弹齿式残膜回收机捡拾滚筒的设计与参数优化

摘要

【目的】对弹齿式残膜回收机捡拾装置进行了优化设计,探求最佳的机具作业速度、残膜捡拾滚筒转速和轴向弹齿间距,为提高秋后棉田地表残膜的拾净率提供技术支持。【方法】针对现有弹齿式残膜回收机因残膜捡拾滚筒中捡拾弹齿安装间距、机具前进速度与残膜捡拾滚筒转速不协调导致地表残膜漏捡、破裂等问题,基于动力学分析和运动轨迹方程确定残膜不漏捡的条件。以机具前进速度(8～10 km/h)、残膜捡拾滚筒转速(60～70 r/min)、轴向弹齿间距(40～120 mm)为试验因素,拾净率为评估指标,采用Box-Behnken正交试验设计对捡拾滚筒的结构参数进行优化,建立回归模型并在田间进行了验证。【结果】残膜不漏捡的条件是捡拾弹齿的分布密度为周向8组、轴向13组/轴,滚筒转速≥60.56 r/min。Box-Behnken正交优化试验及方差分析表明,残膜捡拾滚筒转速、轴向弹齿间距以及二者交互项对拾净率有显著影响,3个试验因素的影响依次表现为残膜捡拾滚筒转速>轴向弹齿间距>机具前进速度。优化后的最优参数组合为:机具前进速度9 km/h、滚筒转速65 r/min、轴向弹齿间距80 mm,模型预测拾净率达93.93%。在此条件下进行田间验证试验,平均拾净率为90.68%,与预测值的相对误差为3.25%。【结论】优化后的弹齿式残膜回收机可有效协调机具作业参数,显著提升拾净率,可以满足秋后棉田地表残膜的回收作业需求。

关键词

残膜回收机 / 棉田 / 残膜捡拾滚筒 / 农业机械装备