地膜覆盖种植技术早在1978年从日本引进中国,随之而来严重的农田残膜污染在全国范围内蔓延。夹指链式残膜回收装置是一种新型残膜回收装置,该文结合新疆地区棉田种植情况和现有残膜回收机的设计特点,针对现有夹指链式残膜回收装置存在的关键问题:残膜易缠绕,包裹收膜部件,工作性能不稳定,所回收残膜含杂率高等,进行夹指链式残膜回收装置结构改进与试验。首先针对现有问题设计结构改进方案,依照方案进行试验样机的制作,并反复多次进行试验,完善优化改进方案,制成最终样机,最后对最终样机进行作业效果试验分析与工作过程理论分析。为保证夹指链式残膜回收装置结构改进设计的合理性,该文在新疆兵团第八师秋季棉花收获后的田间进行调研,秋季是回收残膜的最佳时机,但残膜回收仍然有一定难度,结合机具工作对象的现实条件,该文对田间残膜的铺设模式、物理特性、破损程度等进行研究,并收集残膜进行了残膜摩擦特性试验。试验结果显示:在田间正常铺设约190天的农用地膜的摩擦角的最小值为30°,最大值为36.5°,平均值为33°,试验的标准差为2.10,摩擦角的变异系数为0.06;本次试验将残摩摩擦角平均值33°是该文对夹指链式残膜回收装置进行结构改进设计的重要依据。依据夹指链式残膜回收装置现在存在的主要问题,我们从收膜机构结构改进设计;脱膜装置改进设计;清杂装置结构设计三个方面进行改进。在收膜机构结构改进设计中主要包括:夹指链结构改进设计,夹指链排布密度提高,下链轮的结构设计,张紧机构结构改进设计等;脱膜装置设计成静止固定的刮板,被动疏刷脱膜;清杂装置设计成栅条式清杂装置,利用筛分的原理清杂;通过结构改进设计确定了各装置和机构的结构,结合田间试验与理论分析,确立了各个关键部件的尺寸参数及材料选择。结合田间试验与理论分析,该文改进设计收膜机构的作业幅宽为2000mm,排布20组夹指链收膜,设计机组作业速度v与夹指链线速度v₁的比值k约为2。单个夹指负责回收的残膜长度为381mm,其对应收膜链的长度为190.5mm。每根夹指回收残膜的面积S=0.038m²,面积为0.038m²的残膜上的杂质重量约为8.6N。根据田间试验,当下链轮半径为180mm,上链轮半径为100mm,脱土链轮半径为60mm,脱膜板被动梳刷脱膜效果好,夹指链运转顺畅,整个残膜回收过程连续进行,作业过程稳定。该文采用Box-Behnken响应面试验设计方法建立起残膜回收率与工作角度,夹持力,机组速度间的二次回归模型。通过分析模型响应曲面,寻得最优方案,确立了夹指链式残膜回收装置的最优工作参数。通过田间试验验证,当工作角度为41.5°,夹持力为30N,机组速度为6km/h时,夹指链式残膜回收装置的残膜回收率达91.2%,清杂率为85.3%,证明了该装置优化方案的可行性,为解决残膜污染问题提供技术和理论支持。