彈齒式收膜機(jī)集膜裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、地膜覆蓋栽培技術(shù)是增加農(nóng)作物產(chǎn)量的有效途徑，隨著地膜使用的逐年增加，殘余地膜造成的“白色污染”也日益嚴(yán)重。由于人工拾膜效率低下，機(jī)械拾膜仍然是殘膜處理的主要途徑。本課題主要進(jìn)針對(duì)彈齒式收膜機(jī)的集膜輸送裝置進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并設(shè)計(jì)了新的撥齒式集膜機(jī)構(gòu)，旨在提高集膜機(jī)構(gòu)的集膜率，增大撥齒推膜距離，以增加集膜箱的儲(chǔ)膜量，減少卸膜次數(shù)，延長(zhǎng)工作時(shí)間，為進(jìn)一步研究打下基礎(chǔ)。文章主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究：
　　 （1）首先，根據(jù)彈齒式收膜

2、機(jī)彈齒收膜軌跡建立了與之配合的集膜軌跡曲線。在撥齒機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中采用matlab的數(shù)學(xué)建模設(shè)計(jì)技術(shù)，先建立起所需連桿機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，再計(jì)算出撥齒機(jī)構(gòu)機(jī)齒的軌跡方程，最后通過(guò)集膜撥齒軌跡上的任意5點(diǎn)坐標(biāo)逆推計(jì)算出撥齒連桿機(jī)構(gòu)各桿的長(zhǎng)度。
　　 （2）通過(guò)Pro-E的實(shí)體造型和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真功能對(duì)撥齒集膜機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，為進(jìn)一步的提高機(jī)器的收膜效率和彈齒式收膜機(jī)的理論設(shè)計(jì)研究打下理論基礎(chǔ)。
　　 （3）實(shí)驗(yàn)使用春膜和秋膜兩個(gè)不同

3、階段的地膜分別進(jìn)行，以便后期進(jìn)行對(duì)比研究。分別使用兩種機(jī)構(gòu)對(duì)影響拾膜率和集膜率的5個(gè)參數(shù)進(jìn)行單因素試驗(yàn)。分析了各因素改變情況下，拾膜率和集膜率產(chǎn)生變化的原因后，從中選出3個(gè)對(duì)收膜機(jī)工作參數(shù)影響較大的因素，進(jìn)行多因素試驗(yàn)，最終選定的3個(gè)因素是：機(jī)器行進(jìn)速度、彈齒的挑膜線速度與機(jī)器行進(jìn)速度的比值、彈齒與托膜鏟入土深度。
　　 （4）多因素試驗(yàn)采用二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)方法，按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)后用Design-Expert軟件對(duì)

4、數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，建立了拾膜率和集膜率的回歸數(shù)學(xué)模型，并且分別進(jìn)行了優(yōu)化處理、F檢驗(yàn)、應(yīng)用驗(yàn)證等分析。
　　 （5）通過(guò)軟件對(duì)收膜機(jī)使用不同集膜機(jī)構(gòu)時(shí)可能的最佳工況進(jìn)行了分析研究。結(jié)論是：撥齒機(jī)構(gòu)當(dāng)機(jī)器行進(jìn)速度為0.92m/s、彈齒的挑膜線速度與機(jī)器行進(jìn)的速度比i為1.55、彈齒與托膜鏟的入土深度h為130.7mm時(shí)，彈齒式收膜機(jī)使用撥齒機(jī)構(gòu)的性能達(dá)到最優(yōu)值，其中秋膜拾膜率達(dá)到92.58％，秋膜集膜率為89.41％,由于春膜較秋

5、膜破損更為嚴(yán)重，其強(qiáng)度要低于秋膜，所以春膜拾膜率為90.58％，春膜集膜率為81.35％，以上數(shù)據(jù)可以滿足收膜機(jī)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正常工作需求；推板機(jī)構(gòu)當(dāng)機(jī)器行進(jìn)速度為0.82m/s、彈齒的挑膜線速度與機(jī)器行進(jìn)的速度比i為1.52、彈齒與托膜鏟的入土深度h為120.15mm時(shí)，彈齒式收膜機(jī)使用推板機(jī)構(gòu)的性能達(dá)到最優(yōu)值，其中秋膜拾膜率達(dá)到91.37％，秋膜集膜率為94.9％,春膜拾膜率為89.18％，春膜集膜率為92.50％，以上數(shù)據(jù)可以滿足收膜

6、機(jī)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的正常工作要求。在兩種機(jī)構(gòu)的最佳工作條件下，撥齒機(jī)構(gòu)的拾膜率和集膜率均不及原有推板機(jī)構(gòu)，但兩者相距不大，并且當(dāng)保證機(jī)器的收膜率時(shí)，使用撥齒機(jī)構(gòu)機(jī)器的行進(jìn)速度可以高于推板機(jī)構(gòu)。
　　 （6）新型撥齒集膜機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，基本滿足初始設(shè)計(jì)目的，試驗(yàn)結(jié)構(gòu)有力地說(shuō)明，通過(guò)matlab和Pro-E兩種工具軟件的使用，進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)步驟，減少了工作量，尤其是使用Pro-E進(jìn)行實(shí)體造型和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，虛擬裝配運(yùn)行的樣機(jī)，可