【摘要】：地膜覆蓋種植技術(shù)是一種新型農(nóng)業(yè)種植技術(shù),在農(nóng)作物種植上得到廣泛應(yīng)用,不僅給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大經(jīng)濟(jì)效益,也給農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。針對(duì)國內(nèi)現(xiàn)有殘膜回收設(shè)備殘膜回收率低、殘膜易纏繞收膜部件、膜雜分離困難、脫膜效果差和殘膜含雜量高導(dǎo)致回收的殘膜不能再利用等問題,設(shè)計(jì)了一種夾指鏈?zhǔn)綒埬せ厥昭b置。采用理論分析和試驗(yàn)的方法對(duì)整個(gè)裝置中各個(gè)關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究,確定其結(jié)構(gòu)尺寸和工作參數(shù),然后通過田間試驗(yàn)來測(cè)試裝置的工作性能。經(jīng)田間試驗(yàn)測(cè)試,該裝置能滿足殘膜回收作業(yè)的技術(shù)要求,設(shè)計(jì)研究成果可用于研制新型殘膜回收機(jī)。通過對(duì)新疆棉田進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研,得到了新疆棉花種植模式以及地膜在田間的鋪設(shè)情況;通過對(duì)殘膜試樣進(jìn)行抗拉特性試驗(yàn),得出秋后0.01mm的農(nóng)用地膜拉斷時(shí)拉斷力的最大值為3.41N。根據(jù)夾指鏈?zhǔn)綒埬せ厥昭b置整體結(jié)構(gòu)和工作原理,對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行理論分析和試驗(yàn)研究,確定了收膜裝置和脫膜裝置各關(guān)鍵部件的尺寸參數(shù)。運(yùn)用三維軟件依次建立各個(gè)零件模型,將各零部件進(jìn)行收膜裝置三維實(shí)體模型的裝配,驗(yàn)證其配合關(guān)系是否合理。對(duì)收膜作業(yè)過程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,得出夾指末端運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算方程,分別推導(dǎo)出了各階段的絕對(duì)加速度與速度、夾指入土深度和夾指在地表土層中劃過長(zhǎng)度的計(jì)算公式,確定了夾指工作長(zhǎng)度L1=165 mm,夾指鏈線速度與機(jī)組作業(yè)速度的比值k=0.6,夾指入土深度h1為77.3~83.6mm;通過對(duì)脫膜機(jī)理的分析,確定了脫膜裝置中各零部件的位置關(guān)系及脫膜輪軸的工作轉(zhuǎn)速n2=220r/min;根據(jù)k值對(duì)收膜傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),并對(duì)收膜傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比進(jìn)行了分配。根據(jù)夾指鏈?zhǔn)綒埬せ厥昭b置的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)確定了影響收膜率的三個(gè)因素,應(yīng)用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行組合試驗(yàn),并進(jìn)行多元回歸擬合分析,通過響應(yīng)曲面分析得出三因素對(duì)殘膜回收率的影響強(qiáng)度依次為夾指工作長(zhǎng)度、機(jī)組作業(yè)速度與夾指鏈線速度的比值k、機(jī)組作業(yè)速度,確定了最佳參數(shù)組合夾指工作長(zhǎng)度為160mm,機(jī)組作業(yè)速度為4.7km/h,機(jī)組作業(yè)速度與夾指鏈線速度的比值k為0.7。田間試驗(yàn)表明,此時(shí)殘膜回收率達(dá)到91.05%,與參數(shù)優(yōu)化值相對(duì)誤差在2%以內(nèi),驗(yàn)證了所建立模型的可靠性,脫膜輪轉(zhuǎn)速為220 r/min時(shí),平均脫膜率達(dá)98.74%。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S223.5
【圖文】：

[9-12]。圖1-1 農(nóng)作物鋪膜種植Fig.1-1 Mulching cultivation of crops地膜覆蓋栽培技術(shù)在農(nóng)作物種植上的普遍應(yīng)用，不僅給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也給農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。農(nóng)用塑料地膜材料為人工合成的高分子化合物，其主要成份為聚乙烯、聚氯乙烯等高分子化合物，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性好，殘留在土壤中需 200 年左右才能分解[13-14]。自該技術(shù)推廣以來，國內(nèi)耕田中殘留的殘膜累積量已超過上百萬噸，每年新增殘膜就高達(dá) 18kg/hm2，給農(nóng)田帶來了嚴(yán)重的污染[15]。農(nóng)用地

觸目驚心的“白色災(zāi)難”（如圖 1-2 所示）。殘膜污染問題若不及時(shí)治理，國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將不可持續(xù)發(fā)展，中國的農(nóng)產(chǎn)品安全問題將會(huì)受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。圖1-2 農(nóng)作物鋪膜種植Fig.1-2 The pollution situation of agricultural residual plastic film目前解決殘膜污染問題的方式主要有人工回收殘膜、機(jī)械回收殘膜和使用可降解地膜，人工撿拾殘膜勞動(dòng)強(qiáng)度較大，回收成本高，工作環(huán)境差，殘膜回收率低，國內(nèi)可降解地膜技術(shù)發(fā)展還處于起步階段，且鋪設(shè)成本較高，農(nóng)戶難以接受，因此，機(jī)械化回收

關(guān)國外殘膜回收機(jī)的相關(guān)文獻(xiàn)與研究相對(duì)較少，國外研制的殘膜回收機(jī)結(jié)構(gòu)與原理相對(duì)簡(jiǎn)單，一般主要有起膜鏟、卷膜輥和控制裝置等部分組成，如圖 1-3 所示。圖1-3 國外典型殘膜回收機(jī)類型Fig.1-3 Foreign typical types machine for recycling agricultural plastic film1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀由于國內(nèi)目前使用的農(nóng)用地膜厚度在 0.008-0.01mm 之間，地膜強(qiáng)度較低，回收時(shí)易被撕裂扯斷，因此國外的殘膜回收機(jī)類型不宜用于國內(nèi)殘膜回收作業(yè)。經(jīng)過研究人員近 30 多年的努力，研制了各種各樣的殘膜回收機(jī)類型，按照收膜工藝要求和作業(yè)時(shí)間可分為苗期殘膜回收機(jī)、秋后殘膜回收機(jī)和播前整地殘膜回收機(jī)三類[36-37]。苗期收膜主要是在作物生長(zhǎng)時(shí)期將地膜回收，此時(shí)期的地膜鋪設(shè)時(shí)間較短，破損程度較輕，一般由人工配合簡(jiǎn)單卷膜機(jī)構(gòu)就能將殘膜收回。苗期收膜的機(jī)械類型主要有新疆兵團(tuán)農(nóng)機(jī)推廣站研制的 CSM-130 齒鏈?zhǔn)綉覓焓漳C(jī)[38]，主要由中型拖拉機(jī)配套使用，利用無心圓輥卷膜。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)楊麗[39-40]等對(duì)苗期殘膜回收機(jī)做了相關(guān)研究，設(shè)計(jì)出的一種玉米苗期地膜回收機(jī)。這類機(jī)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2764595