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殘膜雜質(zhì)分離裝置的設(shè)計
王槽輝 馬少輝
(1. 塔里木大學機械電氣化工程學院， 阿拉爾 843300）
摘要：本文通過對殘膜雜質(zhì)分離裝置的設(shè)計同時介紹了殘膜回收機的發(fā)展歷史、種類等。并詳細的分析了殘膜雜質(zhì)分離裝置的構(gòu)成及工作原理。通過自身的實踐設(shè)計使理論知識和生產(chǎn)實踐密切的結(jié)合起來，為我將來的實際工作打下了堅實的基礎(chǔ)，并對殘膜雜質(zhì)分離裝置的未來發(fā)展前景有著很好的憧憬。
關(guān)鍵詞：殘膜雜質(zhì)；分離；抖動
中圖分類號:TD451 文獻標識碼：A
0引言
從1978年中國應(yīng)用地膜覆蓋技術(shù)以來全國鋪膜面積超過800萬hm2其中超過180萬hm2， 中國已經(jīng)成為世界上最大的地膜覆蓋植棉國。大量的殘膜污染造成的減產(chǎn)損失將超過鋪膜種植所能夠帶來的增產(chǎn)效益，長期下去將使土壤受到重度污染，嚴重影響作物的生長和發(fā)育并最終導致耕地荒廢[1]。所以，研究農(nóng)田殘膜污染治理技術(shù)是當今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為重要的課題之一。
本設(shè)計是針對回收后殘膜進行雜質(zhì)分離，清除其中夾雜的棉桿、棉枝、土塊等雜質(zhì)，是殘膜利用前的清理工作。本設(shè)計中的殘膜分離裝置是根據(jù)各種抖動式殘膜回收機優(yōu)化組合基礎(chǔ)上設(shè)計出來的一種殘膜雜質(zhì)分離裝置，所以下文中會對部分的殘膜回收機進行分析。重點是對殘膜雜質(zhì)分離裝置中的分離裝置機構(gòu)進行設(shè)計研究。分離裝置由對輥、抖動鏈、抖動輪組成。本殘膜雜質(zhì)分離裝置的創(chuàng)新點是在分離裝置中增加了一對對輥，使殘膜中的長截棉桿通過對輥壓碎分成小節(jié)，增強了殘膜中的雜質(zhì)分離效果。
1總體設(shè)計思路
抖動鏈式殘膜雜質(zhì)分離裝置的結(jié)構(gòu)主要由動力輸入裝置、輸送裝置、壓緊裝置、傳動裝置、切斷裝置、抖動裝置、雜質(zhì)去除裝置、出料裝置組成。先將回收回來的殘膜通過抖動使其打散，以便進行殘膜與雜質(zhì)的分離。設(shè)計橡膠輥，對輥，抖動鏈，通過橡膠輥壓緊對輥切斷后用抖動鏈將殘膜雜質(zhì)分離。
1.1設(shè)計原理
當回收回來的殘膜經(jīng)輸送帶開始進行分離時，會經(jīng)過橡膠輥進行壓緊，由于橡膠輥下方有一彈簧平板，所以一般情況下其彈簧硬度可保證壓緊工作，遇到結(jié)塊殘膜雜質(zhì)團時，平板下降可增大其壓緊間隙從而保證壓緊工作的完成，不至于殘膜雜質(zhì)塊狀太大卡在橡膠輥錢堆積起來。當殘膜進行壓緊以后會經(jīng)過對輥進行切斷處理，由于殘膜中往往夾雜的棉桿，而棉桿往往纏繞殘膜的主要因素，所以當對輥對殘膜進行切斷過程中切斷的只是殘膜中的夾雜的棉桿，殘膜由于有良好的塑性并未被切斷。對輥是由一對帶有凸起的硬質(zhì)橡膠輥構(gòu)成，對輥上的凸起要小而硬，在切斷過程中技能起到切斷作用又不能纏繞殘膜雜質(zhì)。當殘膜進行切斷過程后掉入抖動鏈上。抖動鏈中部有一對抖動輪，通過其上一對凸輪起到高頻震動的作用，從而對殘膜雜質(zhì)進行分離。
1.2設(shè)計總體結(jié)構(gòu)
殘膜雜質(zhì)分離裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。工作時，電機通過減速箱減速后將動力通過鏈條輸送至震動鏈上的左齒輪上開始帶動震動鏈進行傳動工作。而后通過鏈條依次鏈接輸送帶齒輪，對輥上外齒輪帶動其工作。對輥通過一對直齒連接從而保證其轉(zhuǎn)向正確。在橡膠輥的下面有一平板，其四個支撐柱上帶有四個硬質(zhì)彈簧，其作用式防止有大塊物體無法通過橡膠輥從而造成卡殼狀態(tài)，收縮性的平板可以適當調(diào)節(jié)其壓緊的間距。
圖1殘膜雜質(zhì)分離裝置示意圖
1. 皮帶輪 2.輸送帶 3.左機架 4.橡膠輥 5.彈簧平板 6.對輥 7.抖動鏈 8.右機架 9抖動輪 10.變速箱 11.電機
2關(guān)鍵部件的設(shè)計
2.1對輥的設(shè)計
本殘膜雜質(zhì)分離裝置安裝了一個壓碎裝置,即對輥現(xiàn)今回收回來的殘膜中往往夾雜的大量的棉枝棉桿，與殘膜纏繞在一起增大分離難度?？蓪⑵渲忻迼U棉枝夾斷過壓碎一小部分，從而剪短其長度，同時保證殘膜不被截斷，保持完整性。
由于圓軸扭轉(zhuǎn)最大切應(yīng)力為
式中表示扭矩，表示抗扭截面系數(shù)。
將材料的扭轉(zhuǎn)極限應(yīng)力除以安全因數(shù)n，得扭轉(zhuǎn)許用切應(yīng)力為
因此，為保證對輥軸工作時不致因強度不夠而破壞，最大扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力不得超過扭轉(zhuǎn)許用切應(yīng)力，即要求
此即圓軸扭轉(zhuǎn)強度條件。對于等截面圓軸，則要求
2.2抖動輪的設(shè)計
本殘膜雜質(zhì)分離裝置抖動鏈上安裝了一個抖動裝置,即抖動輪。現(xiàn)在國內(nèi)外各種形式的殘膜回收機有很多種類,在輸送裝置上有皮帶輸送的,也有輸送鏈輸送的,但還沒有一種殘膜回收機在輸送裝置上安裝抖動輪。抖動輪散裝在輸送鏈靠近從動輪的地方,隨著鏈條一起順時針旋轉(zhuǎn),給經(jīng)過輸送鏈的殘膜進行分離。
2.3 抖動鏈的工作分析
本裝置的抖動鏈是由若干個空心桿夾在兩根皮帶上組合而成，因為殘膜雜質(zhì)重量一般空心桿足夠起到支撐抖動效果。根據(jù)殘膜雜質(zhì)的種類不同，大體可分為棉桿，棉殼，土塊等，所以抖動鏈間隙不易過小，太小無法起到分離作用，也不宜太大，過大則使過多的殘膜落入雜質(zhì)中一同分離出去，本裝置抖動鏈間間隙為30mm。
抖動鏈左邊皮帶輪通過鏈輪與動力源相連從而起到輸送作用，抖動輪與右邊的皮帶輪相連，通過轉(zhuǎn)動是的抖動鏈不斷上下抖動，從而起到殘膜雜質(zhì)分離作用。
3總結(jié)
對輥、抖動輪和抖動鏈是殘膜雜質(zhì)分離裝置的關(guān)鍵部件，正是有了對輥的壓碎處理才使得抖動鏈的抖動分離工作得以進行下去，抖動輪的作用是增強了雜質(zhì)分離效果提高了殘膜分離效果。
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