田辛亮 ，趙 巖 ,2※，顏利民 ,2，溫浩軍 ,2，楊崇山

（1.石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆 石河子 832000；2.農(nóng)業(yè)部西北農(nóng)業(yè)裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

0 引言

地膜殘留現(xiàn)已成為影響新疆棉田可持續(xù)發(fā)展的重要問題[1-2]。地膜覆蓋種植由于具有保持水土、提高地溫、防病抗草等良好作用，在新疆乃至世界范圍內(nèi)得到廣泛使用[3-4]。作物收獲后，由于地膜回收率低，部分地膜殘留在土壤中，嚴(yán)重影響作物根系對(duì)水分及養(yǎng)分的吸收，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量的提高。新疆棉田作為中國最大的地膜使用地區(qū)，正面臨著巨大的地膜殘留問題。為有效解決地膜殘留問題，現(xiàn)已研究出部分殘膜回收機(jī)械，如滾筒式殘膜回收機(jī)、彈齒式殘膜回收機(jī)、鏈耙式殘膜回收機(jī)等[5-7]，以上機(jī)具均存在部分問題，不能推廣使用。目前，新疆棉田的殘膜回收機(jī)械以立桿式摟膜機(jī)為主，此種機(jī)型作業(yè)速度快，但殘膜回收率低，無法自動(dòng)卸膜。

為有效解決立桿式摟膜機(jī)無法自動(dòng)卸膜問題，本文研制了一種新型卸膜裝置，有效解決了立桿式摟膜機(jī)無法自動(dòng)卸膜問題。

1 結(jié)構(gòu)與工作原理

卸膜裝置主要由連接板、固定板、脫膜板等部分組成，如圖1所示；其中，脫膜板共包含23組，卸膜裝置兩端安裝有4塊連接板，由螺栓固定在摟膜裝置上。

圖1 卸膜裝置示意

機(jī)具作業(yè)時(shí)，彈齒入土摟膜。作業(yè)一段距離后，機(jī)具停止作業(yè)，由液壓系統(tǒng)控制彈齒起降，在彈齒升起的過程中，由于相鄰兩擋板之間的間隙較小，幾乎只允許彈齒通過，而彈齒上的地膜被兩脫膜板刮下。卸膜后，液壓系統(tǒng)控制摟膜裝置下降，彈齒由兩脫膜板的間隙穿過，繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)。

2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

脫膜板是卸膜裝置的核心部件，由安裝孔、弧形鋼板、三角形彈板三部分組成，如圖2所示。卸膜裝置共包含23組脫膜板，依次排列在固定板上，并由螺栓固定。在脫膜的過程中，殘膜中混有部分泥土和棉稈，有些時(shí)候脫膜較困難，故將鋼板設(shè)計(jì)為弧形，起到緩沖作用，防止脫膜板變形。脫膜板前半部分安裝有三角形彈板，脫膜過程在可進(jìn)行初次脫膜；若部分殘膜未脫下，再由弧形鋼板二次脫膜，提高卸膜裝置的脫膜率。

圖2 脫膜板示意

3 田間試驗(yàn)

2018年4-5月在芳草湖三分場(chǎng)進(jìn)行了田間試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)殘膜回收機(jī)先進(jìn)行100 m摟膜作業(yè)，再對(duì)卸膜裝置進(jìn)行試驗(yàn)。

對(duì)殘膜回收機(jī)的卸膜裝置進(jìn)行定量分析，確定殘膜回收機(jī)卸膜裝置的試驗(yàn)指標(biāo)為脫膜率。為了方便試驗(yàn)、降低計(jì)算量，總結(jié)前期的試驗(yàn)成果。本次試驗(yàn)選用二因素三水平正交試驗(yàn)，因素依為：相鄰兩脫膜板間距A、脫膜角B。表1為試驗(yàn)因素水平。

表1 試驗(yàn)因素及水平

4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析

4.1 試驗(yàn)結(jié)果

把試驗(yàn)參數(shù)條件和試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)依次填入正交表中，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

其中：Yi為各因素對(duì)脫膜率影響的平均值，R值表示各因素對(duì)脫膜率的影響程度。R值越大，該因素對(duì)脫膜率的影響越大；R值越小，該因素對(duì)脫膜率的影響越小[8]。由上表可知，卸膜裝置的最優(yōu)作業(yè)條件為A2B2。

表2 試驗(yàn)結(jié)果

4.2 試驗(yàn)驗(yàn)證

對(duì)最優(yōu)作業(yè)條件A2B2再次進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示，卸膜裝置平均脫膜率達(dá)到95.6%，滿足殘膜回收機(jī)卸膜裝置的設(shè)計(jì)要求。

表3 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)論

針對(duì)立桿式摟膜機(jī)無法自動(dòng)卸膜問題，設(shè)計(jì)了一種新型卸膜裝置。對(duì)卸膜裝置進(jìn)行二因素三水平正交試驗(yàn)，當(dāng)相鄰兩脫膜板間距16 mm，脫膜角50°時(shí)，平均脫膜率為95.6%，滿足卸膜裝置的設(shè)計(jì)要求。