劉曉麗，陳 娟，趙新平，馬明義

（1.甘肅洮河拖拉機制造有限公司，甘肅 定西 730500；2.甘肅省農(nóng)用動力機械工程技術研究中心，甘肅 定西 730500，3.甘肅洮河拖拉機制造有限公司工業(yè)設計中心，甘肅 定西 730500，4.甘肅洮河拖拉機制造有限公司企業(yè)技術中心，甘肅 定西 730500）

廢舊農(nóng)膜機械化回收技術在經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展后，已經(jīng)形成了多種結構型式的撿拾機。在環(huán)境保護及回收利用的大環(huán)境下，對地膜更高效、更干凈地回收成了新的技術難題。現(xiàn)有機具對于廢膜從地表撿起已經(jīng)大部分能做到，也能纏繞到卷膜輥上。但存在卸膜困難，可靠性差、效率低等問題。

針對上述存在的問題，甘肅洮河拖拉機制造有限公司研發(fā)團隊進行液壓自動卸膜關鍵技術攻關，設計出了柔性自回位繞齒式自動卸膜機構[1-5]，該機構使繞膜齒可以在卸膜時不用拆卸、不會發(fā)生剛性損壞，同時還可更省力、更方便地將卷膜輥上緊緊纏繞的殘膜卷自動卸下。

通過設計確定及反復性能試驗，柔性自回位繞齒式自動卸膜機構現(xiàn)已成功應用于旋齒式液壓自動卸膜廢膜回收機產(chǎn)品。該機型一次進地可完成膜雜分離、殘膜高效回收、液壓自動卸膜作業(yè)功能，且具備工作可靠性好、拾凈率高、卸膜簡單方便，回收的殘膜可方便再利用等特點，適宜于玉米、棉花、馬鈴薯、蔬菜等作物廢膜回收作業(yè)。

1 柔性自回位繞齒式自動卸膜機構的設計

現(xiàn)有卸膜機構類型眾多，但存在卸膜困難，可靠性差、效率低等問題。如采用圓柱形卷膜輥的卸膜機構，膜卷從輥上人工卸下，費力費時；采用圓錐形、圓柱形液壓卸膜機構，存在工作可靠性差、效率低等問題。針對上述存在的問題，進行液壓自動卸膜關鍵技術攻關，設計出了柔性自回位繞齒式自動卸膜機構。

1.1 結構組成

設計的柔性自回位繞齒式自動卸膜機構，見圖1，該機構的應用實現(xiàn)了液壓自動卸膜，解決了現(xiàn)有機型存在的問題。

圖1 柔性自回位繞齒式自動卸膜機構Fig.1 Flexible self return gear winding automatic film unloading mechanism

1.2 工作原理

該機構工作時，驅動裝置工作，動力輸入至外掛鏈輪組，外掛鏈輪和其上固定的主動撥桿，由主動撥桿撥動被動撥桿轉動，從而使內(nèi)套堵頭、卷膜輥軸轉動，鏈輪固定套在鏈輪固定套滾輪的凹槽內(nèi)轉動，長繞桿和短繞桿隨著卷膜輥軸轉動，推動十字退膜盤在退膜盤滾輪的凹槽內(nèi)滾動。卷膜輥軸轉動時帶動柵條錐形卷膜輥轉動，將殘膜纏繞在長繞桿和短繞桿上，在柵條錐形卷膜輥上纏繞的膜達到一定質量時，停止動力輸入，操作液壓控制油缸帶動滑管臂向外側沿著滑輪移動，滑管臂末端的軸承座帶動柵條錐形卷膜輥向外側移動，因外套固定，退膜裝置和外掛鏈輪組都不會向外移動，只有卷膜輥及其上安裝的柔性自回位繞齒裝置與膜卷一并向外移動，退膜盤因其中間十字形之外的部位處于相鄰組的長繞桿和短繞桿之間，對該部位的膜卷起到向內(nèi)推動的作用力，膜卷沿著錐形的卷膜輥剝落，卷膜輥向外移動當繞膜齒碰到退膜盤時，因其安裝在卷膜輥軸內(nèi)的部分為回位簧和鋼絲繩，都具有柔性，可使繞膜齒在作用力下向內(nèi)傾斜，直至繞膜齒全部從內(nèi)套內(nèi)脫離，此時在回位簧和鋼絲繩的作用下，繞膜齒回復到垂直與卷膜輥軸的位置。當十字退膜盤將卷膜輥上的膜全部退下后，操作油缸使滑管臂帶動錐形柵條式的卷膜向內(nèi)移動，繞膜齒在內(nèi)套的阻擋下，向外側傾斜，直至繞膜齒完全通過十字退膜盤，回位至正常狀態(tài)，完成在液壓作用下實現(xiàn)自動卸膜。在右卷輥上內(nèi)接頭和左卷輥上外接頭接觸時，內(nèi)接頭的錐形尖端插入外接頭，保證不會被卡住。

1.3 創(chuàng)新點

①柔性自回位繞齒式自動卸膜機構，實現(xiàn)液壓自動卸膜；②柵條錐形卷膜輥，退膜阻力小，便于退膜；③拉簧自回位挑膜齒，實現(xiàn)挑膜，在退膜時隨受力方向自由滑出，退膜后在拉簧作用下回位，與繞輥垂直；④外掛十字退膜盤，與卷膜輥同時轉動相對靜止，避免了相互運動時廢膜侵入卡死。

2 柔性自回位繞齒式自動卸膜機構的應用

設計的柔性自回位繞齒式自動卸膜機構，現(xiàn)已成功應用于旋齒式液壓自動卸膜廢膜回收機產(chǎn)品，見圖2。該機具通過進行起膜、送膜、集膜、液壓卸膜作業(yè)，完成對土壤淺層及地表殘膜的回收，殘膜拾凈率超過90%。

圖2 旋齒式液壓自卸廢膜回收機Fig.2 Rotary gear hydraulic dump waste film recycling machine旋齒式液壓自卸廢膜回收機作業(yè)參數(shù)見表1。

表1 旋齒式液壓自卸廢膜回收機作業(yè)參數(shù)Tab.1 Operating parameters of rotary gear hydraulic dump waste film recycling machine

3 田間試驗與分析

分別對采用柔性自回位繞齒式自動卸膜機構、采用圓柱形卷膜輥卸膜機構和采用圓錐形、圓柱形液壓卸膜機構的殘膜回收機機型進行田間試驗，見圖3。

圖3 田間試驗Fig.3 Field experiment

經(jīng)反復試驗，采用柔性自回位繞齒式自動卸膜機構的旋齒式液壓自卸廢膜回收機實現(xiàn)了液壓自動卸膜，其與采用圓柱形卷膜輥卸膜機構和采用圓錐形、圓柱形液壓卸膜機構的殘膜回收機機型相比，采用該結構的殘膜回收機機型具備卸膜簡單方便、用時短，工作可靠性好、效率高特點，切實解決了現(xiàn)有殘膜回收機存在著的問題。

4 結論

設計的柔性自回位繞齒式自動卸膜機構，實現(xiàn)了液壓自動卸膜，解決了現(xiàn)有機型卸膜困難，工作可靠性差、效率低的問題。采用柔性自回位繞齒式自動卸膜機構的形成的旋齒式液壓自卸廢膜回收機，通過進行起膜、送膜、集膜、液壓卸膜作業(yè)，完成對土壤淺層及地表殘膜的回收，殘膜拾凈率超過90%。該機具性能滿足農(nóng)藝要求，適用于雙壟溝、平作農(nóng)田殘膜的回收，充分發(fā)揮了農(nóng)業(yè)機械化技術及裝備在推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展中的主要作用，促進了農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。