殘膜撿拾機(jī)滾筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

張建銳 孫旖彤 王建吉 賀文江 敬志臣

摘要：殘膜撿拾機(jī)在地膜撿拾過(guò)程中，為了提高工作效率，卸膜時(shí)可將撿膜齒完全收縮至工作滾筒內(nèi)部，拾膜時(shí)將撿膜齒伸出到工作滾筒外部。對(duì)該機(jī)構(gòu)的外部滾筒進(jìn)行計(jì)算和受力分析，滿足殘膜撿拾機(jī)整機(jī)的相關(guān)技術(shù)要求。

Abstract： In the process of picking up the film in the residual film picker， in order to improve the working efficiency， the film teeth can be completely shrunk to the inside of the work roll when the film is unloaded， and the film teeth are extended to the outside of the work roll when the film is picked up. This paper calculates and analyzes the external roller of the mechanism to meet the relevant technical requirements of the residual film pick-up machine.

關(guān)鍵詞：殘膜撿拾;滾筒;殘膜變形

Key words： residual film picking;drum;residual film deformation

中圖分類號(hào)：S223.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2018）36-0188-02

0? 引言

為了使殘膜在田間盡量減少，回收時(shí)盡可能代替或減輕人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)地表殘膜回收機(jī)具的研究是保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵[1]。經(jīng)過(guò)實(shí)際調(diào)研和查閱相關(guān)資料，現(xiàn)有殘膜回收機(jī)在工作時(shí)存在將殘膜直接粉碎、造成卡死、取膜繁瑣等問(wèn)題[2]，設(shè)計(jì)了一種撿拾齒可伸縮的殘膜撿拾機(jī)構(gòu)[3]，能有效解決上述問(wèn)題。針對(duì)殘膜撿拾機(jī)中的關(guān)鍵零件——滾筒，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析。

1? 滾筒結(jié)構(gòu)

殘膜撿拾機(jī)撿拾滾筒部分由支架、滾筒、撿膜齒（刺）、鏈輪等組成，利用定塊機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的原理，實(shí)現(xiàn)撿膜齒的伸縮，如圖1所示。其中，定塊機(jī)構(gòu)由撿膜齒（刺）、曲柄、搖桿和滾筒限位孔組成;曲柄滑塊機(jī)構(gòu)由拉桿、滑塊以及搖桿1組成。手動(dòng)拉環(huán)與滑塊相連，搖桿1與曲柄、搖桿由銷連接，當(dāng)拉動(dòng)手動(dòng)拉桿時(shí)，撿膜齒（刺）便做伸縮運(yùn)動(dòng)。撿膜齒（刺）伸出的最大長(zhǎng)度為300mm。工作時(shí)，將滾筒通過(guò)液壓系統(tǒng)降到地面，將手動(dòng)拉桿推回去，刺全部伸出，當(dāng)工作完成后，將手動(dòng)拉桿拉出，刺全部縮回，便完成殘膜的回收工作，再次通過(guò)液壓系統(tǒng)將滾筒提升遠(yuǎn)離地面。

2? 參數(shù)及受力計(jì)算

2.1 滾筒長(zhǎng)度和直徑

經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)研，農(nóng)用地膜大多數(shù)的長(zhǎng)度為1200mm，留有一定的富余量，故滾筒的長(zhǎng)度定為1300mm。根據(jù)定塊機(jī)構(gòu)及撿膜齒伸出的長(zhǎng)度尺寸要求，計(jì)算出滾筒最小內(nèi)徑為910mm，為滿足強(qiáng)度要求，滾筒材料選45#鋼，厚度為3mm，則其外徑為916mm。

2.2 滾筒內(nèi)刺的孔的分布

根據(jù)地膜撿拾機(jī)的實(shí)際應(yīng)用應(yīng)用情況，可以將孔設(shè)置為一排四個(gè)，滾筒周圍分布為一圈是三排，每排的的角度為120°，而每個(gè)孔之間的中心距則要通過(guò)曲柄的長(zhǎng)度來(lái)確定。

2.3 筒身受力分析

根據(jù)設(shè)計(jì)原理，在殘膜回收的過(guò)程中，筒身受到由殘膜拉力對(duì)筒壁造成的負(fù)載有彎矩MW，扭矩MN，殘膜對(duì)筒壁的壓力Pr，殘膜対刺的應(yīng)力Pz等。在進(jìn)行滾筒應(yīng)力計(jì)算時(shí)，主要考慮殘膜對(duì)滾筒的壓力Pr產(chǎn)生的影響，其他的負(fù)荷產(chǎn)生的應(yīng)力都很小，不及Pr的10%。

根據(jù)材料力學(xué)薄壁圓筒的公式，筒身受到由殘膜徑向壓力Pr作用時(shí)，其筒身內(nèi)壁的切向壓力σθmax最大。

σθmax=-Prb/δ

滾筒在徑向壓力的作用下，筒身r=b處的徑向位移是：

3? 結(jié)論

通過(guò)對(duì)殘膜撿拾機(jī)滾筒部分的參數(shù)計(jì)算和受力分析，滿足整機(jī)的技術(shù)要求，有效解決了撿膜齒運(yùn)動(dòng)空間及收縮的問(wèn)題，這對(duì)于地膜撿拾機(jī)整體設(shè)計(jì)具有重要的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭俊先，張學(xué)軍，靳偉.曲軸滾筒式撿膜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)特性分析[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2016，37（5）：23-26.

[2]吳一非，戴飛，趙武云，等.全膜雙壟溝地膜撿拾機(jī)的設(shè)計(jì)[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2016，34（6）：292-296.

[3]王建吉，孫旖彤，馬強(qiáng)維.1FMJ-100型殘膜撿拾機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與試驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械，2017（12）：94-97.