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伸縮扒指式小型殘膜回收機的設計
1、 本課題的來源及研究的目的和意義
自20世紀70年代起,我國開始將地膜覆蓋技術(shù)應用于棉花生產(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，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，從而促進植株生長發(fā)育，提早開花結(jié)果，增加產(chǎn)量、減少勞動力成本等作用。該技術(shù)不僅可以大幅度提高冷浸爛泥田、高崗望天田和缺水田的水稻產(chǎn)量，而且對解決我國水資源比較缺乏的問題具有重要的作用。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)應用。
地膜覆蓋技術(shù)有如此優(yōu)點，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)對多年使用地膜的棉田調(diào)查, 殘膜對棉田的污染和危害逐年加重, 導致土壤容重增加, 影響棉花種子發(fā)芽出苗, 產(chǎn)量降低。
所以，要注重對農(nóng)業(yè)殘膜的回收。目前，殘膜的回收有人工撿拾和機械回收兩種方式。手工撿拾殘膜勞動強度大，費工費時且回收率低，撿拾不干凈，時間長了帶來殘膜的積累，對土地嚴重的污染，嚴重影響弄作物的生長。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)濟使用的殘膜回收機對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、 本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
據(jù)文獻，我國農(nóng)業(yè)殘膜回收機主要有兩大類：一是苗期殘膜回收機。在玉米、棉花等農(nóng)作物中耕作業(yè)時揭膜回收。此時，由于地膜使用時間短，破損不是很嚴重，有利于殘膜回收，同時進行中耕作業(yè)。代表機型有：研制的MSM-3苗期殘膜回收機和東北農(nóng)業(yè)大學研制的MS-2玉米苗期殘膜回收機等。兩種機具殘膜回收率都在85%以上，單機生產(chǎn)率在0.3km2/h，傷苗率在1%以下，配套動力為18.38kw的小四輪拖拉機。這兩種機型均是運用輪上的帶齒的卷膜輪將起膜鏟鏟起的殘膜挑起來收集。其收膜工作部件不需要動力驅(qū)動，結(jié)構(gòu)簡單，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。作物收獲后，耕、整地或者作物收獲前，將地里殘膜收起，或者整地的同時將殘膜收起。目前已經(jīng)見于文獻的有、甘肅、陜西、山西、內(nèi)蒙古以及中國農(nóng)業(yè)大學和東北農(nóng)業(yè)大學等有關單位研制的收獲后殘膜回收機。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構(gòu)。目前國內(nèi)收膜機收膜部件的主要機構(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。該種收膜機構(gòu)工作可靠，殘膜收凈率高，但是該機構(gòu)結(jié)構(gòu)復雜，造價偏高。如甘肅省農(nóng)機推廣站研制的1FMJ-850型殘膜回收機。殘膜收凈率90%、工作效率0.3km2/h、配套動力在13.2kw的小四輪拖拉機。由理論計算，滾筒的最低轉(zhuǎn)速必須75r/min，并經(jīng)實驗驗證，以120r/min最適宜。（2）彈齒式拾膜部件。由地輪帶動收膜彈齒工作，結(jié)構(gòu)簡單，殘膜收凈率高。機構(gòu)中需要一個控制收膜彈齒工作位置的曲線軌跡滑道便于脫膜，因而給制造帶來一定的困難，同時，該種收膜部件也無法實現(xiàn)殘膜與雜草的分離。如東北農(nóng)業(yè)大學研制的QS-2型秋后殘膜回收機，殘膜收凈率90%，生產(chǎn)率在0.3km2/h，配套動力為13.2kw的小四輪拖拉機。根據(jù)理論計算與試驗驗證，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。其在起茬的同時將殘膜一起鏟起經(jīng)輸送帶送入鼠籠式旋轉(zhuǎn)滾筒進行土茬分離，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，收凈率高，但其對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，會給殘膜的再生利用帶來困難。如內(nèi)蒙古商都牧機廠研制的1MC-70型地膜回收起茬機，殘膜與根茬收凈率90%，生產(chǎn)率在0.2~0.3km2/h，配套動力為11.03kw小四輪拖拉機，起茬起膜深度8~10cm，機組作業(yè)速度3~4km/h。（4）輪齒式收膜部件。該種收膜機構(gòu)采用苗期收膜機的收膜部件，靠收膜輪與地面的摩擦力轉(zhuǎn)動收膜，結(jié)構(gòu)簡單，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，對于破損不嚴重的殘膜收凈率比較高，具有很大的應用前景，對于厚度在0.008mm以上的標準地膜，該機構(gòu)是一種比較理想的殘膜回收機構(gòu)。如東北農(nóng)業(yè)大學研制的小型殘膜回收機，采用該收膜部件，在地膜破損不嚴重的情況下，殘膜收凈率90%左右，生產(chǎn)率在0.2~0.3km2/h，配套動力為11.03kw小四輪拖拉機。（5）齒鏈式收膜部件。其結(jié)構(gòu)簡單、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)的最大特點是由于其整個結(jié)構(gòu)可以向縱向設置，可以前置，有利于整地復式作業(yè)。
目前國內(nèi)收膜機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)有機型的脫膜效果看，對于采用伸縮桿齒式撿拾滾筒收膜部件的收膜機，應用輸送帶脫膜比較理想；對于采用輪齒式收膜部件和齒鏈式收膜部件的收膜機應用刮板輪和脫膜桿脫膜或采用輸送帶脫膜比較理想；對于采用彈齒式拾膜機構(gòu)的收膜機，應用推膜板脫膜比較理想。集膜部件主要有集膜箱和卷膜輪。從集膜效果看對于破損較輕連續(xù)性好的殘膜應用卷膜輪集膜的效果較好；反之，集膜箱較好。
3、 對課題所涉及的任務要求及實現(xiàn)預期目標的可行性分析
成功設計出伸縮扒指式小型殘膜回收機要求
（1） 該機械與15~20馬力的拖拉機配套。
（2） 適用于作物收獲后的殘膜回收作業(yè)。
（3） 要求該機械將邊膜、中膜分別回收。
（4） 工作可靠，回收效率高。
（5） 完成整機設計圖紙，并撰寫設計說明書。
可行性分析：殘膜回收機的收膜工藝應為，邊膜松土-入土起膜-拾膜-卸膜-集膜。經(jīng)過合理的設計和機構(gòu)配置，殘膜回收率可以達到技術(shù)要求。
4、 本課題需要重點研究的、關鍵的問題及解決的思路
(1)機架。用于工作部件的安裝固定,其材料為農(nóng)業(yè)機械專用矩形管。
(2)傳動機構(gòu)。由地輪、地輪軸、鏈傳動、齒輪傳動、軸承等部件組成。
(3)起膜機構(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)集膜機構(gòu)。采用曲柄擺桿機構(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。
因為要將邊膜跟中膜分別回收，起膜機構(gòu)跟撿膜機構(gòu)應是設計的重點研究對象。要想將邊膜跟中膜分別回收，就應在邊膜位置設備前端增加起膜鏟，以便于將邊膜翻出。撿膜機構(gòu)則分側(cè)重點的撿拾：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明你完成設計需要那些條件，再說明你如何解決
（1）了解殘膜回收機行業(yè)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：上網(wǎng)和圖書館查閱相關資料文獻。
（2）確定設計方案：參考資料，進行設計，問詢老師、同學。
（3）了解伸縮扒指機構(gòu)，上網(wǎng)和圖書館查閱，到學校工廠進行實際測量這不是方法
（4）畫裝配圖：利用運用AutoCAD軟件制圖
（5）計算校核：參考資料書中的計算方法和公式等進行計算校核
6、 完成本課題的方案及進度計劃
完成本課題的方案：
1．下達畢業(yè)設計任務書，2011-12-01
2．查閱相關文獻，并完成畢業(yè)設計開題報告，2011-12-20
3．查閱相關資料并實地考察，進行測量，比較，確定設計方案。進行畢業(yè)設計中期檢查并填寫記錄表，2012-04-18
4．對各部分機構(gòu)設計、計算，完成設計及圖紙，并撰寫設計說明書。下達審閱意見修改意見單，進行設計修改，2012-05-11
5．完成畢業(yè)設計定稿，2012-05-25
6．畢業(yè)設計答辯，2012-05-26
7、 主要參考文獻
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