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新疆农田的“白色污染”问题日趋严重,农业生产环境恶化,破坏了农作物良好的生长条件,亟需清除田间的废旧地膜。本文参考和借鉴目前研制成型的残膜捡拾机的结构、方法并且结合新疆独特的作物种植模式,设计了一种可与整地机械联合使用且实现自动卸膜功能的新机型,捡拾风化、破碎残膜效果好且成本较低,推进新疆清除残膜、提高土壤肥力的进程。 1)本文阐述了残膜的危害、清除残膜的重大意义、研制捡膜机械的设计方案,探讨机械化回收地膜的发展状况、趋势、存在的障碍以及解决问题的途径和建议。通过对比已研制出的残膜捡拾装置,分析影响其性能优劣的原因,在借鉴、融会的基础上,对残膜回收机整体结构进行设计,提高机具对碎膜的捡拾效果,实现自动捡膜与卸膜。 2)本文设计了捡拾机构、卸膜机构和凸轮机构,建立机具的三维模型,分析捡拾齿的运动特性,建立捡拾机构的数学模型,推导出不漏捡残膜时滚筒的临界角速度;分析卸膜机构的工作原理,研究影响卸膜率的因素及卸膜率与各因素、水平之间的关系,确定卸膜装置的结构尺寸及工作参数。 3)通过理论分析及试验,对捡拾齿、滚筒的各参数进行优化,确定滚筒转速、捡拾齿入土深度、捡拾齿的轴向间距及周向个数最优参数组合。捡拾率优化试验结果:滚筒转动速度为120r/min、捡拾齿入土深度为80mm、捡拾齿轴向间距为11Omm左右、捡拾齿周向个数为16时,捡拾率最高为86%;卸膜率优化试验结果:卸膜辊的转速为500r/min、直径为300mm时,卸膜率最高为96.1%。 4)分别对阿克苏6团及昌吉市大西渠镇棉田中的残膜含量进行测定,试验测定捡膜机与搂膜装置联合作业时,捡拾率最高为88.50%。试验表明,该机具整体结构的设计比较合理,运行顺畅,数学模型建立正确,捡拾风化、破碎残膜效果较好。本文进一步提出了机具存在的问题、发展趋势以及下一步研究的方向,探讨捡膜与卸膜过程中存在的问题并提出了解决问题的方案。