【摘要】：地膜覆蓋栽培技術(shù)具有增溫、保水的優(yōu)點,現(xiàn)已普遍應用于我國多種農(nóng)作物的種植中。隨著地膜使用數(shù)量的持續(xù)增加,殘地膜不能完全回收造成了嚴重的“白色污染”問題。我國大部分地區(qū)殘地膜回收的方式是人工撿拾,人工撿拾耗費大量人力時間,撿拾效果仍然不理想,因此,大力發(fā)展機械回收地膜勢在必行。為了提高殘地膜的回收率,改善拾膜、卸膜機構(gòu)工作可靠性,本文對桿齒式拾膜機構(gòu)進行改進優(yōu)化設(shè)計,設(shè)計了柔性刮板式卸膜機構(gòu)。對完成改進設(shè)計的拾膜、卸膜機構(gòu)進行理論分析、仿真與試驗研究,主要內(nèi)容包括：(1)運用Matlab軟件對拾膜機構(gòu)主要部件凸輪滑道軌跡進行三次樣條插值擬合,生成優(yōu)化后的滑道軌跡。對桿齒式拾膜機構(gòu)和卸膜機構(gòu)進行了運動學分析,建立了拾膜機構(gòu)和卸膜機構(gòu)的速度、位移及加速度模型,得到拾膜過程中桿齒末端的各項參數(shù)和卸膜輥的運動參數(shù)。通過對拾膜、卸膜機構(gòu)的運動學分析,得出拾膜機構(gòu)各傳動部件的動力學平衡方程和卸膜機構(gòu)保證卸膜的必要條件。(2)運用非線性有限元法對桿齒與地膜、桿齒與卸膜刮板的接觸進行分析,得出拾膜過程中地膜與桿齒接觸時的應力、應變和桿齒的變形量以及卸膜過程中卸膜刮板在有摩擦和無摩擦情況下卸膜刮板的變形量。通過UG對拾膜、卸膜機構(gòu)進行三維建模,對拾膜機構(gòu)進行運動仿真,追蹤出桿齒末端運動軌跡,對拾膜機構(gòu)各個部件的速度和不同速比下的加速度進行分析,驗證仿真結(jié)果與理論分析的一致性。(3)運用ANSYS Workbench對拾膜、卸膜機構(gòu)的主要部件進行了靜力學和接觸力學分析,通過對拾膜桿齒、桿齒軸的靜力學分析,得出最大應力發(fā)生在桿齒根部位置,最大應力值為544.64MPa,小于材料屈服強度1225MPa,滿足工作強度要求。通過對卸膜刮板與桿齒的接觸分析得出,最大變形發(fā)生在卸膜刮板邊角處,最大變形量為43.882mm,最大應力點在卸膜刮板邊緣處,最大應力值為2.06×10 MPa,機構(gòu)主要部件滿足強度要求。(4)利用高速攝像系統(tǒng)對桿齒式撿拾機構(gòu)的實際工作過程進行了分析,桿齒末端相對運動軌跡與理論分析及仿真結(jié)果一致；卸膜刮板卸膜過程中的形變范圍在42.126mm-49.733mm之間,與有限元分析結(jié)果一致,滿足理論分析和殘膜脫卸要求。(5)通過正交試驗找到機具較優(yōu)工作匹配參數(shù),機具行進速度與桿齒挑膜線速度比對拾膜率的影響最為顯著,機具行進速度的變化對拾膜率的影響比較顯著,桿齒入土深度不顯著。當機具行進速度與桿齒軸線速比為1.5、機具行進速度為0.85 m/s、桿齒的入土深度為50mm時拾膜率和卸膜率均較優(yōu)。
【學位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S223.5

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