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地膜覆盖栽培技术在带来显著经济效益的同时,也使土地遭到严重的残膜污染。在国内,由于受到各种条件的限制,机械拾膜仍然是处理残膜的主要方式。本文对传统的伸缩杆齿式拾膜机进行改进设计,对改进的拾膜机构进行理论研究和试验研究。旨在简化机构,降低成本,提高效率。文章主要从以下几个方面进行了研究:
(1)本设计将滚筒内的机构设计为曲柄结构,达到了简化机构的目的。并从理论上分析了该结构的可行性,通过比较,得出相对于传统伸缩杆齿式拾膜机的优越性。
(2)在试验之前,标定了5个影响收膜率的相关因素,通过对单因素试验所得数据的分析和试验现场的观察,优选出3个影响较大的因素,为组合设计提供准备工作。
(3)本试验设计采用二次正交旋转组合设计方法,应用Design-Expert软件对数据进行分析处理,得出了3个主要因素对春膜收膜率和秋膜收膜率的回归数学模型。
(4)通过降维分析法,应用Design-Expert软件分别证实了各个因素对春膜收膜率和秋膜收膜率的影响,以及两因素之间的交互作用对两种地膜的影响,并结合试验现场观察,分析影响出现的原因。
(5)优化参数值,得出最大收膜率。应用东北农业大学自己开发的Reda数据分析软件,分别对春膜收膜率和秋膜收膜率进行分析。分析结果为:对于春膜,当机器行进速度为0.9m/s、杆齿挑膜线速度与机器行进速度比为1.4、杆齿的入土角度为46°时,收膜率达到最大,其值为90.89%;对于秋膜,当行进速度为1.0m/s、杆齿挑膜线速度与机器行进速度比为1.4、杆齿的入土角度为54°时,收膜率达到最大,其值为93.78%。在对该机构的各种参数进行设定时,应综合考虑两种地膜对机构参数的要求,从而拓宽机器的适用性。
(6)本文通过3维软件Pro/E进行造型设计,然后进行运动仿真设计,制作Rmvb格式的动画文件,为后续的设计和生产提供直观的依据。利用软件ANSYS对杆齿进行了有限元分析,为杆齿的安全工作提供了保障。