【正文】 間短,破損不嚴(yán)重,有利于收膜,殘膜收起后,同時進(jìn)行中耕作業(yè)。這2種機型均是利用輪上帶齒的卷膜輥將起膜鏟鏟起的殘膜挑起收集。該類地膜回收機的不足是必須依靠地膜強度才能將地膜從地表卷起收膜。②偏心彈齒式地膜回收機,如1SM一II型,該機存在碎膜現(xiàn)象較為嚴(yán)重,膜與雜質(zhì)混收,卸膜需停機等缺點。需要解決的技術(shù)難題集中在將地膜與彈齒分離問題上。 國內(nèi)外地膜回收機具存在的問題 殘膜回收機械存在的主要問題:(1)目前地膜回收機械的研究存在的主要問題集中體現(xiàn)在收膜時依靠地膜強度,將地膜從地表卷起收膜,適用于地膜還有較大強度條件下,才能實現(xiàn)收膜。(4)起膜鏟入土深度調(diào)節(jié)不方便,不能實現(xiàn)無級限深調(diào)節(jié)。(6)秋后地表的秸稈、土壤及雜草較多,殘膜中混有較多雜物,收膜時無法將其有效與殘膜分離,造成了殘膜與雜質(zhì)混收的現(xiàn)象。綜上所述,治理殘膜污染、保護農(nóng)田生態(tài)環(huán)境將是地膜覆蓋種植技術(shù)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。2 田間地膜的分布特點 殘膜總量與植棉時間的關(guān)系 地膜分布情況調(diào)查地點選在新疆128團的棉田，對鋪膜時間為 20 年的兩類田地分別隨機的選取 5 個采樣點，將長寬深分別為 1m1m30cm 的土方作為研究對象。 表 21 殘膜的田間分布 圖 21 殘膜的柱狀分布圖 從數(shù)據(jù)表21及柱狀分布圖21可以明顯看出該地區(qū)單位面積的殘膜含量，10 年連作平均值約 25，20 年連作約 31。從殘膜面積的大小上分析，面積25的殘膜多為當(dāng)年地膜，存留在表層，這部分約占總殘膜量的 23%左右，4的殘膜由于長年耕作風(fēng)化破碎所形成，此部分約占總量的 27%，處于 4～25的殘膜含量是田間地膜的主要存在形態(tài)，這部分地膜約占到 50%左右。 殘膜的橫縱向分布特點 棉花的種植模式如圖22所示分別有（30+60+30+60）、（20+40+20+60）、（10+66+10+66+10+60)cm 三種種植模式，根據(jù)新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團對于機械化采棉的要求，棉花種植農(nóng)藝配置應(yīng)符合采棉機的機構(gòu)尺寸，因此第三種配置方式是目前推廣中的方式。 圖 22 棉花的三種種植模式 隨著每年耕地整地作業(yè)，表層地膜逐漸被掩埋，從而使中層，底層殘膜量逐漸增多。 3 整機的設(shè)計內(nèi)容與方法 整機設(shè)計內(nèi)容目前國內(nèi)外殘膜回收機一個共同的特點是回收當(dāng)年使用過的地膜,而對往年遺留在田間的碎膜則不予考慮,造成農(nóng)田中殘膜量逐年增多,危害越來越嚴(yán)重。同時對起膜機構(gòu)、集膜機構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),使新型殘膜回收機的殘膜回收率達(dá)到新的水平,提高殘膜回收的工作效率,從而更好的有效控制“白色污染”,促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。其整體結(jié)構(gòu)如圖31所示： 變速器 地輪驅(qū)動部裝 四桿驅(qū)動機構(gòu) V型多位連接架 T型連接件 托膜板 摟耙 起膜鏟 限位支座 集桿器 1牽引架 圖3—1 殘膜回收整機Solidworks圖工作原理如圖31所示,機具作業(yè)時起膜撫摸齒把地里的殘膜起出,一部分殘膜被摟耙摟到托膜板上,一部分殘膜被摟耙摟到集膜箱里，這樣反復(fù)摟膜完成膜的收集。在參考國內(nèi)外現(xiàn)有殘膜回收機械優(yōu)點的基礎(chǔ)上,把起膜、集膜、收膜機構(gòu)作為重點研究對象。②改變原來的起膜鏟只能在鏟臂上鉆孔調(diào)節(jié)深度,不能自動實現(xiàn)無級調(diào)深的問題。③此次設(shè)計的殘膜收獲機是針對秋后棉桿還沒有收獲我們先把膜摟掉的思路，因為我們把殘膜收獲掉，后面的工作就直接可以把秸稈打碎還田，這樣從經(jīng)濟性和產(chǎn)品設(shè)計的合理性看，都符合最佳設(shè)計。 設(shè)計改進(jìn)方法(1)先確定整體結(jié)構(gòu),即確定機器的外形及整體尺寸,再針對局部零件進(jìn)行攻關(guān)與改進(jìn)。 (3)集膜箱設(shè)計方法①確定集膜箱的形狀、容積。(4)起膜集膜鏟設(shè)計方法如圖中所示①起膜集膜齒用螺栓固定在機器橫梁上,以便于拆裝，并進(jìn)行膜齒入土深度的無級調(diào)解：③分析起膜集膜齒的受力情況,確定起膜齒的材質(zhì)。⑤確定起膜集膜齒的扶膜齒間距a,以便將鏟起的殘膜順利的輸送到托膜板上。4 四桿驅(qū)動的設(shè)計摟膜四桿機構(gòu)是殘膜回收機的主要工作裝置,它既可以作為殘膜輸送裝置將前置裝置已收集到的殘膜輸送到集膜箱內(nèi),也可以用作殘膜收集裝置直接從農(nóng)田中(已耕地)撿拾殘膜。 近似直線、曲線相間運動的四桿機構(gòu)分析 參考資料，得知Hoeken型機構(gòu)能夠符合所需的軌跡效果，提供的是搖桿機構(gòu)，這是一個直線度與近于勻速度的最佳組合，機構(gòu)可以由一個電動機驅(qū)動來完成機構(gòu)運動。由于CP線的角度是給定的，并且，因此只有兩個構(gòu)件比需要確定其幾何條件，如。通過把曲柄角度與整周角的比值作為構(gòu)件比的函數(shù)，經(jīng)優(yōu)化來實現(xiàn)所需的軌跡。工作時,連桿機構(gòu)帶動摟耙齒往復(fù)循環(huán)運動,可連續(xù)輸送和摟集殘膜。摟耙齒有足夠的彈性,可以適應(yīng)復(fù)雜的工作臺面(如分離篩篩面或耕地表面)。該四連桿機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu),可實現(xiàn)預(yù)期的復(fù)雜運動軌跡。在回程中為了避免回帶殘膜,E點的軌跡在y軸方向應(yīng)滿足: （42）其中 h= (1. 5～2. 0)t式中 　—彈齒E點的軌跡中E點和H點縱坐標(biāo)差值； 、—E點和H點縱坐標(biāo)值； t—被輸送殘膜的平均厚度。　機構(gòu)的優(yōu)化模型 以實現(xiàn)E點的理想運動軌跡為最優(yōu)化目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù) (43)為簡化計算和數(shù)學(xué)模型,式(3)中的第1項是E點在x軸方向最大值和最小值之差的平方倒數(shù),相當(dāng)于|MN|的距離最大。如圖43所示,xE取得最大和最小值分別是曲柄和連桿共線時極限位置,當(dāng)時有 (44)其中 當(dāng)時有 （45）其中當(dāng) 時 （46）其中： 在中當(dāng)時 （47）其中 在中 由此可見。 圖44 四桿驅(qū)動COSMOS Motion運動軌跡模擬圖 用COSMOS Motion進(jìn)行機構(gòu)運動仿真過程簡單,手段快捷。在Solid Works裝配模塊下直接進(jìn)入COSMOS Motion仿真環(huán)境。在這里，設(shè)置力的單位為力的單位為N,時間單位為s，幀數(shù)為100，可根據(jù)仿真精度要求適當(dāng)調(diào)節(jié)時間，來完成仿真模擬。由前置的工作裝置將殘膜收集輸送到篩面上,殘膜摟凈率是被摟入集膜箱的殘膜量與篩面上殘膜總量的比率。 圖45　曲柄轉(zhuǎn)速與殘膜摟凈率關(guān)系圖曲線 試驗結(jié)果表明,當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)速在120～175 r/m in范圍內(nèi)增加時,殘膜摟凈率明顯提高。 四桿機構(gòu)桿位置分配算例及方案選擇 綜合四個四桿直線導(dǎo)向機構(gòu),其條件列于表41中(“,”表示沒有數(shù)據(jù))。 表41 算例數(shù)據(jù)表 圖46 算例綜合結(jié)果仿真圖 在殘膜回收機中的四桿直線導(dǎo)向機構(gòu),其