殘膜撿拾機滾筒結構的設計

張建銳 孫旖彤 王建吉 賀文江 敬志臣

摘要：殘膜撿拾機在地膜撿拾過程中，為了提高工作效率，卸膜時可將撿膜齒完全收縮至工作滾筒內部，拾膜時將撿膜齒伸出到工作滾筒外部。對該機構的外部滾筒進行計算和受力分析，滿足殘膜撿拾機整機的相關技術要求。

Abstract： In the process of picking up the film in the residual film picker， in order to improve the working efficiency， the film teeth can be completely shrunk to the inside of the work roll when the film is unloaded， and the film teeth are extended to the outside of the work roll when the film is picked up. This paper calculates and analyzes the external roller of the mechanism to meet the relevant technical requirements of the residual film pick-up machine.

關鍵詞：殘膜撿拾;滾筒;殘膜變形

Key words： residual film picking;drum;residual film deformation

中圖分類號：S223.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）36-0188-02

0? 引言

為了使殘膜在田間盡量減少，回收時盡可能代替或減輕人們的勞動強度，對地表殘膜回收機具的研究是保持農業生產的關鍵[1]。經過實際調研和查閱相關資料，現有殘膜回收機在工作時存在將殘膜直接粉碎、造成卡死、取膜繁瑣等問題[2]，設計了一種撿拾齒可伸縮的殘膜撿拾機構[3]，能有效解決上述問題。針對殘膜撿拾機中的關鍵零件——滾筒，進行結構設計和受力分析。

1? 滾筒結構

殘膜撿拾機撿拾滾筒部分由支架、滾筒、撿膜齒（刺）、鏈輪等組成，利用定塊機構和曲柄滑塊機構的原理，實現撿膜齒的伸縮，如圖1所示。其中，定塊機構由撿膜齒（刺）、曲柄、搖桿和滾筒限位孔組成;曲柄滑塊機構由拉桿、滑塊以及搖桿1組成。手動拉環與滑塊相連，搖桿1與曲柄、搖桿由銷連接，當拉動手動拉桿時，撿膜齒（刺）便做伸縮運動。撿膜齒（刺）伸出的最大長度為300mm。工作時，將滾筒通過液壓系統降到地面，將手動拉桿推回去，刺全部伸出，當工作完成后，將手動拉桿拉出，刺全部縮回，便完成殘膜的回收工作，再次通過液壓系統將滾筒提升遠離地面。

2? 參數及受力計算

2.1 滾筒長度和直徑

經過實地調研，農用地膜大多數的長度為1200mm，留有一定的富余量，故滾筒的長度定為1300mm。根據定塊機構及撿膜齒伸出的長度尺寸要求，計算出滾筒最小內徑為910mm，為滿足強度要求，滾筒材料選45#鋼，厚度為3mm，則其外徑為916mm。

2.2 滾筒內刺的孔的分布

根據地膜撿拾機的實際應用應用情況，可以將孔設置為一排四個，滾筒周圍分布為一圈是三排，每排的的角度為120°，而每個孔之間的中心距則要通過曲柄的長度來確定。

2.3 筒身受力分析

根據設計原理，在殘膜回收的過程中，筒身受到由殘膜拉力對筒壁造成的負載有彎矩MW，扭矩MN，殘膜對筒壁的壓力Pr，殘膜対刺的應力Pz等。在進行滾筒應力計算時，主要考慮殘膜對滾筒的壓力Pr產生的影響，其他的負荷產生的應力都很小，不及Pr的10%。

根據材料力學薄壁圓筒的公式，筒身受到由殘膜徑向壓力Pr作用時，其筒身內壁的切向壓力σθmax最大。

σθmax=-Prb/δ

滾筒在徑向壓力的作用下，筒身r=b處的徑向位移是：

3? 結論

通過對殘膜撿拾機滾筒部分的參數計算和受力分析，滿足整機的技術要求，有效解決了撿膜齒運動空間及收縮的問題，這對于地膜撿拾機整體設計具有重要的參考價值。

參考文獻：

[1]郭俊先，張學軍，靳偉.曲軸滾筒式撿膜機構設計與運動特性分析[J].中國農機化學報，2016，37（5）：23-26.

[2]吳一非，戴飛，趙武云，等.全膜雙壟溝地膜撿拾機的設計[J].干旱地區農業研究，2016，34（6）：292-296.

[3]王建吉，孫旖彤，馬強維.1FMJ-100型殘膜撿拾機結構優化與試驗研究[J].農業機械，2017（12）：94-97.