残膜回收机设计方案论证报告

机电工程学院
毕业设计方案论证报告
设计题目: 1FMJ-800型地表残膜回收机设计
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2015年3月 1 日
目次
1 地膜使用 (3)
2 残膜回收 (3)
2.1残膜回收方式 (3)
2.2残膜回收机械 (3)
2.3几种残膜回收机 (4)
3 主要设计参数 (6)
论证结果 (7)
参考资料 (8)
1地膜使用
地膜覆盖技术自20世纪50年代应用于农业生产以来，因其可提高土壤温度、保持土壤水分、改善土壤环境和提高粮食产量而在全世界得到了迅速、广泛的推广应用。

我国于20世纪70年代初开始试验、推广地膜覆盖技术，随着一系列地膜技术的推广，应用覆膜技术种植的作物已从最初的蔬菜、棉花等少数几个品种扩大到了玉米、烟草、果林苗木以及花卉等数十种，覆膜种植面积不断扩大，薄膜使用量也随之不断增加。

然而，随着地膜使用量的增大，残留地膜也越来越多，残膜捡拾成了一个非常棘手的问题。

2 残膜回收
2.1残膜回收方式
由于残膜在土壤中不易降解，若不及时回收，一方面会形成“白色污染”，另一方面会对土壤造成污染和损害，从而影响作物生长发育。

目前，残膜捡拾有人工和机械二种方式，人工捡拾劳动强度大、费时且效率低；相对于人工捡拾，使用机械对残膜进行回收，可以克服人工捡拾的不足，能提高劳动生产率和残膜拾净率，是残膜回收的有效方法。

受经济条件以及现有残膜捡拾机适应性差等因素影响，目前我国大部分地区的残膜捡拾仍以两种方式结合为主，但从今后的发展趋势来看，安全机械化捡拾是我国农田残膜回收的必然趋势。

2.2残膜回收机械研究现状
自20世纪6O年代起，农业现代化程度较高的日本、美国等国家对残膜回收问题进行了研究，并研制出不同类型的回收机具。

英国主要采用悬挂式回收机，工作时铲齿将压膜土耕松，将薄膜回收到金属网上，回收后的薄膜经清洗干净后备用；日本使用的地膜强度较大、且其覆盖周期短、加上土壤较为松软且易揭膜，因此日本对残膜回收处理的效果较好；法国主要使用卷筒式回收机，将回收的地膜卷在卷膜筒上，已备后用。

国外所用的农用地膜厚度大约0.01—0.05mm左右,其抗拉强度大、不易破碎、易回收且可重复使用。

此外，发达国家从环保角度出发，开始研发推广新型覆盖地膜，如生物降解地膜、光降解地膜、光学生物双降解地膜等。

降解地膜使用后经一段时间会自动分解，形成无害物质融人土壤中，但由于价格等因素的原因，目前尚未大面积推广使用。

从今后地膜回收的生态效益来看，应积极推广使用可降解地膜。

我国地膜的使用情况与国外有所不同。

我国农用地膜普遍较薄，地膜厚度大约在0.005～0.008 mm左右，抗拉强度较低、易氧化且不易回收；另外，由于覆盖周期长，地膜老化严重，易呈碎块状；并且新旧地膜并存现象较为严重。

我国农田残膜主要以碎片的形式分布于土壤浅层，并随年限的增长而逐渐下移。

据
调查，残膜置留在0～10 cm耕层处的占71.8%，10～20 cm耕层占22%，20～30 cm处占6.3%。

因受到耕作和覆膜等因素的影响，残膜碎片多呈水平、倾斜、块状等多种形态存在，由于农田残膜置留的特性，使得地膜回收机呈现多样性。

我国的地膜回收机于1982年开始研发，现已研制发展了几十种机型。

2.3 几种残膜回收机
残膜回收机种类颇多，但性能各有千秋。

下面将对比较常见的残膜回收机做以介绍，分析其性能差异，最终选出一种性能最佳的机型。

①耙齿式残膜捡拾机。

其结构由机架、动力传动机构、起膜机构、捡膜机构等各部分组成。

其主要机构是一组位于同一平面上的耙齿，一般没有残膜的收集装置。

工作时，残膜被耙搂集一起，并由人工处理，随意放置地头或焚烧。

此类捡拾机容易被残膜、残茬、土壤所堵塞，堵塞后耙齿工作深度降低，严重时机具会架空从而失去残膜捡拾功能。

该机作业效率较低、排堵频率高、容易撕膜，故适用于地表面残茬、杂草较少、土壤坚实度不大且平作或小垄种植作物的残膜捡拾。

该机生产率为0.3hm2/h,,残膜收净率90%左右，配套动力为18.38kW小四轮。

图2-1耙齿式残膜捡拾机
②伸缩弹齿式残膜捡拾机。

该型机具的主要工作部件为滚筒和具有伸缩功能的直弹齿或弧形弹齿，弹齿呈放射状沿滚筒圆周方向均布，每组又沿轴向直线均匀分布。

滚筒起到限深、牵引膜和脱膜的作用，表面的孔还起到弹齿导轨的作用。

工作时，由动力输出轴驱动捡膜滚筒及其部的偏心机构带动弹齿沿滚筒表面的孔作伸缩往复运动，从而达到挑膜、运膜和脱膜的功能，从弹齿上卸下的残膜又自动收集进入集膜箱，但是会有挂膜的现象。

与耙齿式相比，伸缩弹齿式残膜捡拾机具有作业效率高，工作阻力小，对残膜的破损小，捡拾率高，缠膜率低，不易
堵塞等优点。

但该机型不适于表面覆土太多太厚，杂草、残茬较多，土壤坚实度大、含水率高的场合。

采用该收膜部件, 在地膜破损不严重的情况下,残膜收净率90%左右,生产率在0. 2～0. 3hm²/h,配套动力为11. 03 kW小四轮拖拉机。

图2-2 伸缩弹齿式残膜捡拾机
③伸缩杆扒指式残膜回收机。

该型机具的主要工作部件为滚筒和具有伸缩功能的扒指齿，扒指分六个，呈放射状沿滚筒圆周方向均布。

滚筒起到限深、牵引膜和脱膜的作用，工作时由动力输出轴驱动捡膜滚筒及其部的偏心机构带动扒指伸缩往复运动，从而达到挑膜、运膜和脱膜的功能，从扒指上卸下的残膜又自动收集进入集膜箱。

该种收膜机构工作可靠，残膜收净率高，但该机构的结构复杂，造价偏高。

该残膜回收机残膜收净率90%,生产率在0.3hm2/h,配套动力为13.2kW 小四轮拖拉机。

由理论计算,滚筒的最低转速不得小于71.5r/min,并经试验验证,以120r/min为宜。

图2-3伸缩杆扒指式残膜回收机
综上比较，伸缩弹齿式残膜回收机工作性能较好，该残膜回收机采用拖拉机牵引为动力，动力充足，可以有效地工作。

该机构使用伸缩弹齿捡膜可以有效地拾取残膜，并且捡膜效率比较高，和其他类型机器相比，其优点不言而喻。

尤其新型残膜回收机，1FMJ-800型号的机器作业幅宽800mm,作业量适中，不至于导致残膜卡住滚筒不能运转。

通过地轮传动，以伸缩弹齿滚筒为捡膜机构，三角弓状齿形铲辅助梳理捡膜，可顺利实现旱塬地、水浇地的各种土壤条件下的小麦、玉米及棉花等作物收获后的废膜捡拾及玉米铲根作业。

生产效率≥0.33hm²/h，捡膜率为90.5%，铲玉米根率为91.8%。

3 主要设计参数
破膜部件主要是参照圆犁刀的形式，其作用是将地膜切开，保证后续部件能够完全将地膜收回。

此部件在整机中所起的作用是：第一起支撑作用，本机所采用的是牵引式挂接方式。

整体是由破膜部件和地轮进行支撑。

第二起破膜仿形作用，棉田不可能到处都是平坦的，总有高低起伏，在这种情况下就需要仿形机构，此破膜机构在挂接杆的中部设置了弹簧，在挂接处还设了定位孔。

这样以来就很好地解决了仿形和限深的问题。

主要参数如下：
总体长度：830mm
入土圆盘直径：260mm
极限入土深度：110mm
圆弧形弹齿滚动机构主要由外部固定圆筒、偏心式滚筒、心轴、圆弧形弹齿构成。

主要技术参数：
固定滚筒直径：1120mm
偏心滚筒直径：900mm
固定滚筒宽度：800mm
偏心滚筒宽度：700mm
偏心距：100mm
集膜部件可以采用硬制塑料，这样可以大大减轻整机的重量，而且价格低廉。

主要技术参数：
长度：1000mm
宽度：800mm
高度：800mm
论证结果
通过以上论证，结果不言而喻。

由于技术及国情的原因，可降解地膜短时期还难以在农业面积推广，而今后相当长一段时间，农业上仍然使用着大量的塑料地膜。

根据我国目前的科技水平和经济条件，采用机械化清除残膜是比较现实的，同时考虑到提高机具的使用效率，降低作业成本，减少机具的下地次数，应大力研制发展耕整地与收膜联合作业的机具。

综上比较，伸缩弹齿式残膜回收机可一次完成小麦、棉花、烤烟等地膜种植作物田的起膜、起茬、捡膜、集膜、堆膜等工序, 具有配套动力广泛、安装使用方便、拾膜效果好、生产率高等特点。

该残膜回收机能使泥土与薄膜初步分离,从而减轻残膜收获的劳动量,提高劳动生产率。

所以本次毕业设计选择设计
1FMJ-800型号的残膜回收机，该机器能够满足设计要求，并且工作效率也比较高，能够有效地完成回收作业。

参考文献
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