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        釘齒式殘膜撿拾機構運動仿真分析及性能試驗

        2019-03-28 10:08:06史增錄唐學鵬鄢金山張學軍
        農(nóng)業(yè)工程學報 2019年4期
        關鍵詞:回收機耕層殘膜

        史增錄,唐學鵬,甄 軍,鄢金山,張學軍,靳 偉

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        釘齒式殘膜撿拾機構運動仿真分析及性能試驗

        史增錄1,唐學鵬1,甄 軍2,鄢金山1,張學軍1※,靳 偉1

        (1. 新疆農(nóng)業(yè)大學機電工程學院,烏魯木齊 830052; 2. 新疆農(nóng)業(yè)大學交通與物流工程學院,烏魯木齊 830052)

        由于釘齒式殘膜撿拾機構是被動式的動力驅動,且釘齒的運動受滾筒等多個動參考系的影響,造成釘齒運動過程的理論計算難度大、分析依據(jù)不足等問題。通過開展釘齒式殘膜撿拾機構工作原理和動力學的分析,應用ADAMS完成運動學分析,獲得釘齒相對地面的運動軌跡、齒尖的位移、速度變化曲線,完成樣機的試制和田間試驗。通過分析,釘齒式殘膜撿拾機以5km/h的速度作業(yè)時,滾筒轉速為50.04 r/min,大于滾筒的臨界轉速44.61 r/min,且釘齒相對地面的軌跡為余擺線;釘齒入土時合速度的方向與垂直方向夾角為18.1°,出土時合速度的方向和垂直方向基本重合,有利于釘齒的扎入土壤及順利挑膜,滿足設計要求;相鄰釘齒齒尖上的標記點MARKER_76和MARKER_77在入土、出土時撿拾區(qū)長分別為51.44和50.08 mm,同水平位置相鄰余擺線間的距離為59.4 mm,大于最大撿拾區(qū)長51.44 mm。田間試驗表明,釘齒式殘膜撿拾機構的拾凈率達71.7%,纏膜率為1.52%,滿足耕層殘膜撿拾作業(yè)的性能要求。該研究可為優(yōu)化作業(yè)參數(shù)、研發(fā)相關裝備提供參考。

        機械化;計算機仿真;優(yōu)化;釘齒;耕層殘膜;動力學

        0 引 言

        地膜覆蓋種植技術因其顯著的土壤增溫、保濕、維持土壤結構、防止害蟲侵襲的作用,已在蔬菜、瓜果、棉花、花生、玉米等作物種植上廣泛應用[1-2]。中國使用的地膜是聚乙烯烴類有機高分子化合物,在自然條件下極難降解,在土壤中可存在200~400 a。地膜使用后由于日照風化而容易破碎,耕整地作業(yè)后,大量殘膜和作物根茬、土壤混合在一起被埋在耕層中,加大了殘膜回收的難度。經(jīng)過多年的耕作,積累在耕層的殘膜不斷增加,可造成土壤品質下降、作物減產(chǎn)[3-6],也給農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成嚴重的“白色污染”。因此,治理農(nóng)田殘膜污染已成為亟待解決的難題,治理耕層殘膜污染問題更是迫在眉睫。

        按工作原理分類,殘膜回收機械可分為彈齒式、釘齒式、夾持式、鏈齒式、伸縮桿齒式等[6-9]。但能夠回收耕層內(nèi)殘膜的機具較少,目前研究耕層殘膜回收機械的主要有張學軍團隊研發(fā)的鏈齒式耕層殘膜回收機,可回收150~200 mm深的耕層殘膜[10-11],該機具的作業(yè)阻力和動力消耗較大;張攀峰等研究的旋耕釘齒式的耕層殘膜回收機,可回收耕層150 mm深度的殘膜[12-13],但釘齒上易堆積殘膜,卸膜效果不理想;靳偉等研究了自動卸膜式殘膜回收機,其作業(yè)深度為80 mm[14],未達到耕層殘膜回收的作業(yè)深度。

        釘齒式殘膜撿拾機構是為解決新疆南疆地區(qū)使用的扎膜輥撿拾和卸膜切換操作不方便的問題而研發(fā)的,適用于春播前、耕整后土壤松軟、土塊較小的農(nóng)田條件。通過凸輪機構實現(xiàn)邊扎膜、邊卸膜的作業(yè)過程,能夠撿拾耕層深度為100 mm的殘膜。釘齒是殘膜撿拾機的重要作業(yè)部件,其性能優(yōu)劣決定了撿拾機的作業(yè)可靠性、撿拾率等關鍵指標。釘齒式殘膜撿拾機的動力驅動是拖拉機的牽引力,依靠釘齒扎入土壤的反作用力驅動滾筒轉動,釘齒的運動不僅受滾筒的約束,還要受推桿、卸膜板等動參考物的影響,增加了理論分析的難度。

        以理論研究的方法進行釘齒式殘膜撿拾機構的釘齒運動軌跡、速度等的理論計算難度大、實際測量的可操作性差,限制了釘齒撿拾殘膜過程的理論分析及結構參數(shù)優(yōu)化[15-17]。為此,利用虛擬仿真技術進行釘齒式殘膜撿拾機構的仿真,在滾子和凸輪之間添加接觸約束,模擬真實的運動過程,開展釘齒式撿拾機構的運動過程分析,是研究被動驅動式殘膜撿拾機構的有效方法。

        1 釘齒式殘膜撿拾機的工作原理及結構

        1.1 主要結構

        為提高釘齒式殘膜撿拾機構的撿拾率,增加釘齒的數(shù)量,以增加釘齒扎膜的次數(shù)是關鍵。研制的釘齒式殘膜撿拾機構滾筒直徑為530 mm,釘齒軸向排布距離為75 mm,圓周間的排布距離為120 mm。釘齒式殘膜撿拾機的結構如圖1所示。

        1.懸掛機構 2.釘齒 3.卸膜板 4.推桿 5.滾筒 6.端蓋 7.凸輪 8.刷膜輥 9.機架 10.集膜箱

        1.2 工作原理

        釘齒式殘膜撿拾機的機構簡圖如圖2所示。滾筒和端蓋固定。釘齒一端與滾筒鉸接,釘齒穿在卸膜板上,卸膜板可繞釘齒轉動,作業(yè)時滾筒在土壤對釘齒的反作用下逆時針轉動。卸膜板兩端和推桿鉸接,推桿的一端和端蓋上的鉸接桿連接,推桿的中間孔和卸膜板鉸接,另一端安裝滾子軸承,滾子軸承安裝在凸輪滑槽內(nèi)轉動,凸輪與機架固定。滾子軸承沿著凸輪軌跡帶動推桿運動,運動到最低點時,推桿拉回卸膜板,釘齒伸出卸膜板的長度最長。滾子軸承運動至最高點時,推桿向上推動卸膜板,卸膜板相對釘齒向外運動,同時在液壓馬達的作用下,刷膜輥順時針反向轉動將殘膜梳刷到集膜箱中,完成邊扎膜邊卸膜的作業(yè)過程。

        1.滾筒 2.卸膜板 3.釘齒 4.端蓋 5.鉸接桿 6.推桿 7.滾子軸承 8.凸輪

        1.Roller 2.Unloaded plate 3.Nail tooth 4.End cap 5.Hinge bar 6.Handspike 7. Roller bearing 8.Cam

        注:為滾筒的轉動角速度,rad·s-1;為機具的前進速度,m·s-1。

        Note:is angular velocity of roller, rad·s-1;is forward speed of machinery, m·s-1.

        圖2 釘齒式殘膜撿拾機的機構簡圖

        Fig.2 Schematic diagram of nail tooth type mechanism for collecting plastic residue

        2 殘膜撿拾機構分析

        2.1 凸輪的設計分析

        凸輪是驅動撿拾機構的釘齒伸出、縮回的關鍵部件。凸輪輪廓線設計如圖3所示,建立坐標系,在反轉運動中,當推桿相對于凸輪轉過時,推桿處于111位置,則1點的坐標如式(1)所示,式(1)是凸輪的理論輪廓線坐標。

        注:δ為反轉運動時凸輪的轉角,rad;α為推桿在A1C1位置時的角位移,rad;β為推桿的位置角,rad;a為推桿距回轉中心的長度,mm;L為推桿A1C1的長度,mm;θ為理論輪廓線法線和水平線的夾角,rad;r0為理論輪廓線的最小半徑,mm;rr為滾子的半徑,mm。

        凸輪的理論輪廓線和工作輪廓線在法向方向的距離應等于滾子半徑r,因此在理論輪廓線上任意一點上,只要沿理論輪廓線在該點的法線方向取長度為r,即可得工作輪廓線上的相應點,由此可得1的工作輪廓線方程,如式(2)所示。

        為確保安裝在推桿上的滾子軸承和凸輪保持接觸,設計了溝槽式凸輪結構,如圖4所示。

        圖4 凸輪結構示意圖

        2.2 卸膜過程的分析

        殘膜撿拾機構作業(yè)過程中,在凸輪作用下釘齒相對卸膜板伸出時釘齒入土撿拾扎膜,等釘齒運動到刷膜輥位置時,在凸輪作業(yè)下釘齒相對卸膜板縮回,在卸膜板和刷膜輥共同作用下,殘膜被卸入集膜箱,實現(xiàn)殘膜撿拾機構在入土時撿拾殘膜,在卸膜位置時自動卸膜。卸膜過程如圖5所示。

        注:ω1為刷膜輥的轉動角速度,rad·s-1。

        刷膜輥能順利將殘膜從釘齒上卸下的條件為,刷膜輥葉片的速度大于釘齒齒尖的速度,如式(3)所示。

        式中為滾筒中心到釘齒齒尖的長度,mm;為刷膜輥直徑,mm。

        刷膜輥的轉動角速度1為

        經(jīng)計算,刷膜輥的轉速應不低于225 r/min??紤]刷膜過程中卸膜的阻力較小,選用BM1-160的液壓馬達,其連續(xù)運轉時的轉速達370 r/min。

        2.3 撿拾機構的運動分析

        釘齒式殘膜撿拾機構作業(yè)時,釘齒的運動是由機具的前進運動、滾筒的轉動、推桿限制釘齒擺動和卸膜板相對釘齒的移動,形成的合成運動。殘膜撿拾機構的運動簡圖如圖6所示。進行釘齒運動的理論計算時,需建立以滾筒為中心的坐標系為定參考系,同時建立釘齒繞滾筒擺動的動參考系、推桿相對滾筒擺動的動參考系以及卸膜板相對滾筒的動參考系。若計算釘齒上某一動點的運動,需利用坐標變換的原理建立絕對、相對和牽連運動之間的關系,不僅分析過程復雜,且計算難度也大[18-23]。

        圖6 殘膜撿拾機構的運動簡圖

        2.4 撿拾機構的動力學分析

        釘齒式殘膜撿拾機構作業(yè)時,殘膜被釘齒挑起時受力情況如圖7所示。

        撿拾機構的實際受力不僅包括殘膜的重力、釘齒對殘膜的摩擦力以及運動時離心慣性力,還有土壤、根茬對殘膜的粘壓力和風的阻力等。但釘齒式殘膜撿拾機構是回收100 mm耕層內(nèi)的陳年舊膜,殘膜的強度很低,決定釘齒是否能克服土壤、根茬對殘膜粘壓力的關鍵,是殘膜的強度能否承受釘齒對殘膜的作用力,且土壤、根茬對殘膜的粘壓力和風的阻力是隨機力,力的大小、方向無法確定。因此,在撿拾機構的動力學分析中未將土壤、根茬對殘膜的粘壓力和風的阻力考慮到受力分析中。

        注:ε為釘齒與垂直線的夾角,rad;η為離心慣性力和法向力方向的夾角,rad;P為離心慣性力,N;N為殘膜法向力,N;G為殘膜的重力,N;F為摩擦力,N;Gt為殘膜重力的切向力,N;Gn為殘膜重力的法向力,N。

        根據(jù)圖4可知,釘齒對殘膜作用的法向力為

        式中為殘膜的質量,g;為被撿殘膜重心的瞬時半徑,m;為重力加速度,m/s2。

        為使殘膜能夠被釘齒挑起的必要條件為

        式中為釘齒和殘膜的摩擦系數(shù)。

        式(9)簡化可得

        經(jīng)計算,得≥4.67 rad/s,對應的滾筒轉速為44.61 rad/s,該值是釘齒能夠順利挑起殘膜的臨界角速度。當小于4.67 rad/s時,釘齒撿拾的殘膜可能會沿釘齒滑落,降低撿拾殘膜的作用。由于釘齒式殘膜撿拾機構是被動驅動的方式,依靠釘齒扎入土壤所受的作用力和卸膜板所受土壤的摩擦力帶動滾筒轉動。因此,作業(yè)速度的大小影響滾筒轉動的角速度的大小,也決定著撿拾機構的殘膜撿拾性能。為保證撿拾機構的撿拾性能,將殘膜撿拾機構被動驅動的方式變?yōu)橹鲃域寗拥姆绞?,可提高釘齒撿拾殘膜的可靠性。

        3 仿真分析

        3.1 建模、添加約束和驅動

        用Solidworks軟件建立釘齒式殘膜撿拾機構的三維參數(shù)化模型,并完成裝配。將三維模型另存為Parasolid(.X_T)格式。將Parasolid(.X_T)格式文件導入到ADAMS軟件中,生成ADAMS環(huán)境下的模型[24-25]。

        利用ADAMS中的工具箱操作,在大地、機架、釘齒、推桿、凸輪、拐臂、滾筒之間添加適當?shù)募s束。為準確的模擬殘膜撿拾機構在工作中的實際運動情況,對其各部件均按實際情況添加部件的材料屬性。為提高仿真計算的速度,只保留了相鄰的2個釘齒,刪掉其他的釘齒、擺桿、刷膜輥、集膜箱等部件。

        釘齒式殘膜撿拾機構以5 km/h的速度作業(yè)時,滾筒轉速為50.04 r/min。經(jīng)計算,添加在機架上的平移驅動速度為1 388.89 mm/s,作用在滾筒上的旋轉驅動的角速度值為300.45 °/s。

        3.2 求解計算

        進行ADAMS的求解計算時,設置仿真的時間為1.8 s、步長為300步。

        3.3 仿真研究

        為方便分析釘齒齒尖運動,在相鄰釘齒的齒尖上分別創(chuàng)建了MARKER_76和MARKER_77 2個標記點。仿真結束后,從后處理器輸出一系列仿真結果。圖8是相鄰釘齒齒尖的運動變化曲線,其中圖8a是釘齒齒尖相對地面的運動軌跡曲線,圖8b是釘齒齒尖在垂直方向的位移變化曲線,圖8c是釘齒齒尖在水平方向的位移變化曲線,圖9是相鄰釘齒齒尖的速度的變化曲線。

        圖8 相鄰釘齒齒尖的位移變化曲線

        圖9 相鄰釘齒齒尖的速度變化曲線

        根據(jù)圖8a所示釘齒齒尖的運動軌跡線,結合殘膜撿拾機構的作業(yè)深度,確定從釘齒齒尖最低點的位移向上100 mm為撿拾區(qū),當撿拾滾筒運動1.8 s時,釘齒齒尖的標記點MARKER_76和MARKER_77分別2次入土和出土。為確保釘齒入土、出土的數(shù)據(jù)準確性,去掉第一次入土、出土的數(shù)據(jù),以MARKER_76和MARKER_77第二次入土、出土的數(shù)據(jù)為依據(jù),進行分析。

        圖9所示的MARKER_76和MARKER_77的速度變化曲線存在一定幅度的波動。通過對殘膜撿拾機構的運動原理和施加約束等的分析,主要原因是推桿一端和滾筒端蓋鉸接,推桿另一端和凸輪用接觸命令進行約束,推桿在凸輪的軌道內(nèi)運動時,在上、下軌道面的切換過程中存在一定的沖擊力,造成了釘齒速度變化的波動。

        在ADAMS/Postprocessor中利用軌跡點跟蹤功能,完成圖8a所示曲線數(shù)據(jù)的采集[24]。通過對釘齒齒尖的運動軌跡分析,以釘齒入土100 mm為理論耕層深度,確定MARKER_76和MARKER_77分別在入土、出土時的垂直方向位移。結合圖8b所示的曲線變化,確定MARKER_76和MARKER_77分別在入土、出土時對應的時間。根據(jù)圖9所示,獲得MARKER_76和MARKER_77在入土、出土時的水平方向速度和垂直方向速度;根據(jù)圖8c所示的釘齒齒尖水平方向位移的變化曲線,取得入土和出土時的水平位移,通過計算可獲得單個釘齒的作業(yè)撿拾區(qū)長度,具體數(shù)據(jù)如表1所示。

        3.4 結果分析

        通過仿真分析,釘齒運動時齒尖相對地面的軌跡是余擺線,依靠余擺線從最低點向上100 mm的區(qū)域為殘膜撿拾區(qū)域。圖8a所示的釘齒軌跡線滿足設計的預期要求,可完成設計的撿拾動作。

        根據(jù)釘齒相對地面的軌跡線,利用圖解法完成釘齒入土和出土時的速度分析圖,如圖10所示。MARKER_76的入土合速度為1 103.69 mm/s,出土合速度為1 254.10 mm/s;MARKER_77入土合速度為1 081.03 mm/s,出土合速度為1 249.89 mm/s。釘齒入土合速度方向和垂直方向的夾角為18.1°,出土的合速度和垂直方向基本重合。

        根據(jù)圖8c所示的釘齒在水平方向位移變化曲線,釘齒在100 mm深的耕層作業(yè)時,MARKER_76在入土、出土的撿拾區(qū)長為51.44 mm;MARKER_77入土、出土的撿拾區(qū)長為50.08 mm;結合圖8a所示,在MARKER_76 和MARKER_77的余擺線從下往上100 mm深耕層位置,相鄰兩余擺線間的距離為59.4 mm,大于釘齒的最大撿拾區(qū)長51.44 mm。

        表1 相鄰釘齒齒尖的運動參數(shù) Table 1 Motion parameter of tooth tips of adjacent nail teeth

        圖10 相鄰釘齒齒尖入土、出土速度分析

        4 田間性能試驗

        為了驗證所設計樣機的作業(yè)性能指標,試制了整機物理樣機。2017年4月,在新疆阿克蘇6團試驗田進行了田間耕層殘膜撿拾機構的作業(yè)性能試驗[26-31],如圖11所示。試驗田選擇耕后(播前)較平坦的棉花地,配套鐵牛754型拖拉機為動力,作業(yè)速度為5 km/h,撿拾滾筒的轉度為50 r/min。

        圖11 釘齒式殘膜撿拾機的田間試驗

        殘膜撿拾機構作業(yè)性能試驗時,作業(yè)前在測區(qū)內(nèi)進行作業(yè)前的測點采樣,測點采樣采用五點法,每個測點面積為1 m2,按耕層深度為100 mm取樣。去除塵土和水分后,稱取樣殘膜的質量,求其平均值獲得作業(yè)前耕層殘膜質量;作業(yè)后在同一測區(qū)不同的測點位置進行作業(yè)后的測點采樣,按照同樣的方法獲得作業(yè)后耕層殘膜質量。按式(11)計算耕層的拾凈率。

        式中為拾凈率,%;為作業(yè)后的耕層殘膜質量,g;0為作業(yè)前耕層殘膜質量,g。

        殘膜撿拾機構的纏膜率計算根據(jù)式(12)計算。

        式中為纏膜率,%;1為測區(qū)內(nèi)纏繞在殘膜機上的殘膜質量,g;2為測區(qū)內(nèi)收集在集膜箱內(nèi)的殘膜質量,g。

        按照標準GB/T 25412-2010《殘地膜回收機》的試驗要求,進行殘膜撿拾作業(yè)試驗指標的測定,田間測試結果如表2所示。

        表2 殘膜撿拾機構作業(yè)性能 Table 2 Performance of mechanism for collecting plastic residue

        5 結 論

        1)通過對撿拾機構的分析,釘齒可挑起殘膜的滾筒臨界轉速為44.61 r/min。為保證釘齒能將殘膜順利挑起,則滾筒的轉速不能低于44.61 r/min。

        2)通過ADAMS軟件對殘膜撿拾機構作業(yè)過程的仿真,相鄰釘齒入土合速度分別為1 103.69和1 081.03 mm/s,合速度的方向與垂直方向的夾角為18.1o,作業(yè)時釘齒入土的阻力較?。幌噜忈旪X的出土合速度分別為1 254.10和1 249.89 mm/s,合速度方向基本和垂直方向平行,釘齒可順利將殘膜挑起。由此可見,采用凸輪機構實現(xiàn)釘齒式殘膜撿拾機構邊扎膜、邊卸膜的原理是可行的。

        3)仿真結果表明,釘齒在100 mm深的耕層作業(yè)時,相鄰釘齒齒尖上的標記點MARKER_76和MARKER_77在入土、出土時的撿拾區(qū)長分別為51.44和50.08 mm,以余擺線最低點向上100 mm的位置,MARKER_76和MARKER_77的余擺線間的距離為59.4 mm,大于釘齒的最大撿拾區(qū)長51.44 mm。通過增大釘齒式殘膜撿拾機構的釘齒撿拾區(qū)長度,減少相鄰兩余擺線間的距離,可提高耕層拾凈率。

        4)通過分析、仿真和田間試驗研究發(fā)現(xiàn),釘齒式殘膜撿拾機構通過改變被動驅動方式為主動驅動方式及優(yōu)化相鄰釘齒余擺線間的距離,可進一步提高該機構的殘膜拾凈率。

        [1] 陳勤平,吳昌湛,陳國澤,等. 不同覆蓋物對春花生生長及產(chǎn)量的影響[J]. 廣西農(nóng)學報,2013,28(2):28-30.

        Chen Qinping, Wu Changzhan, Chen Guoze, et al. The effect of the different overlay on growth and yield of spring peanut[J]. Journal of Guangxi Agriculture, 2013, 28(2): 28-30. (in Chinese with English abstract)

        [2] 謝建華,陳學庚,孫超偉. 桿齒式殘膜回收機卸膜過程分析及高速攝像試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2017,33(10):17-24.

        Xie Jianhua, Chen Xuegeng, Sun Chaowei. Unloading film process analysis and high-speed photography experiment of pole-tooth residual plastic film collector[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(10): 17-24. (in Chinese with English abstract)

        [3] 嚴昌榮,梅旭榮,何文清,等. 農(nóng)用地膜殘留污染的現(xiàn)狀與防治[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2006,22(11):269-272.

        Yan Changrong, Mei Xurong, He Wenqing, et al. Present situation of residue pollution of mulching plastic film and controlling measures[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2006, 22(11): 269-272. (in Chinese with English abstract)

        [4] 何文清,嚴昌榮,劉爽,等. 典型棉區(qū)地膜應用及污染現(xiàn)狀的研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2009,28(8):1618-1622.

        He Wenqing, Yan Changrong, Liu Shuang, et al. The use of plastic mulch film in typical cotton planting regions and the associated environmental pollution[J]. Journal of Agro- Environment Science, 2009, 28(8): 1618-1622. (in Chinese with English abstract)

        [5] 王海敏. 全降解聚乙烯地膜的制備與性能研究[D]. 青島:山東科技大學,2011.

        Wang Haimin. Preparation and Performance Study of the Full-degradable Polythene Films[D]. Qingdao:Shangdong University of Science and Technology, 2011. (in Chinese with English abstract)

        [6] 嚴偉,胡志超,吳努,等. 鏟篩式殘膜回收機輸膜機構參數(shù)優(yōu)化與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2017,33(1):17-24.

        Yan Wei, Hu Zhichao, Wu Nu, et al. Parameter optimization and experiment for plastic film transport mechanism of shovel screen type plastic film residue collector[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(1): 17-24. (in Chinese with English abstract)

        [7] 周新星,胡志超,嚴偉,等. 國內(nèi)殘膜回收機脫膜裝置的研究現(xiàn)狀[J]. 農(nóng)機化研究,2016,38(11):263-268.

        Zhou Xinxing,Hu Zhichao,Yan Wei,et al. Research status of domestic residual film recovery machine to take off the film device[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2016, 38(11): 263-268. (in Chinese with English abstract)

        [8] 徐弘博,胡志超,吳峰,等.網(wǎng)鏈式花生地殘膜回收機設計與試驗[J] .農(nóng)業(yè)工程學報,2017,33(17):1-9.

        Xu Hongbo, Hu Zhichao, Wu Feng, et al. Design and experiment of network chain type residual plastic film collector for peanut field[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(17): 1-9. (in Chinese with English abstract)

        [9] 段文獻,王吉奎,李陽,等. 夾指鏈式殘膜回收裝置的設計及試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2016,32(19):35-42.

        Duan Wenxian, Wang Jikui, Li Yang, et al. Design and test of clamping finger-chain type device for recycling agricultural plastic film[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(19): 35-42. (in Chinese with English abstract)

        [10] 趙攸樂,張學軍,靳偉,等. 鏈齒耙式耕層殘膜回收機撿拾機構的設計[J]. 農(nóng)機化研究,2019,41(2):119-123.

        Zhao Youle, Zhang Xuejun, Jin Wei, et al. Design of Pick-up mechanism for the chain-teeth-rake topsoil incomplete plastic film recycling machine[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2019, 41(2): 119-123. (in Chinese with English abstract)

        [11] 李辰,白圣賀,靳偉. 鏈齒式耕層殘膜回收機撿拾機構設計與試驗[J]. 農(nóng)機化研究,2019,41(4):107-111.

        Li Chen, Bai Shenghe, Jin Wei. Design and experiment on picking mechanism of chain tooth type plough residue film reclaiming machine[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2019, 41(4): 107-111. (in Chinese with English abstract)

        [12] 張攀峰,胡燦,王旭峰,等. 旋耕釘齒式耕層殘膜回收機起膜部件動力學分析[J]. 農(nóng)機化研究,2018,40(4):14-19.

        Zhang Panfeng, Hu Can, Wang Xufeng, et al. Kinetic analysis of rotary tillage nail Tooth plastic film recycling machine hook film unit[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2018, 40(4): 14-19. (in Chinese with English abstract)

        [13] 張攀峰. 旋耕釘齒式耕層殘膜回收機的設計與試驗研究[D]. 阿拉爾:塔里木大學,2018.

        Zhang Panfeng. Design and Test Research of Rotary Tillage Nail Tooth Plastic Film Recycling Machine[D]. Alar: Tarim University, 2018. (in Chinese with English abstract)

        [14] 靳偉,張學軍,張朝書,等. 自動卸膜式殘膜回收機撿拾齒和滾筒的優(yōu)化[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導報,2016,18(3):96-103.

        Jin Wei, Zhagn Xuejun, Zhang Chaoshu, et al. Optimization of pick-up teeth and roller for automatic unloading film recycling machine[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2016, 18(3): 96-103. (in Chinese with English abstract)

        [15] 李斌,王吉奎,胡凱,等. 殘膜回收機順向脫膜機理分析與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2012,28(21):23-28.

        Li Bin, Wang Jikui, Hu Kai, et al. Analysis and test offorward film removing mechanism for polythene film collector[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2012, 28(21): 23-28. (in Chinese with English abstract)

        [16] 陳發(fā),史建新,王學農(nóng),等. 弧型齒殘膜撿拾滾筒撿膜的機理[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報,2006,37(6):36-41.

        Chen Fa, Shi Jianxin, Wang Xuenong, et al. Study on collecting principle of arc-type tooth roller for collecting plastic residue[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2006, 37(6): 36-41. (in Chinese with English abstract)

        [17] 陳發(fā),史建新,趙海軍,等. 固定凸輪殘膜撿拾機構的優(yōu)化設計[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報,2005,36(12):43-46.

        Chen Fa, Shi Jianxin, Zhao Haijun, et al. Optimum design of fixing cam combination mechanism for collecting plastic residue[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2005, 36(12): 43-46. (in Chinese with English abstract)

        [18] Han, C J, Yuan P P, Zhang X J, et al. Design and test of combined operation machine for collecting nail-tooth plastic film. International Agricultural Engineering Journal, 2017, 26(1): 87-94.

        [19] 王春耀,陳發(fā),王學農(nóng),等. 弧形挑膜齒殘膜清理滾筒主要部件的強度分析[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報,2007,38(2):76-78.

        Wang Chunyao, Cheng Fa, Wang Xuenong, et al. Analytical research on intensity of the arc spring-finger type plastic film residue pickup cylinder[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery, 2007, 38(2): 76-78. (in Chinese with English abstract)

        [20] 那明君,董欣,侯書林,等. 殘膜回收機主要工作部件的研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,1999,15(2):112-115.

        Na Mingjun, Dong Xin, Hou Shulin, et al. Research on main components of the machine for retrieving the used plastic film after harvesting[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 1999, 15(2): 112-115. (in Chinese with English abstract)

        [21] 婁秀華,張東興,耿端陽,等. 殘膜回收機起膜器的設計與試驗研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2002,18(6):88-90.

        Lou Xiuhua, Zhang Dongxing, Gen Duanyang, et al. Research and design on loosening shovel of polythene film collector[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2002, 18(6): 88-90. (in Chinese with English abstract)

        [22] 嚴偉,胡志超,吳努,等. 鏟篩式殘膜回收機輸膜機構參數(shù)優(yōu)化與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2017,33(1):17-24.

        Yan Wei, Hu Zhichao, Wu Nu, et al. Parameter optimization and experiment for plastic film transport mechanism of shovel screen type plastic film residue collector[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(1): 17-24. (in Chinese with English abstract)

        [23] 李寶筏. 農(nóng)業(yè)機械學[M]. 北京:農(nóng)業(yè)出版社,2003.

        [24] 趙武云,史增錄,戴飛,等. ADAMS2013基礎與應用實例教程[M]. 北京:清華大學出版社,2015:251-265.

        [25] 史增錄,張學軍,趙武云,等. 4UX-550型馬鈴薯挖掘機振動篩運動特性分析及仿真研究[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)大學學報,2013,48(3):156-160.

        Shi Zenglu, Zhang Xuejun, Zhao Wuyun,et al. Analysis of kinetic characteristics and simulation of vibrating sieve of 4UX-550 potato harvester[J]. Journal of Gansu Agricultural University, 2013, 48(3): 156-160. (in Chinese with English abstract)

        [26] 中國國家標準化管理委員會. GB/T 25412—2010殘地膜回收[S]. 北京:中國標準出版社,2010.

        [27] 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. NY/T 1227-2006殘地膜回收機作業(yè)質量[S]. 北京:中國標準出版社,2016.

        [28] 靳偉,張學軍,李超新,等. 釘刺式殘膜回收機的設計及試驗研究[J]. 中國農(nóng)機化學報,2014,35(4):52-54.

        Jin Wei, Zhang Xuejun, Li Chaoxin, et al. Design and experiment of stud type residual film recycling machine[J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2014, 35(4): 52-54. (in Chinese with English abstract)

        [29] 戴飛,趙武云,張鋒偉,等. 玉米全膜雙壟溝殘膜回收機作業(yè)性能優(yōu)化與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2016,32(18):50-60.

        Dai Fei, Zhao Wuyun, Zhang Fengwei, et al. Optimization and experiment of operating performance of collector for corn whole plastic film mulching on double ridges[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(18): 50-60. (in Chinese with English abstract)

        [30] 靳偉,張學軍,張朝書,等. 釘刺式殘膜回收機凸輪機構的設計與分析[J]. 農(nóng)機化研究,2014,36(12):140-143.

        Jin Wei, Zhang Xuejun, Zhang Chaoshu, et al. Analysis and design of CAM mechanism in stud type residual film recycling machine[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2014, 36(12): 140-143. (in Chinese with English abstract)

        [31] 王海新. 釘齒式殘膜撿拾機的優(yōu)化及試驗研究[D].烏魯木齊:新疆農(nóng)業(yè)大學,2016.

        Wang Haixin. Optimization and Experimental Study of Nail Tooth Plastic Film Residue Collector[D]. Urumqi: Xinjiang Agricultural University, 2016. (in Chinese with English abstract)

        Performance test and motion simulation analysis of nail tooth type mechanism for collecting plastic residue

        Shi Zenglu1, Tang Xuepeng1, Zhen Jun2, Yan Jinshan1, Zhang Xuejun1※, Jin Wei1

        (1.,,830052,; 2.,,830052,)

        The problem of residual film pollution is serious in the fields of Xinjiang,and the mechanical recycling of residual film is the main recycling method.However, few mechanism can be used to recover the plastic residue of the plough layer. The nail tooth type mechanism for collecting plastic residue can recover the plastic residue from the plough layer. Nail tooth type mechanism for collecting plastic residue is composed of roller, unloaded plate, nail tooth, end cap, handspike and cam, etc. When the mechanism for collecting plastic residue is operated, the nail tooth pick-up and tie the plastic residue when the nail tooth reach the position of film-brushing roller relative to the film-removing plate, the nail tooth retract relative to the film-removing plate under the cam operation, and the film-removing plate when the nail tooth reach the position of film-removing roller under the cam operation. Under the joint action of the plastic residue brushing roller, the plastic residue is unloaded into the film collecting box, to realize the function of side pick up and unloading. Through the virtual simulation technology, the trajectory of the nail tooth and the speed of the nail tooth are obtained. The nail tooth type mechanism for collecting plastic residue is a passive driving method, in which the cam, handspike, unloading plate and the nail tooth interact and the nail tooth is driven by the force of the nail tooth penetrating into the soil. The constraint between roller bearing and cam cannot simply be given a point-line constraint pair, but according to the actual situation, the contact constraint between roller and cam is added, which can better simulate the real motion. For nail tooth type mechanism for collecting plastic residue is passive power drive, and nail tooth movement is influenced by roller, and other moving reference frame, the nail tooth movement process of the theoretical calculation is difficult, lack of theoretical basis to carry out the nail tooth type mechanism collecting plastic residue working principle and dynamics analysis. By use of ADAMS, we completed kinematics analysis, and obtained the nail tooth relative to the movement of the ground, and the tooth curves of displacement and velocity. We also completed the prototype trial-manufacture and field experiment. Through analysis, When the nail tooth type mechanism for collecting plastic residue operates at a speed of 5 km/h, the rotational speed of the drum is 50.04 r/min, greater than the critical speed of roller 44.61 r/min, and nail tooth relative to the ground track for trochoid, nail tooth into the soil when the resultant velocity direction and vertical direction Angle was 18.1°. The out-earth combined speed paralleled the vertical direction, which is advantageous to the nail tooth into the soil and the smoothly picked plastic residue, meeting the design requirements. Marking points MARKER_76 and MARKER_77 on the tips of adjacent nail teeth were respectively 51.44 and 50.08 mm in length of collecting area when they were put into soil and excavated. The distance between adjacent cycloid lines at the same horizontal position was 59.4 mm, greater than the maximum picking area of 51.44 mm. Field experiments showed that the net collected rat of the deep layer of nail tooth type mechanism for collecting plastic residue was 71.7% and the wrapping rate was 1.52%, which can meet the performance requirements of the tillage residual film scavenging operation. The analysis results provide references for optimizing operation parameters and developing related equipment.

        mechanization; computer simulation; optimization; nail tooth; plastic residue of plough layer; dynamics

        史增錄,唐學鵬,甄 軍,鄢金山,張學軍,靳 偉. 釘齒式殘膜撿拾機構運動仿真分析及性能試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2019,35(4):64-71. doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.008 http://www.tcsae.org

        Shi Zenglu, Tang Xuepeng, Zhen Jun, Yan Jinshan, Zhang Xuejun, Jin Wei. Performance test and motion simulation analysis of nail tooth type mechanism for collecting plastic residue[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(4): 64-71. (in Chinese with English abstract) doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.008 http://www.tcsae.org

        2018-08-07

        2019-01-27

        獲國家重點研發(fā)計劃課題(2017YFD0701102);國家自然基金項目(51665057);新疆維吾爾自治區(qū)高??蒲杏媱潱╔JEDU2017T005)

        史增錄,實驗師,主要從事農(nóng)業(yè)工程技術與裝備研究。 Email:shizlfd@qq.com

        張學軍,教授,博士,主要從事農(nóng)業(yè)工程技術與裝備研究。Email:zhaxjau@sina.com

        10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.008

        S224.9

        A

        1002-6819(2019)-04-0064-08

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