基本信息
- 项目名称：
- SMS-1500秸秆粉碎与残膜回收联合作业机
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品将剪切原理应用于秸秆粉碎还田，实现秸秆的有序切割，具有秸秆粉碎能力强、能耗小、田间残留割茬低、便于后续残膜回收等特点；用独创的后置式链齿耙和搂膜弹齿相结合的残膜回收装置，实现“自下而上”揭膜和搂膜工艺，残膜破损少，便于回收，残膜回收率高。 本作品一次性可完成秸秆粉碎还田与残膜回收两项作业，与现有锤片式秸秆粉碎和残膜回收机相比具有作业速度高、作业性能稳定、适应性强、作业后膜秆分离、残膜集中堆放便于回收再利用等特点。本作品已申请发明专利一项，在新疆第十届国际农机博览会上展出。 本作品的研制成功有助于机械化回收残膜的实现，这对治理“白色污染”、保护农业生态环境、增加农民收入，拉动内需、增加就业有重要意义。
- 详细介绍：
- 本作品是一种用于作物收获后秸秆粉碎还田和残膜回收的新型机具，该机主要由秸秆粉碎装置、残膜回收装置、残膜箱、传动系统、液压系统、行走装置和牵引装置组成。 本作品采用剪切原理粉碎秸秆，秸秆粉碎装置主要由往复式切割器、扶禾器、输送装置、圆盘式切碎器组成。工作时，拖拉机牵引机具沿苗行前进，拖拉机动力输出轴通过传动系统带动切割装置工作，扶禾器扶起并引导作物秸秆进入往复式切割器，切割器将秸秆收割，输送装置将割下的秸秆输送至圆盘式切碎器，切碎器对秸秆进行有序切割粉碎还田，粉碎的秸秆被抛送至机具的一侧，秸秆与待收残膜分离。与现有技术相比，采用剪切原理粉碎秸秆具有秸秆粉碎能力强、能耗小、收割粉碎后的秸秆残茬低，便于后续残膜的回收等优点。 残膜回收方面，本作品采用后置式残膜回收装置，该装置主要由链齿耙和搂膜弹齿组成。工作时传动系统带动链齿耙转动，链齿耙上的齿杆将残膜揭起，然后输送至残膜箱，对链齿耙漏收的残膜，搂膜弹齿可将其收起，并由链齿耙输送至残膜箱，这样一次作业实现两次收膜，提高了残膜回收率。在作业时链齿耙和搂膜弹齿可将残膜“自下而上”揭起，残膜破损小，便于回收。 本作品一次性可完成秸秆粉碎还田与残膜回收两项作业，残膜回收率大于92.5％，作业速度大于8.0Km/h，秸秆粉碎长度小于15 cm，与现有机具相比，本作品秸秆粉碎能力强、能耗小、作业速度快、残膜回收率高，且作业后膜秆分离，残膜集中堆放，便于残膜回收再利用，防止“二次污染”。 本作品已申请发明专利一项，并在新疆第十届国际农机博览会上展出。 本作品的研制成功有助于机械化回收残膜的实现，这对治理“白色污染”、保护农业生态环境、增加农民收入，拉动内需、增加就业有重要意义。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、发明的目的 铺膜种植技术的大面积使用，残膜已对农业生态环境造成严重的“白色污染”。作物收获后成为回收残膜的最佳时机，因作物需秸秆还田，目前残膜回收技术未能较好解决残膜回收问题。 主要目的： 1、研制一种用于棉花收获后的既可秸秆粉碎还田又可回收残膜的机具，以解决农田残膜污染，保护农业生态环境； 2、回收后的残膜膜秆分离，且集中堆放，便于回收再利用，防止“残膜二次污染”。 二、基本思路 1、剪切可实现秸秆的有序切割粉碎，相比现有锤片式秸秆粉碎具有能耗低、秸秆粉碎能力强等特点，因此本作品将剪切原理应用于秸秆粉碎，研制出剪切式秸秆粉碎装置； 2、采用“自下而上”的揭膜方式可避免残膜的破损，整片残膜容易回收。 三、创新点 1、本作品采用剪切原理粉碎秸秆，并研制出剪切式秸秆粉碎装置； 2、研制出后置式链齿耙和搂膜弹齿残膜回收装置，作业后链齿耙和搂膜弹齿各回收一次残膜，实现一次作业两次收膜。 四、关键技术及难点 1、剪切式秸秆粉碎装置的设计与优化； 2、后置式残膜回收装置的设计； 五、主要技术指标 作业速度：≥8.0Km/h;残膜回收率：≥92.5％;秸秆粉碎长度：<15.0cm;作业效率：≥15亩/小时
科学性、先进性
- 目前研制的用于作物收获后的残膜回收机主要有4JSM- 1800棉杆还田与残膜回收联合作业机，该类机型用立轴或横轴式锤片粉碎秸秆，这种秸秆粉碎方式工作阻力大，割茬高不利于后续回收残膜。本作品用剪切式秸秆粉碎装置，具有结构紧凑、作业速度高、能耗低等特点，作业后地表残留割茬低，有利于后续回收残膜作业。 现有机型采用前置滚筒式残膜回收装置，该装置作业时工作部件“自上而下”挑起残膜，残膜易被挑碎，不利于回收，另外，该装置作业速度低，残膜易缠绕滚筒，影响作业。本作品研制出后置式残膜回收装置，该装置主要由链齿耙和搂膜弹齿组成，工作时链齿耙将残膜“自下而上”揭起，残膜破损小，利于回收。对于链齿耙漏收的残膜，搂膜弹齿可将其收起，实现一次作业两次收膜，提高了残膜回收率。收起的残膜被输送至大容积残膜箱，实现残膜集中堆放，便于处理，防止“残膜二次污染”。 综上所述，本作品的研制成功有助于机械化残膜回收技术的推广普及，有利于治理“白色污染”，保护农业生态环境。
获奖情况及鉴定结果
- 1、2009年4月，在大学举办的“挑战杯“比赛中获得校级一等奖。 2、2009年5月，在省级举办的“挑战杯“比赛中获得一等奖。 3、2009年5月14日，作品在“第十届新疆国际农机博览会”上做了展示。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 一次性转让
作品可展示的形式
- 模型、图片、视频
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 一、使用说明 本作品采用牵引方式作业，拖拉机动力输出轴与机具传动系统连接，液压输出与机具液压系统连接，作业时，机组沿苗行前进。 二、作品技术特点和优势 ①用剪切原理粉碎秸秆，工作能耗低，速度高，地表割茬低，利于后续回收残膜；②后置式残膜回收装置“自下而上”揭起残膜，残膜破碎小，一次作业实现两次收膜，残膜回收率高。 三、适用范围 主要用于棉花收获后秸秆粉碎还田和残膜回收。 四、市场分析 ①新疆棉花地膜覆盖面积达1600万亩，需残膜回收机近万台，市场前景广阔；②本作品作业速度快，残膜回收率高，秸秆粉碎能力强，能耗小，有较强竞争优势。 五、经济效益分析 本作品售价2.8万元，每小时作业15亩，每亩作业收费15元，每天工作8小时，每个作业期为20天，则每个作业期总收入3.6万元，扣除成本，购买本作品后一个作业期即可回收购机成本。
同类课题研究水平概述
- 一、国外残膜回收技术 国外使用的地膜中加入了抗老化剂，地膜覆盖期相对较短，回收时地膜抗拉强度大，不易破碎，易于回收，因而国外的地膜回收机构比较简单，一般主要有起膜铲和卷膜辊组成，残膜成卷回收以便后期处理或继续使用。如英国和前苏联主要是采用悬挂式收膜机, 工作时松土铲耕松压膜土, 然后将残膜收卷到羊皮网或金属网上，收下的膜清洗干净卷好备用；日本的土壤主要是火山灰土, 土质疏松, 而且地膜强度大、覆盖期相对较短( 1.5～3 个月) , 回收时可保持较大残膜片, 利于回收。 二、国内地膜回收技术 我国农机科研人员经过二十余年的努力已研制出多种类型的残膜回收机，这些机具按农艺要求和残膜回收的时间分有：①用于苗期收膜的机械，如新疆农科院农机化所研制的MSM-3型苗期残膜回收机；②用于收获后收膜的机械，如新疆农科院农机化所4JSM- 1800棉杆还田及残膜回收联合作业机、中国农业大学研制的1ZSM-800型残膜回收机；③用于播前整地残膜回收的机械，如ISM-5型密排弹齿式残膜回收机。 目前，国内对残膜回收机的研究主要集中在应用研究上，主要有：①薛文瑾等人对卷膜式棉花苗期残膜回收机的结构、工作原理进行了分析, 对主要工作部件进行了设计, 分析了起膜输送过程中膜的运动及受力。②娄秀华等人对起膜器的结构进行了设计，给出了起膜器的正确安装位置，以适应不同作物根茬的地膜幅宽。③张东兴对IZSM—l型残膜回收机主要工作部件做了研究。④卢博友等人对圆弧形弹齿滚筒式残膜捡拾机构的捡膜性能进行了分析验证。⑤陈发等人对固定凸轮残膜捡拾机构做了力学分析, 推导出固定凸轮机构的效率计算式，并优化设计了固定凸轮。 国外使用的地膜与我国厚度不同，其残膜回收机械不能直接应用于我国的土地环境。国内研究的秸秆粉碎还田与残膜回收联合作业机主要用立轴式或横轴式锤片粉碎秸秆，用安装在残膜箱前的“铲式”或“齿式”机构回收残膜，这种作业方式粉碎秸秆能耗较高，且残膜回收作业速度较低，且残膜易缠绕收膜工作部件。 由于膜下滴灌技术的使用，苗期收膜已不可能，播种前收膜残膜回收率低，由于作物收获后，地膜均在地表，地膜连成整片，此时是回收残膜的最佳时机。因此，对作物收获后残膜回收机的研制很有必要。
