彈齒式收膜機集膜裝置的設(shè)計與試驗研究.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”也日益嚴重。由于人工拾膜效率低下，機械拾膜仍然是殘膜處理的主要途徑。本課題主要進針對彈齒式收膜機的集膜輸送裝置進行了試驗研究，并設(shè)計了新的撥齒式集膜機構(gòu)，旨在提高集膜機構(gòu)的集膜率，增大撥齒推膜距離，以增加集膜箱的儲膜量，減少卸膜次數(shù)，延長工作時間，為進一步研究打下基礎(chǔ)。文章主要從以下幾個方面進行了研究：
　　 （1）首先，根據(jù)彈齒式收膜

2、機彈齒收膜軌跡建立了與之配合的集膜軌跡曲線。在撥齒機構(gòu)的設(shè)計過程中采用matlab的數(shù)學建模設(shè)計技術(shù)，先建立起所需連桿機構(gòu)的數(shù)學模型，再計算出撥齒機構(gòu)機齒的軌跡方程，最后通過集膜撥齒軌跡上的任意5點坐標逆推計算出撥齒連桿機構(gòu)各桿的長度。
　　 （2）通過Pro-E的實體造型和運動學仿真功能對撥齒集膜機構(gòu)進行優(yōu)化，為進一步的提高機器的收膜效率和彈齒式收膜機的理論設(shè)計研究打下理論基礎(chǔ)。
　　 （3）實驗使用春膜和秋膜兩個不同

3、階段的地膜分別進行，以便后期進行對比研究。分別使用兩種機構(gòu)對影響拾膜率和集膜率的5個參數(shù)進行單因素試驗。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個對收膜機工作參數(shù)影響較大的因素，進行多因素試驗，最終選定的3個因素是：機器行進速度、彈齒的挑膜線速度與機器行進速度的比值、彈齒與托膜鏟入土深度。
　　 （4）多因素試驗采用二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計方法，按照設(shè)計方案進行試驗。試驗后用Design-Expert軟件對

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

5、膜破損更為嚴重，其強度要低于秋膜，所以春膜拾膜率為90.58％，春膜集膜率為81.35％，以上數(shù)據(jù)可以滿足收膜機的行業(yè)標準正常工作需求；推板機構(gòu)當機器行進速度為0.82m/s、彈齒的挑膜線速度與機器行進的速度比i為1.52、彈齒與托膜鏟的入土深度h為120.15mm時，彈齒式收膜機使用推板機構(gòu)的性能達到最優(yōu)值，其中秋膜拾膜率達到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、機的行業(yè)標準的正常工作要求。在兩種機構(gòu)的最佳工作條件下，撥齒機構(gòu)的拾膜率和集膜率均不及原有推板機構(gòu)，但兩者相距不大，并且當保證機器的收膜率時，使用撥齒機構(gòu)機器的行進速度可以高于推板機構(gòu)。
　　 （6）新型撥齒集膜機構(gòu)的實驗驗證，基本滿足初始設(shè)計目的，試驗結(jié)構(gòu)有力地說明，通過matlab和Pro-E兩種工具軟件的使用，進行數(shù)字化設(shè)計，簡化了設(shè)計步驟，減少了工作量，尤其是使用Pro-E進行實體造型和運動學仿真，虛擬裝配運行的樣機，可