马铃薯挖掘与残膜回收一体机设计研究

甘肃省是我国的马铃薯种植大省,属于干旱缺雨地区,因此地膜技术的使用相当广泛。地膜技术的使用有效提高了作物的产量,但也带来了严重的白色污染。残膜不仅影响生活环境,还影响机具的正常工作、危害农作物生长发育、降低作物产量、危害动植物的健康等,因此研制适用于各地区农艺要求的残膜回收机刻不容缓。目前,马铃薯挖掘的机械化已趋于成熟,残膜回收机械的使用和推广也日益扩大。但马铃薯挖掘和残膜回收的分段式作业,成本高、作业时间长、土壤的压实次数多,综合效益低。因此,针对现有马铃薯挖掘、残膜回收分段作业综合效率低等问题,设计了一种马铃薯挖掘与残膜回收一体机,实现了马铃薯挖掘作业与残膜回收作业的有效结合。该一体机主要从以下几方面进行研究:(1)针对单垄双行种植农艺技术要求,确定了一种马铃薯挖掘与残膜回收一体机总体设计方案,并在SolidWorks中建立整机的三维模型。(2)根据总体设计方案确定了整体传动系统路线、传动轴的转速、功率、转矩及链传动的各相关参数。(3)设计了一种带式输膜机构,能保证顺畅输膜,不发生残膜扯断或滞膜现象;通过对崛起物在挖掘铲面及输膜板上的受力分析,确定挖掘铲与输膜板之间的夹角为11°,带式输膜板起始点B至输膜板与输膜带接触点C的距离为0.65m。(4)设计了浮动卷膜装置能够可靠卷膜;设计了伸缩-变径式卸膜装置,实现了方便卸膜;在Ansys Workbench中对伸缩-变径式卸膜装置进行模态分析,为伸缩-变径式卸膜装置的设计提供理论基础。(5)完成了样机的试制,进行了田间正交试验,以残膜回收率为目标,借助Design-Expert 8.050软件,优选出了一组工作参数,其中前进速度为0.72m/s、卷膜主动滚筒转为302r/min、输膜轴转速为499r/min、输膜板角度为29°。