玉米地膜回收关键技术理论分析与试验研究

发布时间：2016-11-09 16:39

第一章绪论

我国从八十年代初期,逐渐意识到地膜回收的重要,农业机械科研人员相继投身于地膜回收机的研制推广中,目前各地己经研制出数十种地膜回收机械,部分机型也在实际生产中大面积推广使用。农机农艺相结合.农业机械的研究设计要与农艺相配营，随着农业生产中滴灌技术的发展,农机的研制也发生比较大的变化,地膜回收按照农艺要求和作业时间基本可分为三类:一是苗期地表地膜回收;二是耕后地膜回收(也可再分为耕层内地膜回收与播前整地地膜回收两种);二是秋后地膜回收苗期地表地膜回收:主要机型均出自二十世纪末,回收的时间段在作物生长的中期,作物未生长成熟,根系不发达 ,易伤苗,同时由于铺膜时间短,地膜有较强的拉伸强度.依靠地膜的自身强度可将边膜强行带起,大多采用挑、缠回收原理苗期地膜回收机,大多结构简单.地膜回收率较高.但需要人工辅助,劳动强度较大,在使用中还必须保证供水方便(苗期地膜回收后需要絕水也就是保墙),在二十世纪末发展较快,但是在二十一世纪初随着滴灌技术的普及.苗期地膜回收机的使用告一段落典型的代表机具是;中国农业大学张东兴老师和候书林老师研究开发的玉米苗期残膜回收机如图新疆农业科学院农业机械化研究所薛文谨研究员研制QSM-2型苗期残膜回收机如图,上面两种苗期残膜回收机工作原理相似,都是采用松土将垄两侧的压膜±疏松,通过不同机构将地膜卷起,靠卷膜轮的旋转将膜绕在卷膜轮上或送入膜箱。

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第二章玉米地膜回收装置总体方案设计

2.1玉米地膜回收关键技术环节

玉米地膜回收工艺较为复杂,如图2-2在地膜回收前必须进行玉米茎轩收获,将23m长的茎杆回收,只留下高度在10cm的根甚。玉米地膜回收工作时,首先解决根巷,我们采取的是双圆盘机构进行切膜起茬王作,将根茬进行回收,然后采用边膜将边膜翻起,最后形成的地表与其它作物的地膜回收地表情况基本一致,因此可采用通用成熟地膜回收装备来回收地膜。

2.2玉米地膜回收装置总体设计

自90年代初,国内对残膜回收研究主要集中在棉花地地膜回收,涉及到玉米地地膜回收则主要为苗期残膜回收,而针对秋后玉米地膜回收则基本为空白,近年来甘肃省临夏州农机化技术推广站文霞老师的IMC-70型玉米残膜回收起茬机ISMSI,类似马铃薯挖掘机,将地膜及根茬一起经输送链输送到分离滚筒,对玉米地的地膜回收能起到一定的作用,但是造成玉米根茬和地膜及土块都混在一起无法分离,影响地膜的循环利用。而棉花地的残膜回收机对于玉米、葵花及烟草等大根若作物中则无法使用(根茬较大、气生根从地膜上方呈伞型从地膜穿过扎入土壤中,造成地膜被根荐牢牢抓住,不易回收,同时根茬对给膜部件有一定的阻碍)。目前国家及政府大力倡导循环农业、循环经济的现代农业,送就要求研制出根莲与地膜相分离,性能稳定,可靠性高,结构简单及地膜回收率高的农业装备,玉米地地膜回收装备研制,对国家玉米产业的发展有积极的促进作用。

第三章地膜及玉米根力学特性测定与分析..........24

3.1田间残膜残留情况调查..........24
3.2残膜力学性能测试..........26
3.3地膜测试结果与分析..........29
3.4玉米根茬植物学特性及为学分析..........36
3.5小结..........38
第四章边膜回收机理分析及试验研究..........40
4.1边膜护的设计要求..........40
4.2边膜护的种类..........40
第五章切膜起茬机理分析及有限元仿真..........50
5.1切膜起茬部件的设计要求及工作原理..........50
5.2圆盘参数的确定..........51
5.3圆盘与拨轮运动学分析..........55
5.4圆盘力学分析..........62
5.5切膜起荐装置仿真分析...........63
5.6小结..........69

第六章切膜起茬装置田间试验研究

6.1切膜起茬装置试制

为试验证双圆盘切膜起珪工作原理在实际工作中可行性.对切膜茬装置进行田间试验,试验对工作深度、工作速度及圆盘间距等参数进行试验设汁,通过动态应变测试方法对圆盘切膜茬试验装置进行田间动应力测试,并对数据处理及分析,得到双圆盛在实际工作条件的应力状态.为双圆盘的切膜起珪结构改进设计提供必要的依据。本次试验主要这到以下目的: (1)以固定角度情况下,切膜起茬的工作效果,包括入土情况.切膜情况, 起茬情况及密土的情况。(2)测量在不同的深度及速度情况下,切膜起在的工作效果,得出最佳的工作深度及工作速度。(3)掌握机构的受力情况.测定圆盘不同情况下的受力情况,为设计改进提供理论依据。

6.2试验条件及仪器设备

本次试验对切膜试验装置进行田间测定,由于双圆盘属于左右对称,两圆盘的受力一样,只是方向有所区别,因此只需要针对一侧圆盘进行测试,同时选择了与圆盘受力相关的3根梁来测试,选择试验装置7个测试点迸行应力测试,分布是悬挂梁正中上面及侧面,悬挂梁的一端上面,圆盘挂接横梁的一侧上面,前面四个点均布置单轴应变片,圆盘安装立撞,立柱在工作中受到弯曲和旋转复杂应力作用。应变花PS1,如图6-10所示。任选一处不受力或受力很小的地方,单独贴一片电阻应变片,作为温度补偿片。
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第七章结论与建议

本文以国家自然基金圆盘式切膜起茬机理及机构的研究51565060及新疆维吾尔自治区高技术研究发展项目,青胆玉米地机械化残膜回收装备研究(201511104)为背景,在对不同厚度的地膜的为学性能进行测试与分析的基础上,设计双圆盘装置进行切膜起巷,运用理论分析、虚拟样机仿真模拟与田间试验验证相结合的方法,研制了双圆盘切膜起荐机构、边膜起膜机构及拨送机构等玉米地膜回收装置,取得的主要研究结论如下:(1)通过对我国玉米种植情况及国内外地膜回收装备现状的调研,确定了玉米地膜回收机的设计方案,归纳总结了玉米地膜回收的关键技术,制定了玉米地膜回收的关键环节,提出了针对关键技术及环节的解决方案,对玉米地膜回收进行了总体设计,设计边膜解决边膜回收的问题,采取双圆盘机构进行切膜及起茬解决根茬对地膜回收的影响,同时配备目前地膜回收中普遍采用的通伸缩挑膜滚筒、脱膜机构和行走机构。(2)研究获得了不同时间、不同位置及不同厚度地膜拉伸性能的变化规律,发现地膜拉伸性能受到紫外线及风等因素的影响较大,地膜铺放在3060d拉伸性能指标下降较大,植株对紫外线及风有阻碍作用,近株端地膜拉伸性能明显优于远端,纵向地膜比横向地膜最大拉伸力普遍高出1/3左右,为此地膜回收机设计回收部件尽量沿着地膜铺放方向回收0.01mm地膜比0.008mm地膜拉伸性能有较大的提升,回收难度相对有所降低,有利于减少农田地膜残留量,但是在铺放0.01mm厚度地膜还不能采用世界普遍使用的缠绕方式回收,其根源地膜拉伸性能不能满足维绕方式回收要求。

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参考文献（略）

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本文编号：169292