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1、农膜材料回收设计方案1 绪论地膜掩盖技术自 20 世纪 70 年月引入我国以来，以其保温，保土，增产等显著特点，给农业生产带来了巨大的经济效益，称作为农业中的“白色革命”。但是地膜掩盖技术在带来显著经济利益的同时，也使土地患病到严峻的白色污染， 已成为当前维护农业生态环境，促进农业可持续进展所亟待解决的问题。1.1 背景及进展趋势农膜材料的主要成分是高分子化合物，在自然条件下，这些高聚物难以分解， 假设不进展残膜回收，土壤中的残膜会逐年积存，假设长期滞留地里，会影响土壤的透气性，阻碍土壤水肥的运移，影响农作物根系的生长发育，导致农作物减产。农膜碎片残膜进入土壤后，会严峻转变土壤的物理性质，影响
2、土壤的透气性， 阻碍农作物根系吸取水分和根系的生长，导致农作物减产。此外，塑料农膜生产过程中添加的增塑剂能在土壤中挥发，对农作物特别是蔬菜作物产生毒性，破坏叶绿素的合成，导致作物生产缓慢或黄化死亡而减产。连续覆膜的时间越长，残留量越大，对农作物产量影响越大。连续使用 15 年以上，耕地将颗粒无收。早期的残膜回收主要是靠人工拣拾来实现。传统的人工收膜方式费时费力， 要经过镐头起茬 ，用扒子搂膜搂，集垄，去除等多道工序，劳动强度大，残膜回收率低。残膜机械化回收技术是今年来针对覆膜栽培技术而进展起来的一项配套技术。机械回收残膜可一次完成多项作业，提高劳动生产率和残膜回收率；削减残膜对土壤构造，作物生
3、长发育所造成的不良影响；提高作物单产水平，保护生态环境，降低作业本钱，增加农民收入，为国家治理了农田“白色污染”。承受残膜联合回收技术，残膜回收率到达 80%以上，提高土地利用率 3%以上，使作物增产 3%以上，将极大的提高土地和水的利用率，削减白色污染，为环境建2设供给水资源和资金人力保障，改善生态环境，维持环境生态平衡和可持续进展， 具有良好的生态和社会效益。31.2 国内外进呈现状（1） 国外残膜回收机进呈现状残膜回收是世界各国都面临的一个麻烦问题。英国和前苏联承受悬挂式收膜机，工作时松土铲将压膜土耕松，然后将薄膜收卷到羊皮网或金属网上。收下的膜清洗干净卷净备用。日本对残膜的回收处理相对
4、好一些，主要缘由一是日本掩盖地膜的土壤主要是火山灰土，土壤疏松易揭膜；二是地膜较厚、强度大，掩盖期相对较短，回收时可保持较大片块。欧美等国家为解决残膜造成的危害，一方面推广使用高强度、耐老化地膜；另一方面乐观开发研制型地膜，如可降解地膜等，残膜经肯定时期而自动分解，形成无害物质而混入土壤中，但其价格偏高或其它缘由，目前还不能推广应用于大田作物，仅在经济价值较高的蔬菜等作物中应用。 在以色列、法国等国家已研制和推广可控光降解地膜，但此方法对于埋入土层内的残膜难以光解释，目前尚未得到普遍应用。（2） 国内残膜回收机进呈现状1国内残膜回收机具依据残膜回收时间分为：苗期揭膜机械、秋后残膜回收机械、播前
5、残膜回收机械等类型。1.2.1 苗期揭膜机械苗期揭膜是在浇头水前揭去地膜，此时揭膜简洁，且有利于中耕除草施肥和浇灌，适用于浇灌条件较好的地区。但在头水前揭膜应留意几个问题：一是揭膜后必需准时灌水，否则由于水分蒸发量大造成干旱，影响作物正常生长甚至导致作物枯萎；二是揭膜时必需协作人工除草或喷洒除草剂抑制杂草生长。苗期残膜回收机其代表机械有以下几种：(1) 4TSM-4 型悬挂式收膜机：该机是头水前揭膜机的代表机型。其构造简洁、使用调整便利、工作牢靠，残膜回收率较高。(2) MSM-3 型苗期残膜回收机：该机具是由疆农业科学院农机化所研制。它与小型或中型轮式拖拉机配套使用，承受卷膜辊主动收集废膜，
6、装卸敏捷使用牢靠。(3) CSM 一 130B 型齿链式悬挂收膜机：由疆兵团农机推广站和 134 团研制。该机与中型拖拉机配套使用苗期作业时可同步将地膜揭起并打成卷。它承受的无心圆捆卷膜颖有用。1.2.2 秋后残膜回收机械干旱地区或承受膜下滴灌的地区不宜苗期揭膜，需要在作物收获后回收残膜。由于机械或人为作用地膜破损比较严峻，地膜上有15cm 的土层，造成膜下土壤板结，易造成捡拾机构的损坏，棉秆阻碍残膜的捡拾，这些都加大了秋后机械回收残膜的难度。11SM-型地膜回收机：该机由中国农业大学开发，针对我国多数地区实际使用的是超薄地膜0.005mm 以下地膜、且在作物收获后再收膜的现状， 在总结分析国
7、内外现有残膜回收机存在的问题根底上，研制出的适于我国实际条件的残膜回收机。承受滚筒加伸缩齿杆式收膜机构，皮带式卸膜机构。该机不需要动力输出轴驱动，动力消耗少，该机器具有广泛的适应性。既可用于大田作物如玉米、棉花等，亦可用于保护地如蔬菜、瓜类等铺膜作物收获后遗留在田间的残膜回收。具有机具构造简洁、使用便利、工作牢靠、地膜回收率高等特点。24JSM-1800 棉杆还田及残膜回收联合作业机：由疆农科院农机化所研制。该机由茎秆粉碎机和地膜回收机两局部组成，能一次完成茎秆粉碎和地膜回收两项作业，在回收棉田中残留地膜的同时，可将棉秆粉碎还田，并均匀地洒落在田间，残膜被机械回收后堆在田问，便于运走。但构造简
8、单，价格偏高。34MBQX-1.5(3.0)型棉花拔秆清膜旋耕机：由疆吉州农机化技术推广站研制。该机集棉花拔秆机、残膜去除回收机和旋耕机于一体，棉秆拔净率达95以上，残膜回收率达 85以上，棉秆堆放距离 1215m，具有整机构造简洁紧凑、工作性能牢靠、生产率高、适应性较强等优点，但收集后的棉杆与膜混合在一起，难以再利用，且运输量大，因此农民将其燃烧，造成环境污染。（4） IMC 系列地膜回收起茬机：由内蒙古农机争论所开发。该机与中、大型拖拉机配套，工作幅宽70、150cm，起膜深度为8cm，残膜拾净率90%，根茬起净率 95%，生产率 310 亩/小时，使用牢靠性好。该机承受铲、掘、筛、分的工
9、作原理，完成残膜和根茬的回收集堆，是覆膜种植玉米地收残膜、起根茬的抱负作业机具。在内蒙地区得到大面积应用。（5） 大马力粉秆搂膜机：由疆生产建设兵团研制。继研制出用于秋耕茎秆粉碎、残膜回收工作粉秆搂膜一体机后，一台比原机械功能更全、技术含量更高、工作效率更好的大马力粉秆搂膜多功能一体机。该机在原来机子构造的根底上，又增加了一层粉秆搂膜器，并在机子两侧分别设计了一个侧搂装置，这样不仅解决了地膜两边搂膜不彻底的问题，而且还提高了工作效率，使粉秆搂膜工效提高了一倍，残膜回收率从 80%提高到 93%以上。目前此项技术已经向国家专利局申报了专利。1.2.3 播前残膜回收机械播前残膜回收因开春时气候多变
10、，机力紧急，时间短，此时回收残膜也具有肯定难度。11SM5-5 型密排弹齿式残膜回收机：由疆阿克苏研制。该机在整地后播种前回收地表残膜。它的工作原理主要是承受双排搂齿将地表上的残膜搂出来。该机本钱造价低，适合推广应用。24MQ 一 15 型吸气式残膜回收机：工作时挑膜轮将残膜挑离地面至风机吸口处，由风机产生负压风流将膜吸入风机，再吸送到集膜网箱中，仍属于原理概念机型。吸气式残膜回收机只能回收地表残膜且工作环境恶劣，易将尘土一同吸人膜箱。31M-2.6 型播前地表残膜回收机：由 200 型 15KW 以上动力的小四轮半悬挂，主要适用于春季播前耙耱保墒后待播的地外表上残膜回收的条田，可将大田作物遗
11、留在地表 1-3cm 深土壤上的残膜、秸秆一起收集起来，可以取代人工清洁田园，解决春季劳动力拾残膜问题。它的工作原理主要利用搂、扫、风、收的功能，将残膜收集起来。1.3 课题的作用与意义残膜回收机械化技术实施可实现良好的社会，环境，生态效益：社会经济效益：回收残膜，可保证棉花生产增产、稳产。农民增收效益：残膜回收后， 集中整理打包，可销售作为再生资源。残膜回收机械化技术的实施具有明显的环境、生态效益。可改善农业生产的环境，治理了农村覆膜种植带来的“白色污染”，与农村小城镇建设的要求相协调。较好地解决了农作物残膜回收的技术问题，保护了农田土壤，实现地膜掩盖技术条件下土壤的良性循环，为更大范围推广
12、使用覆膜栽培技术供给了宽阔的空间，实现了农业生产环境友好，促进了农业的可持续进展。2 总体方案设计和选择2 总体方案设计和选择总体方案的设计包括残膜回收机械动力的选择，残膜回收机的传动形式，回收机构的设计等内容，总体设计要表达设计原则和设计思想，实现残膜回收机的构造合理，到达牢靠，简洁，经济及系统的统一。其中参数的计算，型号的选择是主要局部，在总体方案确定后才能进展具体的构造和强度等方面的设计计算。依据设计任务书的要求，是用轮式拖拉机驱动牵引残膜回收机工作，要求生产效率为 2.5-3.8 亩每小时，拾净率大于 85%。2.1 方案一2.1.1 拢膜机构的设计目前，厚度为01007-01015
13、的超薄地膜在地膜掩盖种植中应用广泛，经过作物生长期的自然腐蚀后其强度变的很低，回收时易裂开，往往给回收机捡膜器的工作带来不便。针对此状况，现有地膜回收机的根底上提出了增加拢膜机构的设想，即通过拢膜机构将强度很低，流淌性很差且紧贴地表的地膜有两边向中间收拢。该拢膜机构是在一般的直铲上加疏导齿而成的图 2-1。前端直铲将地膜两边的压膜土疏松，并将地膜起出；后端疏导齿将地膜向中间收拢。由于地膜具有质量轻，易贴伏的特性，故疏导齿不能与地膜完全接触，否则会使地膜在疏导齿上壅堵，不利于捡膜器的工作。同时，在拢膜过程中要避开拢土过多。综上，疏导齿的工作原理是：前端直铲将地膜两边地表疏松，裂开，抬起，被抬起的
14、土壤在疏导齿上逐步回落，并与地膜分别，同时地膜伴随未回落，并与地膜分别，同时地膜伴随未回落的土壤一起向中间聚拢。2 总体方案设计和选择1 疏导齿；2 直铲；3 力臂图 2-1 方案一拢膜机构2.1.2 残膜集收机构的设计工作时，残膜回收机由拖拉机牵引，动力输出轴驱动风机产生强气流。承受正压输送原理，气流管内高速气流压动输送管的气流流淌，在吸嘴处产生负压， 将地膜吸入输送管内，然后到膜箱。嘴局部构造见图2-2示。图 2-2 方案一残膜集收机构2.1.3 整体构造的设计72 总体方案设计和选择方案一残膜回收机整体构造如图 2-3 所示9567812341 万向节；2 变速箱；3 风机；4 传输管道
15、；5 起膜机构；6 拢膜机构；7 残膜收集口；8 地轮和车架；9 集膜麻袋图 2-3 方案一整体构造其根本工作原理为：机构由连接机构挂于拖拉机尾部，回收残膜时拖拉机向前行进，在行进过程中起膜机构5将掩盖于地膜两侧的泥土推落将地膜从土中退出，后经拢膜机构6将推出的地膜向中间聚拢并进一步抖落残留在地膜上的泥土。与此同时万向节1将拖拉机动力传至变速箱2，由 V 带轮将变速箱2和风机3连接。由变速箱2变速后使得风机3具有足够的转 速，风机3高速旋转产生强气流，当气流经过残膜收集口7时，由于传输 管道4内气流流速大于外部，内部气体压强小，从而将由拢膜机构6进一 步聚拢的残膜吸入传输管道4，而后残膜沿传输管道4最终被吹入集膜麻袋9中，完成一次残膜回收过程。随着拖拉机不断前行，此整体机构将重复此过程实现连续工作。在这个过程中由地轮和车架8支撑整个机构前行。2.1.4 动力选择东方红-15 拖拉机性能参数如下拖
