蔬菜地膜回收机的设计与试验研究

2018-08-23张智优全腊珍谢培庚杨思远胡跃腾

时代农机 2018年6期

李岑，张智优，2，全腊珍，2，谢培庚，2，廖配，杨思远，胡跃腾

（1.湖南农业大学工学院，湖南长沙 410128；2.湖南省现代农业装备工程技术研究中心，湖南长沙 410128）

蔬菜地膜覆盖是我国正在逐步推广的一项农业技术。但因为南方田间土壤含水率过高，作业后残留地膜更多的以碎片化、小块状的形式存在，回收不易，导致大量残膜滞留于土地表面，影响到作物的正常生长发育。目前，国内采用的收膜方式多为轮齿式、气吸式和齿链式等，对于小块状地膜回收率不高，且经常会发生卡膜和脱膜困难的现象。为此，本项目针对以上地膜回收机存在的问题及南方农田作业所面临的实际情况，结合相关农艺，为提高小块状地膜的回收率，设计和研究了一种适合南方丘陵山区作业的蔬菜地膜回收机，并针对该样机的前进速度、起膜铲入土角度和不同面积大小的残膜进行了正交试验。

1 总体结构与工作原理

1.1 整机结构的设计及原理

蔬菜地膜回收机如图1所示，按功能分为松膜、起膜、卷膜和搂膜4部分。

图1 蔬菜残膜回收机的结构

本次研究设计的蔬菜地膜回收机，在田间作业时，地膜回收机前进，先将鼓膜直杆置于地膜和地面之间，通过松膜轴反向旋转运动，可使鼓膜直杆绕松膜轴的转动轴线转动向上鼓动地膜，使地膜与地面分离。鼓膜直杆旋转运动带动地膜向后方的起膜装置运动，保证地膜能够顺利的被起膜装置向上提升。起膜铲通过螺栓固定在机架上，其在压缩弹簧和仿形块的帮助下仿地形的同时将塑料薄膜铲起，塑料薄膜沿着起膜铲结构形状运动至卷膜辊下，扎膜齿挑起塑料薄膜使其随卷膜辊旋转，塑料薄膜一点点缠绕在卷膜辊上；固定于机架上的耙式耙齿可以对起卷膜作业完成后的塑料薄膜进行再回收；当卷膜辊上缠满塑料薄膜时，使用美工刀沿卷膜辊上轴向划槽切割，将薄膜人工取下。

1.2 关键部件设计

1.2.1 松膜装置的设计

松膜装置置于地膜和地面之间，结合南方土壤特点，南方气候潮湿田间残膜经过长时间的风吹雨淋出现不同程度的破碎和腐蚀，加上此时塑料薄膜被土块积压不易捡拾。为此松膜装置可通过松膜轴转动，使鼓膜直杆绕松膜轴的转动轴线转动向上鼓动地膜，保证地膜与地面分离，鼓膜直杆的鼓动作用使地膜在与地面分离时的受力均匀，不易损坏地膜，尤其利于残破地膜与地面的整体分离，可提高残破地膜的收净率。

图2 松土装置

1.2.2 卷膜装置的设计

卷膜装置是蔬菜地膜回收机的的主要工作部件之一，南方作业区，地膜碎片化程度大，多以小块状的形式堆积于田间，因此扎膜齿的排列和分布情况也要力图捡拾更多的碎膜与小块状地膜。设计出具有良好回收效果的卷膜装置对地膜回收机的捡拾工作尤其是针对破碎化程度较高的残膜捡拾工作起着关键作用。这里选择齿针的长度为600mm、半径为10mm的钢筋，除此之外，扎膜针的分布应尽可能密集一些，经实验对比扎膜针以间距b为80mm的方式在卷膜辊上均匀分布。间距太大不利于卷膜装置对于碎膜的捡拾，太小与其他工作部件容易发生干涉。