發(fā)布時(shí)間：2020-11-04 05:19

　　 覆膜種植技術(shù)帶來農(nóng)作物增產(chǎn)增收的同時(shí)也造成了土地的“白色污染”。通過實(shí)地調(diào)研和查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),殘膜回收主要以人工回收為主,缺少效率高、適應(yīng)性強(qiáng)的殘膜回收機(jī)具。本文通過秋后殘膜的分布特點(diǎn)、力學(xué)特性和殘膜回收機(jī)的作業(yè)條件的研究,創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種具有單體仿形功能和自動(dòng)卸膜功能的立稈殘膜回收機(jī),理論分析研究了主要部件的工作過程及其受力特點(diǎn),最后通過田間試驗(yàn)驗(yàn)證其工作性能滿足設(shè)計(jì)要求。主要研究內(nèi)容如下:通過田間調(diào)研,發(fā)現(xiàn)目前棉花種植多采用一膜六行的種植模式,秋后殘膜成片存于地表,縱向分布在100mm以上的耕層內(nèi);對厚度為0.008mm的殘膜進(jìn)行拉伸試驗(yàn)研究,得到殘膜平均拉伸力為0.941N,平均斷裂拉伸位移212.6mm,平均斷裂延長率212.6%;通過田間實(shí)地測得60mm處棉花莖稈的平均直徑為14.4mm,株高一般為600mm-800mm;在此基礎(chǔ)上對棉花莖稈的剪切力進(jìn)行理論分析。根據(jù)作業(yè)條件的調(diào)查研究,確定了立稈殘膜回收機(jī)的結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù),整機(jī)主要由懸掛機(jī)架、雙立軸四桿仿形機(jī)構(gòu)、摟膜裝置、卸膜機(jī)構(gòu)、起膜邊機(jī)構(gòu)、護(hù)禾板等組成;對懸掛機(jī)架、卸膜機(jī)構(gòu)、起膜邊機(jī)構(gòu)、護(hù)禾板進(jìn)行了設(shè)計(jì),運(yùn)用Solid Works軟件建立立稈殘膜回收機(jī)的虛擬模型,避免運(yùn)動(dòng)干涉。根據(jù)上下對地仿形與左右對行仿形技術(shù)要求,對雙立軸四桿仿形機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);通過對其在XOY面與XOZ面的受力分析,確定了機(jī)構(gòu)的各個(gè)參數(shù):根據(jù)初始工作角和向下仿形的最大運(yùn)動(dòng)位移,設(shè)計(jì)出四桿連接桿的長度為349mm,向上的最大運(yùn)動(dòng)位移為90mm。根據(jù)左右仿形的最大運(yùn)動(dòng)位移為80mm,確定左右仿形角為13°。根據(jù)立稈摟膜的思想與技術(shù)要求,對摟膜裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì),利用Hypermesh有限元仿真軟件對摟膜彈齒進(jìn)行前處理,MSC.Nastran計(jì)算出其最大應(yīng)力是334.7MPa,遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力,滿足強(qiáng)度要求。對摟膜彈齒進(jìn)行模態(tài)分析,發(fā)現(xiàn)局部變形較為嚴(yán)重,通過對其進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),相對位移量降低。制作出物理樣機(jī);對立稈殘膜回收機(jī)進(jìn)行了田間性能試驗(yàn),試驗(yàn)表明:當(dāng)摟膜彈齒入土角度為20°-30°、摟膜彈齒安裝間距為70mm、平均作業(yè)速度為1.8m/s-2.2m/s作業(yè)時(shí),殘膜回收率達(dá)到90.2%,且生產(chǎn)效率最高可達(dá)到2.6hm2/h。較好地滿足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)要求。
【學(xué)位單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S223.5
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容與目標(biāo)
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究目標(biāo)
    1.4 研究方法與技術(shù)路線
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技術(shù)路線
    1.5 本章小結(jié)
第二章 立稈殘膜回收機(jī)作業(yè)條件的測定
    2.1 秋后田間殘膜分布情況的分析
        2.1.1 棉花種植模式
        2.1.2 秋后殘膜地表分布特征
        2.1.3 秋后殘膜耕層分布特征
    2.2 殘膜物理力學(xué)特性的測試
        2.2.1 試驗(yàn)對象及方法
        2.2.2 試驗(yàn)過程
        2.2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.3 棉花莖稈特征與物理機(jī)械特性分析
        2.3.1 棉花莖稈直徑與高度
        2.3.2 棉花莖稈的力學(xué)特性分析
        2.3.3 護(hù)禾板與棉花莖稈相互作用的力學(xué)分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 立稈殘膜回收機(jī)的設(shè)計(jì)
    3.1 立稈殘膜回收機(jī)的設(shè)計(jì)要求
    3.2 整機(jī)方案設(shè)計(jì)和工作原理
        3.2.1 整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.2 工作原理
    3.3 其它部件的設(shè)計(jì)
        3.3.1 懸掛機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        3.3.2 卸膜機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        3.3.3 仿形護(hù)禾板的設(shè)計(jì)
        3.3.4 起膜邊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        3.3.5 限深輪的設(shè)計(jì)
    3.4 虛擬樣機(jī)模型的建立
    3.5 本章小結(jié)
第四章 雙立軸四桿仿形機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
    4.1 雙立軸四桿仿形機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求
    4.2 雙立軸四桿仿形機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.3 雙立軸四桿仿形機(jī)構(gòu)的工作原理
    4.4 雙立軸四桿仿形機(jī)構(gòu)的受力分析
        4.4.1 上下對地仿形時(shí)受力分析
        4.4.2 左右對行仿形時(shí)受力分析
    4.5 雙立軸四桿仿形機(jī)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算
        4.5.1 雙立軸四桿仿形機(jī)構(gòu)連接桿的牽引角 θ 的確定
        4.5.2 雙立軸四桿仿形機(jī)構(gòu)的橫向安裝距離D的確定
        4.5.3 仿形機(jī)構(gòu)長度L的確定
    4.6 基于ADAMS的雙立軸四桿仿形機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 摟膜裝置的設(shè)計(jì)
    5.1 摟膜裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.1.1 摟膜彈齒的排列
        5.1.2 摟膜彈齒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.2 摟膜彈齒有限元分析
        5.2.1 摟膜彈齒的作業(yè)阻力分析
        5.2.2 摟膜彈齒的有限元模型的建立
        5.2.3 摟膜彈齒的靜應(yīng)力分析
        5.2.4 摟膜彈齒的模態(tài)分析
        5.2.5 摟膜彈齒的結(jié)構(gòu)改進(jìn)
    5.3 本章小結(jié)
第六章 田間性能試驗(yàn)
    6.1 樣機(jī)制作
        6.1.1 樣機(jī)加工制作
        6.1.2 主要技術(shù)參數(shù)
    6.2 田間試驗(yàn)
        6.2.1 試驗(yàn)?zāi)康呐c方案
        6.2.2 試驗(yàn)條件與設(shè)備
        6.2.3 測試區(qū)與測試點(diǎn)的確定
        6.2.4 試驗(yàn)因素及水平范圍
        6.2.5 試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)與分析
    6.3 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
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