地膜覆盖种植技术目前广泛运用于新疆农业生产中,极大地促进了农业经济的发展。但是近几年来,残留在农田土壤中的残膜对农业增产增收带来了困难,对农业生态环境造成了一定程度的破坏,残膜回收工作的开展已刻不容缓。机械化回收残膜技术以回收效率高,减少劳动力投入等特点被广泛推广。针对春播前农田中的残膜碎片较小,回收难的问题设计了一种钉齿滚筒残膜回收机,重点对钉齿滚筒残膜回收机及关键机构的结构参数和工作性能进行研究,对捡拾钉齿的运动特性进行理论分析,运用计算机辅助设计软件对残膜捡拾钉齿的运动轨迹进行仿真分析,最终制作样机,进行单因素与多因素试验讨论机具的主要工作参数对整机残膜拾净率的影响。研究内容主要分为以下几个部分:(1)对播前田间残膜的分布情况进行研究。通过试验测定了深度为0-5cm和5-10cm的土壤中残膜含量情况,分析了面积在0-4cm2、4-10cm2、>10cm2三个范围内的残膜碎片在土壤中的分布情况;针对钉齿对残膜的摩擦作用力进行设计试验分析,得出钉齿对残膜的摩擦作用力的大小为34.16×10-2N。(2)钉齿滚筒残膜回收机及关键机构的设计。依据播前残膜回收的实际作业环境和田间残膜物料特性的相关研究结果,对钉齿滚筒残膜回收机及钉齿滚筒残膜捡拾机构和脱膜辊进行设计。主要对钉齿滚筒残膜捡拾机构的结构、捡拾钉齿的选取,捡拾钉齿在滚筒上的配置问题进行分析与研究。分析了脱膜辊的工作原理,对脱膜辊的结构进行设计。(3)钉齿滚筒残膜捡拾机构与脱膜辊的研究与分析。通过运动学分析,得出了钉齿滚筒残膜捡拾机构的运动方程以及满足不漏捡残膜的工作参数取值范围,最终确定机具前进速度的取值范围为V=3.6-5.4km/h,钉齿滚筒角速度取值范围为ω=6-8rad/s,钉齿滚筒周向齿数Z为15。运用计算机辅助软件ADAMS对钉齿的运动轨迹进行仿真,对工作参数进一步优化。分析了脱膜辊的脱膜条件,对脱膜辊的受力情况进行分析,确定了脱膜辊的工作转速取值范围为215-235r/min。(4)钉齿滚筒残膜回收机的田间工作性能试验研究。通过单因素试验分析了机具行进速度、钉齿滚筒残膜捡拾机构的转速和脱膜辊的转速对整机的拾净率的影响。通过Design-expert8.0.6试验分析软件设计多因素试验,讨论各因素对整机的拾净率影响的显著性,运用Design-expert8.0.6软件得到整机最优参数组合:机具行进速度为1.4m/s、钉齿滚筒转速为62r/min、脱膜辊转速为226r/min。通过试验验证最优组合下的机具工作性能,结果显示:整机的拾净率达到84.97%,满足设计要求。