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覆膜种植技术带来农作物增产增收的同时也造成了土地的“白色污染”。通过实地调研和查阅文献发现,残膜回收主要以人工回收为主,缺少效率高、适应性强的残膜回收机具。本文通过秋后残膜的分布特点、力学特性和残膜回收机的作业条件的研究,创新设计了一种具有单体仿形功能和自动卸膜功能的立秆残膜回收机,理论分析研究了主要部件的工作过程及其受力特点,最后通过田间试验验证其工作性能满足设计要求。主要研究内容如下:通过田间调研,发现目前棉花种植多采用一膜六行的种植模式,秋后残膜成片存于地表,纵向分布在100mm以上的耕层内;对厚度为0.008mm的残膜进行拉伸试验研究,得到残膜平均拉伸力为0.941N,平均断裂拉伸位移212.6mm,平均断裂延长率212.6%;通过田间实地测得60mm处棉花茎秆的平均直径为14.4mm,株高一般为600mm-800mm;在此基础上对棉花茎秆的剪切力进行理论分析。根据作业条件的调查研究,确定了立秆残膜回收机的结构与技术参数,整机主要由悬挂机架、双立轴四杆仿形机构、搂膜装置、卸膜机构、起膜边机构、护禾板等组成;对悬挂机架、卸膜机构、起膜边机构、护禾板进行了设计,运用Solid Works软件建立立秆残膜回收机的虚拟模型,避免运动干涉。根据上下对地仿形与左右对行仿形技术要求,对双立轴四杆仿形机构进行结构设计;通过对其在XOY面与XOZ面的受力分析,确定了机构的各个参数:根据初始工作角和向下仿形的最大运动位移,设计出四杆连接杆的长度为349mm,向上的最大运动位移为90mm。根据左右仿形的最大运动位移为80mm,确定左右仿形角为13°。根据立秆搂膜的思想与技术要求,对搂膜装置进行结构与尺寸设计,利用Hypermesh有限元仿真软件对搂膜弹齿进行前处理,MSC.Nastran计算出其最大应力是334.7MPa,远小于许用应力,满足强度要求。对搂膜弹齿进行模态分析,发现局部变形较为严重,通过对其进行改进设计,相对位移量降低。制作出物理样机;对立秆残膜回收机进行了田间性能试验,试验表明:当搂膜弹齿入土角度为20°-30°、搂膜弹齿安装间距为70mm、平均作业速度为1.8m/s-2.2m/s作业时,残膜回收率达到90.2%,且生产效率最高可达到2.6hm2/h。较好地满足了农业生产技术要求。