卷废旧地膜棍自卸废膜设备中试生产推广

成果名称：卷废旧地膜棍自卸废膜设备中试生产推广

成果完成单位：环县海明农技科研有限公司

成果完成人：刘清海;赵多佳;李小强;刘畅;何治锋;敬志臣;孙晓妍;刘芯利;韩爱红

所属行业：制造业

成果登记号：9622025Y2323

成果简介：

卷废旧地膜棍自卸废膜设备科技项目技术简介
一、课题来源与背景
农田废旧农膜回收问题，随着现代农业的发展，地膜覆盖技术因其显著的增产增效日益突出，有效提高了农作物产量。然而，农膜在使用后若不及时回收处理，不仅会造成土壤污染，影响农作物的正常生长，对生态环境造成长期负面影响。因此，农膜的回收再生利用农民已亟待需求解决。
传统的农膜回收方式主要依赖于人工捡拾和简单的机械设备，如原有的残膜回收机，这些设备大多采用卷膜辊和耙钉（简称卷膜耙辊）进行农膜的捡拾。尽管这些设备在一定程度上提高了农膜回收的效率，但在实际使用过程中，从卷膜耙辊上拆卸废旧农膜却成为了一个难题。由于农膜往往紧密缠绕在卷膜辊上，需要人工使用刀具进行切割等辅助卸膜工作，这不仅费时费力，增加了劳动强度，还限制了农膜回收的连续性和高效性。
面对这一挑战，本公司与农机相关部门的技术人员紧密合作，在自主研发的“仿地形拾膜机”专利产品基础上，进行了深入的创新设计，研发出了“卷废旧地膜辊自卸废膜设备”。这一创新产品的出现，旨在从根本上解决废旧农膜捡拾后卸膜困难的问题，推动农田残膜回收向全程机械化、高效化方向发展。
二、技术原理及性能指标
针对当前农田废旧农膜回收过程中，卷膜耙辊捡拾后需依赖人工刀割等辅助手段进行卸膜，导致的效率低下与劳动强度大的问题，本项目在自主研发的“仿地形拾膜机”专利产品基础上，创新性地设计了“卷废旧地膜辊自卸废膜设备”。该设备集成了电动卸膜装置，旨在实现废旧农膜从卷膜耙辊上的自动、高效卸载，从而大幅降低操作人员的劳动强度，提升农田残膜回收的整体效率，推动农田残膜回收作业的全程机械化。
三、技术的创造性与先进性
电动卸膜装置设计：电动卸膜装置作为本设备的核心部件，其设计巧妙地将电力驱动与机械结构相结合，实现了废膜的自动切割与卸载。该装置主要由电机、减速器、切割刀片组件及驱动控制系统组成。
电机与减速器：选用适合农业作业环境的直流电机，搭配高效减速器，确保在拖拉机蓄电池提供的有限电压下，能够提供稳定的扭矩输出，驱动切割刀片进行高效切割。
切割刀片组件：刀片采用高强度、耐磨合金材料制成，设计成可自动调节角度的结构，确保在接触废旧农膜时能够迅速而精准地完成切割动作，同时减少对卷膜耙辊的损害。
四、技术的成熟程度
设备电源直接取自拖拉机蓄电池，通过特制的电源转换模块，将拖拉机12V或24V直流电转换为电动卸膜装置所需的工作电压。为保证能源的有效利用和设备运行的连续性，设计中还融入了能源管理系统，包括电量监测、低功耗待机模式以及过载保护等功能，确保在长时间作业中电源稳定可靠。
结构与材料优化
整个自卸废膜设备在结构设计上充分考虑了农田作业的复杂性和耐用性需求，采用高强度轻质合金材料，既减轻了设备重量，又提高了抗腐蚀性和使用寿命。同时，通过精密的力学分析和仿真测试，优化了各部件之间的连接方式和受力分布，确保了设备在复杂地形下的稳定性和耐用性。
五、应用情况及存在的问题
电动自动卸膜：首次将电动切割技术应用于农田残膜回收领域，实现了废旧农膜的自动、快速卸载，显著提高了作业效率。
智能控制：集成智能控制系统，根据作业条件自动调节切割参数，提高了操作的便捷性和灵活性。
能源高效利用：利用拖拉机蓄电池作为动力源，结合能源管理系统，实现了能源的有效管理和利用，降低了运行成本。
结构优化设计：采用轻质高强度材料，结合精密结构设计，提升了设备的耐用性和适应性，适用于多种农田环境。
卷膜耙辊优化：在保持原有卷膜耙辊有效捡拾功能的基础上，对卷膜耙辊的结构进行了优化，使其更易于与电动卸膜装置配合使用。优化后的卷膜耙辊表面采用耐磨、耐腐蚀材料，确保在长期使用过程中保持稳定的捡拾效果，同时减少了对农膜的损伤，提高了农膜的回收质量。
六、历年获奖情况：
我公司自主研发、自选课题、自筹资金在不同结构上研制生产了系列型号的残膜回收机，本项目产品“卷废旧地膜棍自卸废膜设备”是我公司2009年发明推广的专利产品“仿地形拾膜机,专利号:2009101342679”的基础上更新研究申报的本实用新型专利,专利：2014205980069，在研究开发残膜回收机的工作过程中获到了省科技厅、庆阳市科技局、环县科技局的大力支持,通过多次实验，科技成果鉴定获得庆阳市科学技术进步一等奖，证书号2014（4）-1-1；随后申报甘肃省农业机械质量管理总站于2017年5月30日颁发了《农业机械推广鉴定证书，证书编号：甘农机2017015，型号：1FFMJ-120型，名称：仿地形废膜捡拾机》；我公司在残膜回收机的技术上一直持续更进创新，发明设计加工生产了本项目产品：“卷废旧地膜棍自卸废膜设备”，于2021年7月30日央视农业农村频道17台《我爱发明》栏目进行了长达1小时报道，随后申报甘肃省农业机械化技术推广总站，颁发了《农业机械试验鉴定证书，证书编号：T202162620158；型号：11FMJD-140型，产品名称：轴卷电割自卸残膜回收机》于2022年度申报甘肃省科技厅立项【技术创新引导计划】项目支持。