夹持输送式残膜捡拾机膜杂分离与气力脱膜装置的研究

发布时间：2020-10-19 21:31

　　 目前,农田地膜回收的方式主要分为人工收膜和机械化收地膜,然而人工回收地膜劳动强度较大、作业效率较低。因此,采用机械化回收地膜已成为必然趋势。但是,对于现有残膜回收机械装备又不能够很好地满足于地膜的回收要求。所以,本文针对目前国内残膜回收过程中存在的膜杂分离困难、脱膜效果不佳等问题,研究设计了一种夹持输送式残膜回收及其关键部件,其研究成果对于开发高效新型残膜回收机具有一定的指导意义。论文首先通过试验得出了残膜的拉伸特性和悬浮速度的相关参数,在此基础上对膜杂分离和气力脱膜机理进行研究,采取了理论计算与分析、计算机模拟仿真、试验研究等方法。首先,研究了膜杂分离的机理,分析了夹持板和残膜输送链的排列数量以及工作速度对夹持输送残膜的影响,得出了夹持板与残膜输送链为横向对称结构排列,夹持板的排列数量、残膜输送链的排列数量以及夹持输送残膜时的输送速度要适宜,否则会使得残膜回收过程中膜杂分离率降低。分析了残膜回收过程中夹持板对残膜的平均夹持力,并运用动力学知识建立了力学方程,得出了在残膜回收过程中单条残膜输送链上夹持板对残膜的平均夹持力为29.1N。分析了残膜输送链的排列数量以及夹持板的排列数量,得出了残膜输送链的排列数量和夹持板排列数量对膜杂分效果有很大影响。然后,研究了气力脱膜机理,得出了气力脱膜所需的气流作用力的大小至少为1.12N以及气流速度为10.5m/s。分析残膜在气力作用的运动情况,运用ADAMS软件进行仿真模拟残膜在气力作用下的运动轨迹,确定了最佳气流脱膜位置点即气流出口倾角为38°。在ANSYS中建立气力脱膜装置的模型,运用Fluent模块进行模拟仿真分析不同气流出口形状对气力脱膜的影响,得出了采用圆形气流出口对气力脱膜效果较好。最后,通过田间试验研究了膜杂分离过程中的工作性能参数,并运用MATLB最优化方法确定了影响膜杂分离率的因素的最佳参数组合。根据优化后的组合参数进一步田间试验,其性能试验结果表明:在残膜夹持输送速度为1.08 m/s,夹持板排列根数量为12个,残膜输送链排列数量为7条时,膜杂分离率为92.35%。
【学位单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S223.5
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 课题研究目的和意义
    1.3 国内外残膜回收机研究现状
        1.3.1 国外残膜回收机研究现状
        1.3.2 国内残膜回收机研究现状
    1.4 研究内容及研究方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
    1.5 技术路线
    1.6 本章小结
第二章 残膜物料特性的研究
    2.1 残膜的拉伸特性
        2.1.1 材料与方法
        2.1.2 结果与分析
    2.2 残膜的悬浮速度
        2.2.1 测试设备与材料
        2.2.2 测试原理及方法
    2.3 残膜吸附特性分析
    2.4 本章小结
第三章 膜杂分离装置的研究
    3.1 总体结构及工作原理
        3.1.1 总体结构
        3.1.2 工作原理
    3.2 夹持板与残膜输送链排列结构分析
    3.3 膜杂分离过程的平均夹持力
    3.4 残膜输送链排列数量的分析
    3.5 夹持板及排列数量的分析
    3.6 本章小结
第四章 气力脱膜装置的研究
    4.1 气力脱膜条件
    4.2 最佳气流脱膜位置点的确定
    4.3 气流出口形状的确定
    4.4 残膜运动轨迹的仿真与结果分析
        4.4.1 ADAMS软件简介
        4.4.2 仿真与结果分析
    4.5 气流出口形状的仿真与结果分析
        4.5.1 ANSYS软件简介
        4.5.2 仿真与结果分析
    4.6 本章小结
第五章 田间试验与结果分析
    5.1 试验设计
        5.1.1 试验条件
        5.1.2 试验指标
        5.1.3 试验因素
        5.1.4 试验过程与结果
    5.2 结果分析与参数优化
        5.2.1 结果分析
        5.2.2 参数优化
    5.3 模型验证
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
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本文编号：2847752