农田种床整备机的研制

喻启忠，刘 云

（克拉玛依五五机械制造有限责任公司，新疆 克拉玛依834000）

0 引言

残膜回收是治理土地污染的重要一环，聚乙烯地膜残留在土壤中，污染生态环境，影响作物正常生长，给农业生产带来巨大的负面效应。当前我国研发的残膜回收机虽然种类多，但主要为秋后地表残膜回收机，且未大面积推广。春季地表残膜回收目前主要还是采用搂膜耙方式，整地后进行地表搂膜，然后进行播种，因此春季地表残膜回收时间紧。为解决春季残膜回收深度不足、残茬较多影响播种效果及残膜回收时间短的问题，我公司研发了农田种床整备机。

该机将春季浅耕层残膜回收与联合整地作业进行了优化结合，可以在春季浅耕层残膜回收的同时进行田地平整、松碎、压实，达到理想的待播种床状态，为地表残膜回收提供经济、实用、高效的残膜回收机具，从而缓解农田地膜污染加剧的现象。

1 整机结构与工作原理

1.1 结构

农田种床整备机如图1，可与大于90kW以上拖拉机配套作业。该机由半悬挂轴、牵引架、中间开沟铲、前镇压辊部件、机架、齿轮箱传动系统、碎土捡膜滚筒部件、脱膜系统、残膜导流罩、边刮土板、集膜箱、液压卸膜系统、后镇压辊部件、碎土辊部件、液压行走系统、浮动式搂膜扒等部件构成。

图1 农田种床整备机结构

1.2 工作原理

该机适用于春季犁后破雪平整后的田地作业，工作时拖拉机动力经动力输出轴传动至齿轮箱传动系统，驱动碎土捡膜滚筒部件旋转进行土壤破碎和残膜捡拾，滚筒上挑膜齿将残膜输送至脱膜叶轮处。同步脱膜系统高速转动，产生的风力和机械力将残膜从碎土捡膜滚筒挑膜齿的切线位置带离滚筒表面，并沿着残膜导流罩输送至集膜箱中，前后镇压辊在将地表破碎、压实的同时，保证捡膜滚筒入土深度和工作的稳定性。后续碎土辊将地表土壤松碎，浮动式搂膜扒将地表遗留的残膜碎屑回收，待集膜箱收满后转运至地边通过液压卸膜系统集中卸膜。

2 主要技术参数

3 主要特点

3.1 一次作业完成残膜、残茬回收和联合整地工序

该机一次作业可完成两道作业工序，该机最主要的工作部件是碎土捡膜滚筒、脱膜系统和残膜导流罩的组合（图2），同时该组合也是主要的动力消耗源，碎土捡膜滚筒上的挑膜齿将残膜输送至滚筒上部靠近脱膜叶轮的位置时，齿轮箱传动系统带动脱膜叶轮高速旋转产生风力和机械力，将挑膜齿上的残膜在机械力和风力的共同作用下带离挑膜齿，并在残膜导流罩的导流下落入集膜箱中实现脱膜。脱膜轮叶片采用条形帆布输送皮带，结实耐用，成本低，在提供风力的同时具备梳刷和抽送的功能。本结构残膜和残渣的分离率高，脱膜干净利落，残膜回收率和生产率高。

图2 碎土捡膜滚筒、脱膜系统、残膜导流罩配置

3.2 碎土捡膜滚筒可靠性高

碎土捡膜滚筒如图3，由滚筒传动链轮、滚筒幅板、滚筒轴、滚筒、挑膜齿座、挑膜齿组成。滚筒侧板固接在滚筒轴上，与滚筒轴垂直，滚筒选用直径Φ529mm、壁厚7mm的螺旋电焊管，可确保在工作过程中的可靠性。滚筒表面焊接有挑膜齿座，挑膜齿座采用铸钢材料，一侧带有六方沉孔，另一侧带有螺纹，保证挑膜齿安装时简易快捷，同时保证挑膜齿座外端光滑无凸起，便于残膜的分离。挑膜齿8排交错螺旋分布，间隙65mm，可保证深度0~80mm范围内的浅耕层残膜的回收。挑膜齿材料采用厚度10mm的65Mn钢板，利用Solidworks软件进行了有限元和动态分析，设计出挑膜齿的外形尺寸，保证了松碎土壤，入土角度，残膜输送、残膜分离的最优化（图4）。

图3 碎土、捡膜滚筒结构

图4 挑膜齿

3.3 整机结构简单、可靠性高、维修方便

该机最主要的工作部件是碎土捡膜滚筒和脱膜叶轮两个部件。由齿轮箱传动系统驱动，镇压辊、搂膜扒直接安装于机架上随机浮动，行走系统和液压卸膜系统均为液压操控，因此工作过程中排除挑膜齿进入土壤受力的变量外，其余工作部件可靠性高，挑膜齿的安装、维修方便。该机还可根据农机马力的大小和用户的要求制作不同幅宽的产品。

4 应用效果

该机研制成功后，于2018年3月26日在130团7连3斗2号地连续试验操作面积400 hm2，各项性能指标达到设计要求。在作业时，脱膜轮叶片的帆布皮带长时间与滚筒表面和挑膜齿相互摩擦产生毛边，由于早晚湿气大和残膜的静电作用，残膜缠绕吸附于帆布皮带上，脱膜效果稍差。后更换为高强度软塑料皮条，提高了叶片表面光滑度，避免了静电吸附。