地膜覆盖技术是我国西北干旱地区广泛使用的一项农业技术,地膜覆盖技术可提高地温,灭除杂草,提高作物的抗旱能力,具有保温,保湿,保土,保肥作用,对农作物有显著的增产效果。但由于回收不及时,大量残膜存在于土壤中,导致了土壤物理结构层次的改变,使得土壤水分、养分向下运移受到阻碍,土壤空隙度、通透性降低,不仅阻碍了土壤与外界水分空气的交换,影响农作物的正常种植和生长,而且降低了农机具的工作效率。西北旱作区多风气候加剧了“白色污染”的程度,影响到居民的生产生活。农用地膜应用的普遍性和残留地膜分布的广泛性,使回收再利用难度增大、效益不高。使用后破碎的残膜上会黏附大量的泥土及作物腐烂的根茎叶,起膜和分离难度较大。目前,国内大多残膜回收机采用的脱膜方式为偏心伸缩杆式或气吸/气吹式,但收集的地膜较为分散,回收率不高,且容易出现卡膜和脱膜困难等问题然而大部分地区的残膜回收主要依靠人工捡拾和简单机械进行,费时费力,作业效率和回收率低下。现有适合甘肃省情的残膜回收技术滞后、回收机械严重脱节无法满足甘肃省生产实际需要。为此,本课题针对上述现有的残膜回收机作业时存在的问题及甘肃残膜回收方面的实际情况。为提高残膜回收率,设计和研究了一种适合西北旱作农业区1FM-110型地膜回收机,该机采用栅叉起膜部件、锥形挑卷膜滚筒装置和搂耙式搂膜齿部件,通过计算确定了起膜装置和挑卷膜装置的各个关键参数。具体设计和研究内容如下:(1)通过对地膜回收机起膜铲的机构设计研究确定主要参数,利用Solid Works软件对起膜铲建立实体模型,并借助ANSYS软件对起膜铲不同方向施加载荷时结构变形及应力集中情况进行静力分析,分析结果为:起膜铲的最大变形量为0.22 mm在铲尖处,最小变形量为0 mm在铲尾处,应力最大值为2.03 Mpa在起膜铲的尾部,但是远小于材料的最大许用应力。(2)通过对地膜回收机锥形挑卷膜辊的机构设计研究确定主要参数,利用Solid Works软件对锥形挑卷膜辊建立实体模型,并借助Pro/E软件对锥形挑卷膜辊进行运动仿真,对其运动轨迹进行分析,确定最佳卷膜速度。(3)根据压膜组件的结构设计确定主要参数,并对其挤压土块的过程中进行受力分析;根据搂耙式搂膜齿的主要工作性质,确定其关键参数。(4)根据地膜回收机关键部件的设计确定了残膜回收机的机架结构,在根据机架的结构和东方红-300拖拉机动力的输出,确定了地膜回收机的动力传递方案,并对传递方案进行了设计计算。(5)主要确定了试验的目的,试验条件和设计了试验方案,对地膜回收机进行试验研究,明确了试验指标为地膜回收率,通过分析得到主要有3个因素影响试验指标。根据因素的影响采用3水平3因素,试验方案使用L27(313)正交试验表来安排得到试验结果。对试验结果进行极差分析、方差分析以及综合分析,确定了各因素对地膜回收率的影响程度,因此得到最优试验方案设计,最优试验参数为土壤含水率12.5%,起膜铲牵引阻力320 N,机具前进速度12.5 km/h,地膜回收效果最佳。田间试验表明:以此参数进行多次重复性试验,地膜回收率可达到90.9%。显然,该机在西北旱作农业区能满足其作业要求。该机可一次完成起膜、挑膜、卷膜、压膜、集膜作业工序,回收率高。该地膜回收机为地膜回收提供了一种防堵、功耗小和回收率高的生产效益。大大缓解农忙季节农村劳动力紧张的问题,对我国经济发展、生态保护有着重要意义。也减轻农民的劳动强度、增加农民收入有着重要的现实意义。