農(nóng)田殘膜撿拾打包聯(lián)合作業(yè)機(jī)的研制

趙　巖，鄭　炫，周敦興（.新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆石河子　83000；.新疆科神農(nóng)業(yè)裝備科技開(kāi)發(fā)股份有限公司）

農(nóng)田殘膜撿拾打包聯(lián)合作業(yè)機(jī)的研制

趙巖1，鄭炫1，周敦興2
（1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆石河子832000；2.新疆科神農(nóng)業(yè)裝備科技開(kāi)發(fā)股份有限公司）

摘要：隨著環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，殘膜的再利用必將成為一種趨勢(shì)，廢舊殘膜自然堆放占用面積大，易受大風(fēng)天氣影響，轉(zhuǎn)運(yùn)不便且回收勞動(dòng)強(qiáng)度大。因此我們將農(nóng)田殘膜撿拾環(huán)節(jié)與打包作業(yè)環(huán)節(jié)相結(jié)合，研制了殘膜回收打包聯(lián)合作業(yè)機(jī)。文中介紹了整機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理，闡述了主要部件結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方案并分析了田間試驗(yàn)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：殘膜回收；撿拾打包；聯(lián)合作業(yè)

我國(guó)農(nóng)膜使用面積在逐年增加，部分地區(qū)應(yīng)用地膜覆蓋技術(shù)已超過(guò)30年[1-3]。目前國(guó)內(nèi)研發(fā)的主要?dú)埬せ厥諜C(jī)械有滾筒式、彈齒式、齒鏈?zhǔn)降?，主要著眼于如何將農(nóng)田地表或土壤中的殘膜回收，或?qū)⒒厥占夹g(shù)與撿拾、秸稈還田作業(yè)技術(shù)相結(jié)合。目前殘膜的主要處理方式是焚燒，既污染大氣環(huán)境又破壞土壤生態(tài)[4-6]。隨著我國(guó)對(duì)生態(tài)環(huán)境的日益重視，殘膜的再利用必將成為一種趨勢(shì)。殘膜采用自然堆放占用面積大，易受大風(fēng)天氣影響，轉(zhuǎn)運(yùn)不便且回收勞動(dòng)強(qiáng)度大。個(gè)別地區(qū)也有使用場(chǎng)地打包機(jī)將回收殘膜打包的做法，但效率低、裝備轉(zhuǎn)移不便，增加了裝備工序和生產(chǎn)成本。目前還沒(méi)有能夠?qū)⑥r(nóng)田殘膜撿拾環(huán)節(jié)與打包作業(yè)環(huán)節(jié)相結(jié)合的殘膜回收打包聯(lián)合作業(yè)機(jī)械，因此開(kāi)展農(nóng)田殘膜撿拾打包聯(lián)合作業(yè)機(jī)的研究，為殘膜的處理或再利用提供了有效的技術(shù)支撐，具有十分重要的意義。新疆農(nóng)墾科學(xué)院2014年研制了YFM-1.5型農(nóng)田殘膜撿拾打包聯(lián)合作業(yè)機(jī)并進(jìn)行了田間生產(chǎn)試驗(yàn)，試驗(yàn)證明，該機(jī)具有很好的作業(yè)效果和應(yīng)用前景。

1　整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1整機(jī)結(jié)構(gòu)

農(nóng)田殘膜撿拾打包聯(lián)合作業(yè)機(jī)由地輪、機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)、撿拾機(jī)構(gòu)、脫膜機(jī)構(gòu)、打包機(jī)構(gòu)組成。其中，撿拾機(jī)構(gòu)由彈齒、彈齒固定機(jī)構(gòu)和脫膜滾筒組成；脫膜機(jī)構(gòu)由脫膜滾筒、刮板和外罩組成；打包機(jī)構(gòu)由3個(gè)液壓油缸、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和打包箱體組成。

圖1　整機(jī)結(jié)構(gòu)示意1.地輪2.機(jī)架3.傳動(dòng)系統(tǒng)4.撿拾機(jī)構(gòu)5.脫膜機(jī)構(gòu)6.打包機(jī)構(gòu)

1.2工作原理

機(jī)架由拖拉機(jī)牽引行進(jìn)，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸通過(guò)萬(wàn)向節(jié)將動(dòng)力傳輸給撿拾機(jī)構(gòu)、脫膜機(jī)構(gòu)和液壓泵，液壓泵驅(qū)動(dòng)打包機(jī)構(gòu)上的液壓油缸。地表集條后的殘膜由撿拾機(jī)構(gòu)撿拾輸送到脫膜滾筒下部，脫膜滾筒上的刮板將其撥送至后部的打包機(jī)構(gòu)的入料口，落入打包機(jī)構(gòu)箱體，箱體內(nèi)的殘膜儲(chǔ)存到一定量的時(shí)候，啟動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行打包，打好的殘膜包在液壓系統(tǒng)的推動(dòng)下落到地面。

2　主要部件設(shè)計(jì)

2.1撿拾機(jī)構(gòu)

撿拾機(jī)構(gòu)由脫膜滾筒、彈齒固定機(jī)構(gòu)和彈齒等部件組成。其中彈齒固定機(jī)構(gòu)與脫膜滾筒為偏心配置，可以實(shí)現(xiàn)彈齒在脫膜滾筒下部伸出，在上部縮進(jìn)，從而完成撿拾與輸送作業(yè)。

在機(jī)具前進(jìn)過(guò)程中，伸出滾筒外壁的彈齒將地表殘膜或集條后的殘膜鉤起，沿轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒外壁向上輸送，至脫膜輥筒下部時(shí)，彈齒在彈齒固定機(jī)構(gòu)作用下縮進(jìn)滾筒外壁內(nèi)，彈齒鉤扯的殘膜被剝脫下來(lái)，完成撿拾作業(yè)。

撿拾機(jī)構(gòu)的脫膜滾筒外壁直徑為1 m，作業(yè)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑大，輸送距離較長(zhǎng)，通過(guò)機(jī)具的行走、部件運(yùn)轉(zhuǎn)和地表高低起伏變化等因素作用產(chǎn)生的振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)撿拾殘膜中夾雜的塵土、石塊等物料的清理，減少打包作業(yè)的壓縮阻力，減少雜質(zhì)含量，提高物料壓縮比。

圖2　撿拾機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)1.脫膜滾筒2.彈齒固定機(jī)構(gòu)3.撿拾彈齒

2.2脫膜機(jī)構(gòu)

脫膜機(jī)構(gòu)設(shè)于撿拾機(jī)構(gòu)上方，其結(jié)構(gòu)包含脫膜滾筒、刮板和弧形外罩。脫膜滾筒外壁間隔設(shè)有多個(gè)刮板?；⌒瓮庹窒蚝蠓较?yàn)槌冢懿家欢ㄖ睆降你@孔

圖3　脫膜機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)1.外罩2.脫膜滾筒3.刮板

脫膜機(jī)構(gòu)的弧形外罩上間隔設(shè)有多個(gè)通孔，可將脫膜過(guò)程中帶起的小石子或其他雜質(zhì)顆粒通過(guò)通孔甩出，起到除雜的作用。刮板運(yùn)動(dòng)軌跡圓與撿拾機(jī)構(gòu)的脫膜滾筒外壁圓連心線等于或略小于兩圓半徑之和，以保證能將撿拾的殘膜順利剝脫和輸送。

2.3打包機(jī)構(gòu)

打包機(jī)構(gòu)位于脫膜機(jī)構(gòu)的后方，其結(jié)構(gòu)包含長(zhǎng)方體狀打包箱體、壓蓋驅(qū)動(dòng)液壓油缸、蓋板驅(qū)動(dòng)液壓油缸和推包驅(qū)動(dòng)液壓油缸。在打包箱體上方設(shè)有進(jìn)料口，后部設(shè)有殘膜包出口。在打包作業(yè)過(guò)程中，由控制盒控制3個(gè)液壓油缸依次作業(yè)?？刂颇Ｊ接悬c(diǎn)控、半自動(dòng)和全自動(dòng)3種。

殘膜由進(jìn)料口進(jìn)入打包箱體，待打包箱體內(nèi)的殘膜達(dá)到一定量后，首先啟動(dòng)壓蓋油缸，將打包箱體內(nèi)殘膜壓縮至出料口一端，完成一次壓縮后，啟動(dòng)蓋板油缸，將打包箱體內(nèi)壓縮后殘膜向箱底方向壓縮，二次壓縮到位后，啟動(dòng)推包油缸，將二次壓縮后的殘膜由殘膜包出口推出，落入套裝在出料口的編織袋內(nèi)，完成打包作業(yè)。點(diǎn)動(dòng)模式下，即觸即動(dòng)，不觸不動(dòng)，被控制油缸進(jìn)行前進(jìn)或后退動(dòng)作；半自動(dòng)模式下，一次點(diǎn)觸，被控制油缸完成一個(gè)前進(jìn)或后退行程；全自動(dòng)模式下，3個(gè)油缸按順序完成行程后復(fù)位，間隔5 s后重復(fù)循環(huán)油缸動(dòng)作。

圖4　打包機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)1.進(jìn)料口2.蓋板油缸3.推包油缸4.出包口5.打包箱體6.控制盒7.壓蓋油缸

3　田間試驗(yàn)情況

在農(nóng)第八師一四五團(tuán)和一四九團(tuán)對(duì)該機(jī)進(jìn)行了33.3 hm2的田間試驗(yàn)。試驗(yàn)證明，該機(jī)整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)順暢，能夠完成田間集條后殘膜的撿拾打包作業(yè)，撿拾率大于90%，作業(yè)效率約為3.3hm2/h。

4　結(jié)論

農(nóng)田殘膜撿拾打包聯(lián)合作業(yè)機(jī)設(shè)計(jì)理念新穎，從便于殘膜后續(xù)再利用的角度，將殘膜回收與打包技術(shù)結(jié)合，在完成地膜撿拾功能的同時(shí)，能大幅度縮小殘膜體積，有效避免大風(fēng)天氣對(duì)殘膜回收作業(yè)的不良影響。殘膜打包有效縮減了物料體積，便于農(nóng)膜的處理和轉(zhuǎn)運(yùn)，為后期處理提供了極大便利。利用該機(jī)具能很好地解決殘膜回收后的亂堆亂放問(wèn)題，有效避免了大風(fēng)天氣造成的農(nóng)膜二次污染，為殘膜再利用提供便利，能有效避免田間焚燒殘膜造成的空氣污染。

參考文獻(xiàn)：

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通訊作者：鄭炫

基金項(xiàng)目：兵團(tuán)重大專(zhuān)項(xiàng)課題“殘膜撿拾打捆機(jī)的研發(fā)與示范”（2014AA002- 2）

收稿日期：2015-01-15

文章編號(hào)：1007-7782（2015）01-0006-02

中圖分類(lèi)號(hào)：S223.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.01.002