎn)速較高，工作幅較寬，在棉桿切割后有較多的棉桿堆積在運(yùn)輸帶前不能及時(shí)輸送出去，一致于常常發(fā)生堵塞。其次轉(zhuǎn)速太高噪音太大，皮帶容易打滑。由于與地面接觸較近皮帶的磨損較大，對(duì)整機(jī)來(lái)說(shuō)由于機(jī)架較寬盡管用液壓控制升降但在路上運(yùn)輸稍有不便。收膜時(shí)如果將雜物全收進(jìn)膜箱，則降低了膜箱的有效容積；同時(shí)由于地膜中含有雜物，又無(wú)法分離，地膜無(wú)法在生利用，只能連同雜物一起拋掉，又會(huì)給環(huán)境造成二次污染。因此設(shè)計(jì)收膜機(jī)時(shí)應(yīng)考慮地膜與雜物的分離，或要求農(nóng)戶先將地里的雜物清除，然后在用機(jī)械收膜。
B 彈齒式拾膜部件(圖2) 由地輪帶動(dòng)收膜彈齒工作, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 殘膜收凈率高。機(jī)構(gòu)中需要一個(gè)控制收膜彈齒工作位置的曲線軌跡滑道便于脫膜, 因而給制造帶來(lái)一定的困難, 同時(shí), 該種收膜部件也無(wú)法實(shí)現(xiàn)殘膜與雜草的分離。如東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的Q S22 型秋后殘膜回收機(jī), 殘膜收凈率90% ,生產(chǎn)率在0. 3 hm 2/h, 配套動(dòng)力為13. 2 kW 小四輪拖拉機(jī)。根據(jù)理論計(jì)算與試驗(yàn)驗(yàn)證, 在考慮殘膜拉伸率及地輪下陷和滑移的情況下, 挑膜彈齒與行走地輪間的最佳速比應(yīng)為1. 64 左右為宜。該速比剛好將挑起的殘膜拉緊, 不易被推起的土
壤壓住, 且收起的殘膜較干凈。
C 鏟式起茬收膜部件(圖3) 其在起茬的同時(shí)將殘膜一起鏟起經(jīng)輸帶送入鼠籠式旋轉(zhuǎn)滾筒進(jìn)行土茬分離, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 工作可靠, 收凈率高, 但其對(duì)土壤的性能一定的要求, 且收起的殘膜與作物的根茬混合在一起, 會(huì)給殘膜的再生利用帶來(lái)困難。如內(nèi)蒙古商都牧機(jī)廠研制的1MC270 型地膜回收起茬機(jī), 殘膜與根茬收凈率90% , 生產(chǎn)率在0.2～0. 3hm 2/h, 配套動(dòng)力為11. 03 kW 小四輪拖拉機(jī), 起茬起膜深度8～ 10 cm , 機(jī)組作業(yè)速度3～4km/h。
D 輪齒式收膜部件(圖4) 該種收膜機(jī)構(gòu)采用苗期收膜機(jī)的收膜部件, 靠收膜輪與地面的摩擦力轉(zhuǎn)動(dòng)收膜, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 收起的殘膜比較干凈, 便于殘膜的再生利用, 特別適宜撿拾玉米、高粱等有硬根茬地的秋后殘膜回收, 對(duì)于破損不嚴(yán)重的殘膜收凈率比較高, 具有很大的應(yīng)用前景, 對(duì)于厚度在0. 008mm 以上的標(biāo)準(zhǔn)地膜, 該機(jī)構(gòu)是一種比較理想的殘膜回收機(jī)構(gòu)。如東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的小型殘膜回收機(jī), 采用該收膜部件, 在地膜破損不嚴(yán)重的情況下,殘膜收凈率90% 左右, 生產(chǎn)率在0. 2～ 0. 3 hm 2/h,配套動(dòng)力為11. 03 kW 小四輪拖拉機(jī)。
E 齒鏈?zhǔn)绞漳げ考?圖5) 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,加工制造方便, 既可用于苗期收膜, 也可用于秋后收膜, 該結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是由于其整個(gè)結(jié)構(gòu)可以向縱向設(shè)置, 可以前置, 有利于整地復(fù)式作業(yè)。
目前國(guó)內(nèi)收膜機(jī)的脫(卸) 膜部件主要有刮板輪、推膜板、輸送帶和脫膜桿等。從現(xiàn)有機(jī)型的脫(卸) 膜效果看, 對(duì)于采用伸縮桿齒式撿拾滾筒收膜部件的收膜機(jī), 應(yīng)用輸送帶脫膜比較理想; 對(duì)于采用輪齒式收膜部件和齒鏈?zhǔn)绞漳げ考氖漳C(jī)應(yīng)用刮板輪和脫膜桿脫膜或采用輸送帶脫膜比較理想; 對(duì)于采用彈齒式拾膜機(jī)構(gòu)的收膜機(jī), 應(yīng)用推膜板脫膜比較理想。集膜部件主要有集膜箱和卷膜輪。從集膜效果看, 對(duì)于破損較輕, 連續(xù)性好的殘膜應(yīng)用卷膜輪集膜的效果較好; 反之, 集膜箱較好。
從現(xiàn)有資料來(lái)看，國(guó)外在殘膜回收與秸稈切碎聯(lián)合作業(yè)方面還沒(méi)有報(bào)道。目前，雖然國(guó)內(nèi)已有幾個(gè)單位進(jìn)行秸稈切碎與殘膜回收的研究，但聯(lián)合作業(yè)機(jī)還有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。新疆兵團(tuán)農(nóng)機(jī)所研制的4FS2秸稈切碎殘膜回收聯(lián)合回收機(jī)，將秸稈切碎機(jī)和殘膜回收機(jī)分別懸掛在拖拉機(jī)的前后。秸稈切碎機(jī)采用臥式刀盤(pán)，回收部件采用偏心伸縮桿齒撿拾滾筒。該機(jī)開(kāi)辟了殘膜回收與秸稈切碎聯(lián)合作業(yè)的新思路。但兩機(jī)分別前后懸掛，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高，前懸掛的秸稈切碎機(jī)安裝不方便，動(dòng)力輸出較復(fù)雜，滾筒撿拾機(jī)構(gòu)有待改進(jìn)，故尚未推廣使用。新疆農(nóng)科院農(nóng)機(jī)化所研制的4JSM-1800棉秸桿切碎及殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機(jī)，將秸桿切碎與殘膜回收部件二者做成一個(gè)整體，采用后牽引。秸稈切碎部件采用立式水平刀盤(pán)，殘膜回收部分采用改進(jìn)后的凸輪圓弧齒偏心滾筒撿拾機(jī)構(gòu)。改進(jìn)后的偏心滾筒撿拾機(jī)構(gòu)撿拾效果較好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠。整個(gè)機(jī)器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、緊湊，動(dòng)力輸出方便，機(jī)器成本降低。
此外，在殘摸回收聯(lián)合作業(yè)方面還有兩種機(jī)型。一種是SMJ-1型地膜集條機(jī)，可以在鏟棉稈時(shí)將殘摸掀起和棉稈一起集成條狀，在拉運(yùn)棉稈時(shí)帶出農(nóng)田。另一種是JM-1型廢膜回收機(jī)，將揭膜與中耕合而為一，先揭膜再中耕。這兩種機(jī)器雖然都實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合作業(yè)，但各有不足。前者殘膜回收率不高，不能將耕層內(nèi)殘膜回收。后者揭膜部分沒(méi)有起膜和輸送部件，揭膜部分工作不可靠。秸稈切碎與殘膜回收聯(lián)合作業(yè)，綜合效益高，農(nóng)民易于接受。聯(lián)合作業(yè)的研究雖然還處于起步階段，但這是殘膜回收發(fā)展的方向.
3.3 現(xiàn)有的地膜回收機(jī)械
1990 年以后, 各地研制的地膜回收機(jī)械主要有:
① 1SM - 5 型彈齒廢膜回收耙。它與小四輪拖拉機(jī)配套, 作業(yè)幅寬5 m , 工作效率2 hm2/ h , 主要用于播種前對(duì)地表5 cm 以內(nèi)的廢膜進(jìn)行回收, 并能清除地里的雜草。但作業(yè)過(guò)程中回收的廢膜需人工清出。在兵團(tuán)使用較廣。
② 改裝常規(guī)機(jī)具回收地膜。即改裝犁、耙、中耕機(jī)等機(jī)具進(jìn)行地膜回收作業(yè), 如去掉犁壁后用犁淺耕回收地膜或中耕機(jī)加裝桿齒摟地回收地膜。這種改裝, 雖受機(jī)具自身結(jié)構(gòu)和性能的限制, 很難通過(guò)一次作業(yè)完成全部收膜過(guò)程, 還必須輔以人工撿拾等作業(yè), 但對(duì)用戶來(lái)說(shuō), 不必再購(gòu)置專(zhuān)用機(jī)具, 是一條簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)回收地膜的途徑。
③ 4TSM - 4 懸掛式收膜機(jī)。由四組相同的單組組成。該機(jī)運(yùn)用中耕機(jī)大梁作機(jī)架, 復(fù)式作業(yè)時(shí), 鐵牛- 55 拖拉機(jī)帶四組。每個(gè)單組又自成體系可以單獨(dú)與小四輪拖拉機(jī)配套作業(yè)。單組工作原理可簡(jiǎn)單概括為“抓膜輪桿齒揭膜, 脫膜滾筒伸縮桿齒脫膜”。單組幅寬為0163 m , 作業(yè)速度為3～6 km/ h , 廢膜收凈率為, 植株行內(nèi)≥95 % , 膜邊≥50 %。該機(jī)用于棉花苗期地回收地膜。
④ 4CM - 150 齒鏈?zhǔn)綉覓焓漳C(jī)。它和4TSM - 4 懸掛式收膜機(jī)相比, 改變了揭膜及脫膜的方式, 利用齒鏈上
的齒揭取地膜, 靠齒鏈自身的抖動(dòng)而使地膜自行脫落。單組工作幅寬為1125 m , 作業(yè)速度為3～6 km/ h , 收凈率≥85 %。主要用于苗期地膜回收作業(yè)。
以上兩種地膜回收機(jī)械存在的主要問(wèn)題是, 機(jī)具作業(yè)時(shí)保護(hù)帶寬度不易調(diào)大, 易發(fā)生掛碰植株的現(xiàn)象; 邊膜的收凈率還有待提高。
⑤ 1MC - 70 地膜回收起茬機(jī)。其配套動(dòng)力為11108kW帶有液壓的小四輪拖拉機(jī)。工作幅寬017～018 m , 機(jī)組作業(yè)速度3～4 km/ h , 生產(chǎn)效率012～013 hm2/ h , 殘膜收凈率≥90 %。適用于撿拾玉米、高粱等作物離地表10cm 以內(nèi)土層的廢膜及根茬, 一次完成起膜起茬、廢膜根茬集堆等項(xiàng)作業(yè)。
⑥ MSM - 3 廢膜回收機(jī)。它由三組相同的單組組成。用于苗期地回收地膜。和4TSM - 4 懸掛式收膜機(jī)不同的是, 用橡膠葉輪代替脫膜滾筒脫膜, 設(shè)有專(zhuān)門(mén)的卷膜裝置取代集膜箱。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 制造成本低, 性能可靠, 是一種有推廣前途的機(jī)型。
⑦ 4QSM - 2 廢膜回收機(jī)。該機(jī)與鐵牛- 55 拖拉機(jī)配套, 可撿拾兩幅窄膜或
一幅寬膜。 工作時(shí), 撿拾滾筒先將廢膜撿起, 然后通過(guò)兩級(jí)逐膜輪將廢膜逐入膜箱。主要適用于秋后作物地收膜。工作時(shí), 需先將地里的棉稈拔掉。
從上面的資料可以看出，現(xiàn)在的地膜回收機(jī)具基本上是地表的殘膜回收，在我國(guó)由于大多數(shù)地區(qū)是在作物收獲后揭膜，地膜在田間停留的時(shí)間長(zhǎng)，破碎程度大，不易回收，在土壤里殘留的費(fèi)膜較多。嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。所以要保證農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在現(xiàn)在大量采用地膜的情況下就要解決好殘膜的回收問(wèn)題，而耕層殘膜的回收問(wèn)題又是不能忽視的。所以我們要對(duì)殘膜進(jìn)行地表和耕層的雙向回收。
3.4、綜上所述殘膜回收技術(shù)應(yīng)用存在的問(wèn)題
3.4.1 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(shí)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(zhǎng)和根系發(fā)育,并為施肥,開(kāi)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(lái),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(lái)后需盡快澆水,由于作業(yè)周期太短來(lái)不及揭膜;機(jī)械揭膜苗的高度不宜超過(guò)30cm,傷苗率要在5%以下,對(duì)機(jī)手操作水平要求較高.
3.4.2 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(lái)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(duì)于細(xì)碎的殘膜機(jī)收更是無(wú)能為力.b)棉花收獲后很快進(jìn)入冬季,在這短暫的時(shí)間里要打稈,犁地,收膜時(shí)間很短,人多都來(lái)不及收膜.
3.4.3 春播前拾膜
春播前土壤已經(jīng)過(guò)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,同樣存時(shí)間來(lái)不及的問(wèn)題.
3.5、新疆建設(shè)兵團(tuán)棉花種植情況存在的問(wèn)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(lái)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(kāi)始使用機(jī)采棉.并且應(yīng)用越來(lái)越廣泛.機(jī)采棉雖然使勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅度提高,但是也給棉花的質(zhì)量帶來(lái)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(lái)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(guò)后進(jìn)行殘膜回收呢？如果可以，那么在回收殘膜時(shí)也可以同時(shí)將滴灌帶回收，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(jì)方案。
四 方案選擇
4.⒈技術(shù)要求
配套拖拉機(jī)動(dòng)力 55馬力(需進(jìn)行改裝)
工作幅寬 6260mm
作業(yè)速度 2——3km/h
工作部件類(lèi)型 圓弧彈齒
工作部件數(shù) 6個(gè)
入土深度 30——50mm
生產(chǎn)率 100% (理論設(shè)計(jì))
聯(lián)接方式 掛接
4.⒉機(jī)器作業(yè)工藝方案
本次研究所設(shè)定的棉花種植模式是上述三種模式中的C圖，因?yàn)檫@種模式在兵團(tuán)種植最廣泛。機(jī)械殘膜回收是在棉花最后一水后進(jìn)行，此時(shí)地膜已經(jīng)失去它的作用，針對(duì)地膜的特性，結(jié)合機(jī)械化收膜的特點(diǎn)、目前農(nóng)業(yè)覆膜的實(shí)際情況及工作部件工作情況，機(jī)械收膜的工藝過(guò)程應(yīng)包含有松土、起膜、挑膜、膜雜分離、脫膜、集膜等密切聯(lián)系的工藝環(huán)節(jié)。經(jīng)研究，這種殘膜回收機(jī)的收膜工藝應(yīng)該是劃刀將要回收的地膜與棉花根部的地膜徹底分離、撿膜器將地膜撿起、送膜器將地膜輸送到集膜器、最后脫（卸）膜機(jī)構(gòu)將殘膜卸下并送入集膜箱中，決定其收膜效果的核心機(jī)構(gòu)是收膜機(jī)構(gòu)，它包含了劃膜、撿膜、脫膜和集膜部件。
五 方案的選擇說(shuō)明
5.1收膜工藝
此次研究殘膜回收機(jī)的收膜工藝應(yīng)為:劃膜(破膜)—--撿膜—--脫膜—--集膜.以下為收膜工藝所涉及到的主要部件及種類(lèi):
部件種類(lèi)
劃膜部件
撿膜部件
脫卸膜部件
集膜部件
1
劃刀式
伸縮桿齒式
刮板輪式
集膜箱
2
圓盤(pán)式
彈齒式
推膜板式
卷膜輪
3
齒盤(pán)式
鏟式
輸送帶式
4
輪齒式
脫膜桿式
5
齒鏈?zhǔn)?
5.2各部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
5.2.1劃膜部件
名稱 特點(diǎn)
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
使用性能
經(jīng)濟(jì)性
局限性
劃刀式
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
性能穩(wěn)定
制造容易,價(jià)格低廉
圓盤(pán)式
結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單
性能良好
不易制造,價(jià)格較高
齒盤(pán)式
結(jié)構(gòu)復(fù)雜
性能良好
價(jià)格較高,不易制造
必須高速作業(yè)
5.2.2撿膜部件
名稱 特點(diǎn)
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
使用性能
經(jīng)濟(jì)性
局限性
伸縮桿齒式
結(jié)構(gòu)復(fù)雜
工作可靠
價(jià)格偏高
彈齒式
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
收凈率高
制造困難
無(wú)法實(shí)現(xiàn)膜雜分離
鏟式
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
收凈率高
制造困難
對(duì)土壤性能要求較高
輪齒式
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
收凈率高
經(jīng)濟(jì)性較好
用于秋后殘膜回收
齒鏈?zhǔn)?
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.緊湊
性能穩(wěn)定
加工制造方便
5.2.3脫卸膜部件分析
目前,國(guó)內(nèi)收膜機(jī)的脫卸膜部件主要有刮板輪,推膜板,輸送帶和脫膜桿等.從現(xiàn)有機(jī)型的脫卸膜效果看,對(duì)于采用伸縮桿齒式撿拾滾筒收膜部件的收膜機(jī),應(yīng)用輸送帶脫膜比較理想:對(duì)于采用輪齒式收膜部件和齒鏈?zhǔn)绞漳げ考氖漳C(jī),應(yīng)用刮板輪和脫膜桿脫膜或采用輸送帶脫膜比較理想.
5.2.4集膜部件分析
集膜部件主要有集膜箱和卷膜輪.從集膜效果看,對(duì)于破損較輕,連續(xù)性好的殘膜應(yīng)用卷膜輪集膜的效果較好;反之集膜箱較好.
5.2.5動(dòng)力分析
根據(jù)收膜工藝以及個(gè)部件的相互關(guān)系，由此可配備約翰的爾--天拖610A型拖拉機(jī)或鐵?！?5，可采用一檔慢速作業(yè)。由于本機(jī)采用的是自被動(dòng)力，所以不需要拖拉機(jī)從動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力。在地輪的帶動(dòng)下，通過(guò)鏈傳動(dòng)以及相應(yīng)的齒輪嚙合，可達(dá)到預(yù)期的效果。
5.2.6得出方案
由上述分析可以得出本課題的最佳方案即：
部件名稱
劃膜部件
撿膜部件
脫卸膜部件
集膜部件
1
曲面圓盤(pán)刀
弧形彈齒式
輸送帶式
集膜箱
整機(jī)整體構(gòu)造如下圖所示：
撿膜機(jī)構(gòu)go
行走輪
集膜箱
輸送帶
破膜器
牽引架
地表殘膜回收機(jī)整機(jī)圖
六 設(shè)計(jì)的主要參數(shù)
6．1破膜部件
破膜部件主要是參照?qǐng)A犁刀的形式，其作用是將地膜切開(kāi)，保證后續(xù)部件能夠完全將地膜收回。此部件在整機(jī)中所起的作用是：第一起支撐作用，本機(jī)所采用的是牽引式掛接方式。整體是由破膜部件和地輪進(jìn)行支撐。第二起破膜仿形作用，棉田不可能到處都是平坦的，總有高低起伏，在這種情況下就需要仿形機(jī)構(gòu)，此破膜機(jī)構(gòu)在掛接桿的中部設(shè)置了彈簧，在掛接處還設(shè)了定位孔。這樣以來(lái)就很好地解決了仿形和限深的問(wèn)題。主要參數(shù)如下：
總體長(zhǎng)度： 831.9mm
入土圓盤(pán)直徑： 260mm
極限入土深度： 110mm
其部件圖如下：
彈簧
限位孔
破膜圓盤(pán)
6．2撿膜部件
6.2.1圓弧形彈齒滾筒機(jī)構(gòu)的構(gòu)造及工作原理
圓弧形彈齒滾動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由外部固定圓筒、偏心式滾筒、心軸、圓弧形彈齒構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)如下圖：
工作時(shí), 滾筒由驅(qū)動(dòng)輪經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng), 繞著機(jī)架固聯(lián)的心軸轉(zhuǎn)動(dòng),圓弧彈齒在滾筒的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn), 由于存在偏心距OO ′, 運(yùn)動(dòng)時(shí), 彈齒相對(duì)滾筒表面伸出、縮回。圓弧彈齒伸出, 用于撿膜; 彈齒縮回, 用于脫膜。由于偏心距的存在, 使圓弧彈齒彈齒位于筒內(nèi)的區(qū)域增大, 便于脫膜及集膜機(jī)構(gòu)的配置。
6.2.2齒間距的選定及實(shí)際配齒法
撿膜效果的優(yōu)劣除與彈齒形狀有關(guān)外, 還與彈齒間距大小密切相關(guān), 齒間距過(guò)小, 撿膜率高, 但卻易撿拾大土塊, 給后續(xù)分離造成困難; 齒間距過(guò)大,卻易漏撿小塊殘膜, 降低撿拾率。為了解決這一矛盾, 機(jī)構(gòu)采用了錯(cuò)位配齒法, 在此配齒法中, 行內(nèi)齒間距為b (7 cm ) , 相鄰行齒位相錯(cuò)b/2, 這樣, 齒對(duì)膜的作用間距將是實(shí)際齒間距的一半, 緩解了上述矛盾。
偏心滾筒
圓弧彈齒
固定滾筒
圓弧彈齒配置圖
主要技術(shù)參數(shù)：
固定滾筒直徑： 1120mm
偏心滾筒直徑： 900mm
固定滾筒寬度： 514.8mm
偏心滾筒寬度： 432.9mm
偏心距： 100mm
6.2.3結(jié) 論
1) 圓弧形彈齒撿膜時(shí), 彈齒對(duì)殘膜的作用力, 可使殘膜沿彈齒上升, 并不產(chǎn)生將使殘膜壓入土中之力, 撿膜性能良好。在配有破膜器的條件下, 殘膜回收率可達(dá)100%。
2) 利用偏心滾筒, 可使彈齒在一定區(qū)域內(nèi)不伸出滾筒。脫膜能力強(qiáng), 且集膜機(jī)構(gòu)容易配置。
3) 利用錯(cuò)位配齒法, 可避免撿收較大土塊和漏撿較小殘膜。
4) 彈齒與滾筒的孔眼不接觸, 便于對(duì)孔眼實(shí)行密封, 防止灰塵、雜物進(jìn)入滾筒內(nèi), 減小了滾筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)副的摩損, 延長(zhǎng)了機(jī)構(gòu)的工作壽命。
6.3脫卸膜部件
6.3.1脫卸膜部件采用方式
脫卸膜部件采輸送帶, 輸送帶的設(shè)計(jì)方案是由設(shè)備情況和擬輸送物料的性能、形態(tài)以及環(huán)境條件決定的。良好的設(shè)計(jì)既能保證輸送帶的使用性能,延長(zhǎng)使用壽命,又能降低制造成本。在設(shè)計(jì)前應(yīng)當(dāng)先了解被輸送物料的類(lèi)型、質(zhì)量和形態(tài)以及裝料落差、輸送量、流動(dòng)形態(tài)(質(zhì)量的、體積的) 以及輸送路線和距離作為設(shè)計(jì)的基本參考點(diǎn)。設(shè)計(jì)內(nèi)容大致有:結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和安全因數(shù)、帶寬和構(gòu)形、覆蓋膠以及橫向增強(qiáng)。首先是結(jié)構(gòu),織物芯輸送帶依織物的構(gòu)造不同可分單層式、雙層夾芯或3 層夾芯式、多層式和整芯式。夾芯式輸送帶中間夾膠厚度為115 mm 左右,夾芯可以改善輸送帶的緩沖性能,調(diào)節(jié)橫向剛性;多層帶受自身結(jié)的影響,存在較多缺點(diǎn),現(xiàn)已被限制在4 層以內(nèi);與多層帶相比,整芯帶使用中進(jìn)入帶輥時(shí)的拉力與伸長(zhǎng)更易達(dá)到平衡,有承受瞬間巨大沖擊的能力,機(jī)械接頭強(qiáng)度也高。
由上表可選類(lèi)別為通用型,級(jí)別代號(hào)為Q的輸送帶,因?yàn)闅埬せ厥諜C(jī)回收的是質(zhì)量比較輕的殘膜,所以選用這一型號(hào)。
6.3.2滾筒直徑的選取
滾筒直徑根據(jù)工作張力按(1)式計(jì)算:
D =2TB P’f×Pd(1)
式中: D ———滾筒直徑, cm;
T———在滾筒上的膠帶工作張力,應(yīng)不大于膠帶的許用張力;
B ———膠帶寬度, cm;
P’f ———在滾筒上的膠帶表面比壓力, kg/ cm2 ;
P———鋼絲繩的間距, cm;
d———鋼絲繩的直徑, cm。
選取滾筒時(shí)必須考慮以下幾個(gè)因素:
〈1〉要限制膠帶表面比壓力。若表面比壓力過(guò)大,鋼絲繩芯運(yùn)輸帶就會(huì)沿鋼絲繩間出現(xiàn)凹凸,促進(jìn)鋼絲繩周?chē)鹉z蠕動(dòng)和變形疲勞,使鋼絲繩與橡膠的粘著力降低,而且會(huì)使覆蓋膠局部磨損。因此,表面比壓力P’f 以≯10 kg/ cm2 為宜。
〈2〉膠帶內(nèi)鋼絲繩所受彎曲應(yīng)力要小。膠帶內(nèi)鋼絲繩在繞過(guò)滾筒時(shí)要經(jīng)受反復(fù)彎曲,促使鋼絲繩產(chǎn)生疲勞。為了減少鋼絲繩的疲勞,以D/ d ≥150為宜。
〈3〉限制覆蓋膠變形量。只有當(dāng)覆蓋膠較厚時(shí)才考慮這一點(diǎn)。為了避免覆蓋膠彎曲疲勞,要使其變形量< 6 % ,滾筒直徑按(2)式計(jì)算:
D = 35K ( d2+δ’) (2)
式中: K———包角影響系數(shù)。當(dāng)包角α≥90°時(shí),
K = 1;α < 90°時(shí), K≈ 0. 8;δ’———上覆蓋膠厚度, cm。
GX系列推薦的驅(qū)動(dòng)滾筒直徑見(jiàn)表1。
表1 GX系列推薦的驅(qū)動(dòng)滾筒直徑D mm
GX
650-1250
1600-2000
2500
3000-3500
4000
d
4.5
6.75
8.1
9.18
10.3
D
800
1000
1250
1400
1600
6.3.3安全系數(shù)
安全系數(shù)分為靜載安全系數(shù)(N1 )和動(dòng)載安全系數(shù)(N2 ) ,設(shè)計(jì)膠帶時(shí)一般用N1 , 選好膠帶后再驗(yàn)算N2。GX =Tm N1B (3)
N2 =GX ×B ×Eff
Tm + Ts + Tb (4)
式中: Tm ———在負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中膠帶承受的最大強(qiáng)度, kg;
Ts ———起動(dòng)及停轉(zhuǎn)時(shí)的過(guò)負(fù)荷張力, kg;其值
應(yīng)< 0. 1Tm ;
Tb ———在滾筒上的彎曲應(yīng)力, kg;
Eff ———接頭強(qiáng)度保持率,按90 %計(jì)算;
N1 ———按系列推薦取值10,相應(yīng)地N2 值應(yīng)≥5. 7。
6．4集膜部件
集膜部件可以采用硬制塑料。這樣可以大大減輕整機(jī)的重量，而且價(jià)格低廉。在集膜部件和輸送膜部件之間要采用刮膜板，使之不被輸送帶帶回。主要設(shè)計(jì)寸是根據(jù)實(shí)際工作中播種機(jī)行走一個(gè)來(lái)回所用的薄膜量，然后將它的體積擴(kuò)大5倍制定出來(lái)的。
主要技術(shù)參數(shù)：
長(zhǎng)度：1000mm
寬度：526.3mm
高度：800mm
6.5軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或者傳動(dòng)，因此軸的主要功能是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。
軸的材料選用主要是碳鋼和合金鋼。必須指出：在一般工作溫度下（低于200攝氏度），各種合金鋼和碳鋼的彈性模量相差不多，因此在選擇鋼的種類(lèi)和決定鋼的熱處理方法時(shí)所根據(jù)的是鋼的強(qiáng)度和耐磨性，而不是軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。
主動(dòng)軸：選取軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)治處理。根據(jù)表15-3，取
于是得 取30mm .
6．6機(jī)架設(shè)計(jì)
機(jī)架采用筐梁式結(jié)構(gòu)，各連接處均采用焊接的方法。整體布置成對(duì)稱方式。所用的材料有熱扎等邊角鋼，熱扎槽鋼，熱扎工字剛等。
6.7直齒圓柱齒輪的計(jì)算
由資料查詢可知選擇齒輪時(shí)要根據(jù)滾筒轉(zhuǎn)速來(lái)確定。根據(jù)卷膜的連續(xù)性條件（滾筒轉(zhuǎn)一周所卷膜的長(zhǎng)度應(yīng)等于機(jī)具前進(jìn)的距離）。既V=R此時(shí)，挑膜線速度V1與機(jī)具前進(jìn)速度V2的比值V1/V2=1。取=V/R，在實(shí)際作業(yè)時(shí)，考慮殘膜有一定的拉伸率，驅(qū)動(dòng)輪具有一定的滑移率，則兩者的比值V1/V2>1，挑膜彈齒在挑膜區(qū)域內(nèi)相對(duì)壟面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)作用下，殘膜與壟面形成楔形空間，有利于土壤與殘膜的分離。經(jīng)過(guò)計(jì)算可的小齒輪轉(zhuǎn)速為N1=56.8 r/min 大齒輪轉(zhuǎn)速為 N2=47.33r/min。
1選定齒輪類(lèi)型 精度等級(jí) 材料及齒數(shù) ：采用七級(jí)精度
2材料選擇：由表10-1選擇小齒輪材料40GR 調(diào)質(zhì)處理 硬度 220~240HBS 大齒輪材料為45號(hào)鋼 調(diào)質(zhì)處理后硬度 240HBS 二者材料硬度差40HBS。
3 I=N1/N2=56.8/47.33=1.2 z1=24;z2=29
按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：
D1t
1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)據(jù)：試選載荷系數(shù)KT=1.3；計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距
由表10-7選取齒寬系數(shù) 由表10-6查材料的彈性影響系數(shù)ZE= 鍛鋼。
由圖10-21 d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞極限
大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
N1=60n1jhn=60×56.8×1×8×60=1.64×
N2=60n2jhn=60×47.33×1×8×60=1.36×
由圖10-19查得接觸疲勞壽命次數(shù)KHN1=1.15 KHN2=1.12；
計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率1%安全系數(shù)s=1
由式10-12的1.15×600/1=610Mpa
=1.12×550/1=616Mpa
計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t代入中較小值
=48
(2)計(jì)算圓周速度
3.4m/s
（3）計(jì)算齒寬=1×48=48mm
（4）計(jì)算齒寬與齒高之比b/h
模數(shù)mt=d1t/z1=48/24=2
（5）計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù)v=3.4m/s 七級(jí)等級(jí)精度 由圖10-8查的動(dòng)載荷系數(shù)kv=1.12
直齒輪假設(shè)kaft/b<100n/mm 由表10-3查的kha=kfa=1.2
由表10-2查的使用系數(shù)ka=1
由表10-2查的七級(jí)精度小齒輪相對(duì)與軸非對(duì)稱布置時(shí)
=1.6
由b/h=10.7 =1.6 查圖10-13的 =1.38故載荷系數(shù)
1×1.12×1.41×1.2=1.89
（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)教正所的分度圓直徑
48mm
3 按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
（1）確定公式的各計(jì)算數(shù)值
1由圖10-20查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 500mpa
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限380mpa
(2)由圖10-18的彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.95; KFN2=0.98
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
(3)取彎曲疲勞安全系數(shù).s=1.4
=0.95×500/1.4=339mpa
=0.98×380/1.4=266mpa
(4 )計(jì)算載荷系數(shù)K=KAKV=1×1.12×1.2×1.38=1.85
（5）查取齒形系數(shù)
由表10-5查的YFa1=2.65 YFa2=2.35
Ysa1=15.8 Ysa2=1.762 由表10-5查得
計(jì)算大小齒輪YfaYsa/并加以比較
=2.65×1.58/339=0.012
=2.35×1.762=0.016
大齒輪的數(shù)值大
（2）設(shè)計(jì)計(jì)算
mm=1.48mm
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒跟彎曲疲勞計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決與彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪有關(guān)。取m=2 ，d=48 算出小齒輪的齒數(shù)
七 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)
本機(jī)是針對(duì)于新疆尤其是兵團(tuán)的棉花種植快速發(fā)展的背后嚴(yán)重存在的“白色污染”問(wèn)題和機(jī)采棉所面臨的問(wèn)題而提出的，適應(yīng)于任何地區(qū)，其結(jié)構(gòu)表明：該機(jī)具與改造后的鐵牛-55以上的輪式拖拉機(jī)配套，設(shè)計(jì)研制合理的掛接方式、整機(jī)布置方案，選擇了最佳的設(shè)計(jì)參數(shù)和機(jī)構(gòu)。整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、重量較輕、操作方便、工作性能較可靠、出產(chǎn)率高。設(shè)計(jì)出了傳動(dòng)可靠、平穩(wěn)、噪音小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、輕巧耐用的變速總成。機(jī)構(gòu)的有些地方?jīng)]有想象的那么好，請(qǐng)老師給與指導(dǎo)。
八 結(jié)束語(yǔ)
雖然每學(xué)期都安排了課程設(shè)計(jì)或者實(shí)習(xí)，但是沒(méi)有一次像這樣的課程設(shè)計(jì)能與此次相比，設(shè)計(jì)限定了時(shí)間長(zhǎng)，而且是一人一個(gè)課題要求更為嚴(yán)格，任務(wù)更加繁多、細(xì)致、要求更加嚴(yán)格、設(shè)計(jì)要求的獨(dú)立性更加高。要我們充分利用在校期間所學(xué)的課程的專(zhuān)業(yè)知識(shí)理解、掌握和實(shí)際運(yùn)用的靈活度。在對(duì)設(shè)計(jì)的態(tài)度上的態(tài)度上是認(rèn)真的積極的。
通過(guò)近一學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，給我最深的感受就是我的設(shè)計(jì)思維得到了很大的鍛煉與提高。作為一名設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)出有創(chuàng)意而功能齊全的產(chǎn)品，就必須做一個(gè)生活的有心人。多留心觀察思考我們身邊的每一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品，只有這樣感性認(rèn)識(shí)豐富了，才能使我們的設(shè)計(jì)思路具有創(chuàng)造性。
為什么這樣說(shuō)呢？就那我設(shè)計(jì)的地表殘膜回收機(jī)來(lái)說(shuō)吧，最初老師讓我調(diào)研一些關(guān)于棉花殘膜回收機(jī)，設(shè)計(jì)一個(gè)方案出來(lái)，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且造價(jià)低，通用性好等特點(diǎn)。我選擇了地表殘膜回收機(jī)這一課題來(lái)作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)這是對(duì)我的四年知識(shí)能力考查，也是對(duì)我應(yīng)用這些知識(shí)能力的考查，我盡力使自己的設(shè)計(jì)減少錯(cuò)誤，但我知道由于許多知識(shí)和能力的欠缺，肯定有一定的錯(cuò)誤。
通過(guò)本次設(shè)計(jì)我學(xué)到的不僅僅是地表殘膜回收機(jī)這單一方面的了解，讓我熟悉了設(shè)計(jì)的各個(gè)方面的流程，學(xué)會(huì)了把自己大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中的方法。從以前感覺(jué)學(xué)的許多科目沒(méi)有實(shí)際意義，到現(xiàn)在覺(jué)得以前的專(zhuān)業(yè)知識(shí)不夠扎實(shí)，給自己的設(shè)計(jì)過(guò)程帶來(lái)了很大的麻煩。
利用所學(xué)的知識(shí)為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)的能力，而我們學(xué)校的宗旨是“立足兵團(tuán)，服務(wù)新疆，面向全國(guó)”本著這一點(diǎn)我設(shè)計(jì)的。地表殘膜回收機(jī)是服務(wù)于工程行業(yè)，涉及了與專(zhuān)業(yè)結(jié)核性較強(qiáng)的課題，是一個(gè)綜合農(nóng)藝及地表殘膜回收機(jī)的全面性課題，培養(yǎng)了自己的綜合能力、自學(xué)能力，從而適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的需要與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要。培養(yǎng)了自己綜合的、靈活的運(yùn)用的發(fā)揮所學(xué)的知識(shí)。
特別感謝我的導(dǎo)師胡斌老師給我的悉心指導(dǎo)，還有其他老師給我在設(shè)計(jì)方面給予的幫助。我覺(jué)得通過(guò)這次設(shè)計(jì)，讓我了解了設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足和不少的漏洞讓我自己能夠在以后加以改正在今后的工作中能夠更好的發(fā)揮在大學(xué)四年中的知識(shí)，在我能夠在以后的分工作中做的更好。
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敬請(qǐng)各位指導(dǎo)老師和同行們給予指導(dǎo)。
十 致 謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)在緊張的幾個(gè)月里終于做完了，此刻的我思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。這次設(shè)計(jì)我是在胡斌老師的指導(dǎo)下完成的，在設(shè)計(jì)進(jìn)行的整個(gè)過(guò)程中，老師給了給了我耐心和全面的教導(dǎo)。導(dǎo)師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，品德高尚，平易近人，他是我獲得深思熟慮的意見(jiàn)和概念清晰的見(jiàn)解的來(lái)源。無(wú)論是在設(shè)計(jì)的有關(guān)資料的查詢、開(kāi)題、研究和撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，還是在設(shè)計(jì)進(jìn)行的每一個(gè)環(huán)節(jié)，他不惜花費(fèi)自己時(shí)間對(duì)本設(shè)計(jì)提出許多意見(jiàn)和建議，既激發(fā)了我的靈感，又給了我持久不斷的鼓勵(lì)，最后完成了最終的設(shè)計(jì)，給我的大學(xué)四年生活畫(huà)上了一個(gè)完整的句號(hào)。我希望借此機(jī)會(huì)能向?qū)熣f(shuō)一聲：老師您辛苦了，在此我向您表示衷心的感謝！感謝您的教導(dǎo)！同時(shí)還要感謝在座的老師們，感謝你們對(duì)我的設(shè)計(jì)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。
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