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伸縮扒指式小型殘膜回收機(jī)的設(shè)計(jì)
1、 本課題的來(lái)源及研究的目的和意義
自20世紀(jì)70年代起,我國(guó)開(kāi)始將地膜覆蓋技術(shù)應(yīng)用于棉花生產(chǎn)。地膜覆蓋栽培具有增溫、保水、保肥、改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力，抑制雜草生長(zhǎng)，減輕病害的作用，在連續(xù)降雨的情況下還有降低濕度的功能，從而促進(jìn)植株生長(zhǎng)發(fā)育，提早開(kāi)花結(jié)果，增加產(chǎn)量、減少勞動(dòng)力成本等作用。該技術(shù)不僅可以大幅度提高冷浸爛泥田、高崗?fù)焯锖腿彼锏乃井a(chǎn)量，而且對(duì)解決我國(guó)水資源比較缺乏的問(wèn)題具有重要的作用。地膜水稻技術(shù)平均畝增產(chǎn)100千克以上，畝節(jié)水100～400方，在我國(guó)南北方都有發(fā)展前景。目前，該技術(shù)體系主要包括水稻覆膜插秧濕潤(rùn)栽培技術(shù)和水稻覆膜穴播濕種技術(shù)。水稻覆膜插秧濕潤(rùn)栽培技術(shù)適宜在南方的高寒田、冷浸田、旱崗田和缺水田推廣應(yīng)用，水稻覆膜穴播濕種技術(shù)適宜在北方降水量較少，水資源和熱資源較貧乏的干旱或半干旱地區(qū)應(yīng)用。
地膜覆蓋技術(shù)有如此優(yōu)點(diǎn)，使地膜棉花發(fā)展十分迅猛。但由于多年連續(xù)使用地膜，農(nóng)民對(duì)地膜回收不注重，或者回收率不高，地膜殘留于土壤較多。據(jù)對(duì)多年使用地膜的棉田調(diào)查, 殘膜對(duì)棉田的污染和危害逐年加重, 導(dǎo)致土壤容重增加, 影響棉花種子發(fā)芽出苗, 產(chǎn)量降低。
所以，要注重對(duì)農(nóng)業(yè)殘膜的回收。目前，殘膜的回收有人工撿拾和機(jī)械回收兩種方式。手工撿拾殘膜勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)工費(fèi)時(shí)且回收率低，撿拾不干凈，時(shí)間長(zhǎng)了帶來(lái)殘膜的積累，對(duì)土地嚴(yán)重的污染，嚴(yán)重影響弄作物的生長(zhǎng)。季節(jié)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，研究各種經(jīng)濟(jì)使用的殘膜回收機(jī)對(duì)于減少土地污染以及保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
2、 本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
據(jù)文獻(xiàn)，我國(guó)農(nóng)業(yè)殘膜回收機(jī)主要有兩大類：一是苗期殘膜回收機(jī)。在玉米、棉花等農(nóng)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，破損不是很嚴(yán)重，有利于殘膜回收，同時(shí)進(jìn)行中耕作業(yè)。代表機(jī)型有：研制的MSM-3苗期殘膜回收機(jī)和東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的MS-2玉米苗期殘膜回收機(jī)等。兩種機(jī)具殘膜回收率都在85%以上，單機(jī)生產(chǎn)率在0.3km2/h，傷苗率在1%以下，配套動(dòng)力為18.38kw的小四輪拖拉機(jī)。這兩種機(jī)型均是運(yùn)用輪上的帶齒的卷膜輪將起膜鏟鏟起的殘膜挑起來(lái)收集。其收膜工作部件不需要?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用和調(diào)整方便，工作可靠，傷苗率低，收凈率和生產(chǎn)效率比較高。
二是收獲后殘膜回收機(jī)。作物收獲后，耕、整地或者作物收獲前，將地里殘膜收起，或者整地的同時(shí)將殘膜收起。目前已經(jīng)見(jiàn)于文獻(xiàn)的有、甘肅、陜西、山西、內(nèi)蒙古以及中國(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)。其收膜工藝都是磨邊松土、起膜鏟將地表殘膜收起、挑膜齒挑起殘膜，最后，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)收膜部件的主要機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種：（1）伸縮桿齒式撿拾滾筒。該種收膜機(jī)構(gòu)工作可靠，殘膜收凈率高，但是該機(jī)構(gòu)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-850型殘膜回收機(jī)。殘膜收凈率90%、工作效率0.3km2/h、配套動(dòng)力在13.2kw的小四輪拖拉機(jī)。由理論計(jì)算，滾筒的最低轉(zhuǎn)速必須75r/min，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以120r/min最適宜。（2）彈齒式拾膜部件。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QS-2型秋后殘膜回收機(jī)，殘膜收凈率90%，生產(chǎn)率在0.3km2/h，配套動(dòng)力為13.2kw的小四輪拖拉機(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。（3）鏟式起茬收膜部件。其在起茬的同時(shí)將殘膜一起鏟起經(jīng)輸送帶送入鼠籠式旋轉(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)土壤的性能有一定的要求，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1MC-70型地膜回收起茬機(jī)，殘膜與根茬收凈率90%，生產(chǎn)率在0.2~0.3km2/h，配套動(dòng)力為11.03kw小四輪拖拉機(jī)，起茬起膜深度8~10cm，機(jī)組作業(yè)速度3~4km/h。（4）輪齒式收膜部件。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0.2~0.3km2/h，配套動(dòng)力為11.03kw小四輪拖拉機(jī)。（5）齒鏈?zhǔn)绞漳げ考?。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。
3、 對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
成功設(shè)計(jì)出伸縮扒指式小型殘膜回收機(jī)要求
（1） 該機(jī)械與15~20馬力的拖拉機(jī)配套。
（2） 適用于作物收獲后的殘膜回收作業(yè)。
（3） 要求該機(jī)械將邊膜、中膜分別回收。
（4） 工作可靠，回收效率高。
（5） 完成整機(jī)設(shè)計(jì)圖紙，并撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
可行性分析：殘膜回收機(jī)的收膜工藝應(yīng)為，邊膜松土-入土起膜-拾膜-卸膜-集膜。經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)配置，殘膜回收率可以達(dá)到技術(shù)要求。
4、 本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路
(1)機(jī)架。用于工作部件的安裝固定,其材料為農(nóng)業(yè)機(jī)械專用矩形管。
(2)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。由地輪、地輪軸、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、軸承等部件組成。
(3)起膜機(jī)構(gòu)。采用帶齒翼形鏟或三角弓形齒狀鏟結(jié)構(gòu),有良好的入土性能及較小的工作阻力,完成玉米根茬的切斷和地膜與土壤的分離。
(4)撿膜機(jī)構(gòu)。采用伸縮扒指式撿膜器,將地表及地膜以下的殘膜撿拾起。
(5)集膜機(jī)構(gòu)。采用曲柄擺桿機(jī)構(gòu),有合理的行程及上抬高度,消除殘膜滾筒與撥桿的纏繞及返回帶膜現(xiàn)象,并將殘膜集中到膜箱中。
因?yàn)橐獙⑦吥じ心し謩e回收，起膜機(jī)構(gòu)跟撿膜機(jī)構(gòu)應(yīng)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)研究對(duì)象。要想將邊膜跟中膜分別回收，就應(yīng)在邊膜位置設(shè)備前端增加起膜鏟，以便于將邊膜翻出。撿膜機(jī)構(gòu)則分側(cè)重點(diǎn)的撿拾：中膜方位主要側(cè)重于地表殘膜，邊膜方位的撿拾則側(cè)重于地下或跟泥土混合的殘膜。
5、 完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法先要說(shuō)明你完成設(shè)計(jì)需要那些條件，再說(shuō)明你如何解決
（1）了解殘膜回收機(jī)行業(yè)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：上網(wǎng)和圖書(shū)館查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)。
（2）確定設(shè)計(jì)方案：參考資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)，問(wèn)詢老師、同學(xué)。
（3）了解伸縮扒指機(jī)構(gòu)，上網(wǎng)和圖書(shū)館查閱，到學(xué)校工廠進(jìn)行實(shí)際測(cè)量這不是方法
（4）畫(huà)裝配圖：利用運(yùn)用AutoCAD軟件制圖
（5）計(jì)算校核：參考資料書(shū)中的計(jì)算方法和公式等進(jìn)行計(jì)算校核
6、 完成本課題的方案及進(jìn)度計(jì)劃
完成本課題的方案：
1．下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，2011-12-01
2．查閱相關(guān)文獻(xiàn)，并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告，2011-12-20
3．查閱相關(guān)資料并實(shí)地考察，進(jìn)行測(cè)量，比較，確定設(shè)計(jì)方案。進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查并填寫(xiě)記錄表，2012-04-18
4．對(duì)各部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算，完成設(shè)計(jì)及圖紙，并撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。下達(dá)審閱意見(jiàn)修改意見(jiàn)單，進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，2012-05-11
5．完成畢業(yè)設(shè)計(jì)定稿，2012-05-25
6．畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯，2012-05-26
7、 主要參考文獻(xiàn)
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