我国是世界农业大国和缺水大国,农业覆膜栽培技术由于可增温、保墒、节水、成本低等显著优点正被广大农民愈来愈广泛地使用。同时,我国亦面临残膜污染日益严重,农业环境日趋恶化的状况,尽快解决农田残膜机械化回收技术难题,尤其是加速对"耕前残膜回收机具"的研究,已成为当今国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题。对"耕前残膜回收机具"进行深入细致地基础研究,重点应是对该机具的关键工作部件- - "清膜滚
残膜清理滚筒是耕前残膜回收机的关键工作部件,当前研究多为扒杆往复式直杆伸缩齿滚筒。弧型挑膜齿残膜滚筒因采用具有主动挑膜能力的摆动式弧形挑膜齿,显著提高了对残膜的捡拾与脱膜能力。滚筒不仅挑膜齿可单个更换,减少了运动副;而且结构简单,成本低,提高了工作可靠性和调整保养方便性。本研究以具有原始技术创新的新型机械装置――《弧线往复式挑膜齿残膜清理滚筒》为研究对象,依托专利技术,综合运用虚拟设计、动态仿真、优化设计、有限元强度分析等手段,完成了运动学模型的构建,修正了滚筒运动模型边界定义,突破了运动参数禁区。首次建立了挑膜齿工作载荷模型,并通过理论分析,论证了扒杆式与摆动式滚筒之间的动力参数差异。通过工作载荷的仿真变形,确定了工作载荷的作用方位与量值,最终形成一套完整的清膜滚筒最佳的运动学、动力学及工艺结构参数。配装整机后经省级法定部门实地测试,残膜回收率可达83%;膜杆分离效果明显,工作阻力明显降低,机具作业速度达到6~8km/h。整套技术参数科学、实用,具有重大技术突破。并已用于相关技术产品的产业化。该项研究可指导当前我国农田残膜污染的科学研究工作,为农田残膜清理机械的设计研究提供理论依据。