加强筋地膜加工机械设计与实验1

分类号：学校代码：10757密级：学号：10828013212044TARIMUNIVERSITY农业工程硕士学位论文加强筋地膜加工机械设计与试验ResearchandDesignonstiffenerfilmmachine研究生姓名：孟祥营指导教师：王旭峰合作指导教师：范修文申请学位门类级别：农业工程硕士专业名称：农业机械化工程研究方向：机械设计理论研究所在学院：机械电气化工程学院新疆·阿拉尔二〇一五年六月学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本人研究做出重要贡献的个人及集体，均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权认定和使用授权书本人完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借用。本人授权塔里木大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签字：签字日期：年月日加强筋地膜加工机械设计与试验摘要加强筋地膜的研制成功成为一种新型塑料地膜，该地膜具有突出的优点，如：破坏载荷高、断裂载荷高、屈服强度高等。加强地膜的研制提高抗风沙作用和降低破损能力，不需要增加防风隔断，增大了地膜采光面；残膜回收期间，该地膜在加强筋的作用下，仍然有很大抗拉强度，可有效地提高残膜回收效率。为了大批量生产加强筋地膜，设计了加强筋地膜加工机械和加强筋地膜加工装置，分别进行加强筋地膜加工试验，分析试验数据，得出生产效率和地膜变形情况，通过加强筋地膜研究、加工机械研制和加工试验，得知加强筋地膜、加工机械和加工装置的性能指标。本课题主要任是研究加强筋地膜力学性能的各项指标、加强筋地膜加工机械和加强筋地膜加工装置的性能指标。主要针对加强筋地膜与普通地膜的力学性能分析试验、设计了一系列测试方案。采用多次重复试验方法，对加强筋地膜和普通地膜的力学性进行试验。对加强筋地膜加工机械的生产率、地膜收缩率，进行试验。加强筋地膜加工机械和加强筋地膜加工装置进行对比试验，通过对试验现象及结果分析，有针对性的对试验方案进行逐步改进，主要贡献如下：（1）提出加强筋地膜与普通地膜试验方法——对加强筋地膜和普通地膜分别取十个样本，采用JWDW10型电子万能试验机对样本进行性能进行试验，并对比两种地膜的性能指标。（2）设计了加强筋地膜加工机械和加强筋地膜加工装置，并绘制出加强筋地膜加工机械的工程图纸一套。（3）进行加强筋地膜加工机械和加强筋地膜加工装置对比试验——测试其生产率、地膜的收缩率。对加强筋地膜加工机械进行优化，有效的提出提高该机械生产效率的方法，有效的解决了该机械生产率的问题，提高了该机械的使用寿命。关键词：加强筋地膜；加强筋地膜加工机械；加强筋地膜加工装置；试验与分析ResearchandDesignonstiffenerfilmmachineABSTRACT本文是国家自然科学基金项目“加强筋地膜的力学性能的研究”（项目编号11162017）的部分研究成果兵团南疆科技专项“加强筋地膜加工机械设计与试验的研究”（项目编号：2012BA062）课题主持人：王旭峰副教授（塔里木大学）目录第1章前言............................................................................................11.1研究目的与意义...........................................................................................11.2地膜生产机械研究现状...............................................................................21.3研究内容及技术路线...................................................................................61.4本课题研究的主要方法和进展...................................................................71.5小结...............................................................................................................8第2章加强筋地膜加工机械设计.........................................................92.1加强筋地膜的设计.......................................................................................92.2加强筋地膜加工机械结构设计.................................................................102.3加强筋地膜加工机械的主要部件设计.....................................................122.4加强筋地膜加工机械传动装置设计.........................................................18第3章加强筋地膜加工装置设计.......................................................203.1加强筋地膜加工装置的设计思路.............................................................203.2加强筋地膜加工装置的设计.....................................................................21第4章加工机械部件有限元分析.......................................................244.1有限元法.....................................................................................................244.2优化设计方法.............................................................................................254.3ANSYS在加工机械零件设计中的应用...................................................27第5章加强筋地膜加工机械生产试验...............................................345.1加强筋地膜加工机械生产试验.................................................................345.2加强筋地膜加工机械生产试验结果与分析.............................................355.3加强筋地膜加工装置生产试验.................................................................38第6章加强筋地膜拉伸试验...............................................................416.1加强筋地膜拉伸试验.................................................................................416.2拉伸试验结果与分析.................................................................................436.3拉伸试验结果综合分析.............................................................................45第7章结论..........................................................................................48参考文献..................................................................................................49致谢........................................................................................................51作者简介..................................................................................................52塔里木大学硕士论文前言-1-第1章前言1.1研究目的与意义塑料是由许多结构简单原子通过化学键连接而成的高分子化合物（由小分子聚合反应形成，其分子量达到6410~10），塑料有诸多优点，如：聚乙烯材料，由于该材料微观结构不存在碳碳双键，所以不容易氧化，其生产成可随时携带的食品袋；聚苯乙烯材料，该材料具有无色透明的属性等，透光率为%90，通常制作一次性饭盒等。聚氯乙烯塑料，由于聚氯乙烯树脂的机械性能较差，在加工过程中添加稳定剂、增塑剂，其目的提高材料的延展性。该材料耐腐蚀、性能稳定，故加工成农业生产中的塑料地膜。聚丙烯材料，由于该材料的分子特性，对常见的有机溶剂不发生化学反应，所以在仪器设备中常用。而常用的塑料地膜是由聚氯乙烯聚合形成，耐腐蚀的性能提高农业增产增收，起到了良好的经济效益和社会效益。同时聚氯乙烯耐腐蚀的性能为农业产生负面的影响，大量的残膜留在农田中，特别是新疆大面积推广地膜，严重影响棉花的质量，同时产生农田的白色污染。目前，残膜污染问题已经成为制约新疆农业发展的重大问题，农田中的残膜造成了农业生产中的“白色污染”。另外，为了配合膜下有压滴灌、机采棉等先进技术的应用，传统的生产地膜方式也在随之改变。南疆地区残膜回收在棉花收获后进行，残膜量也正在与日俱增，残膜的污染现状不容乐观。同时，随着机械采摘棉花的大面积推广，缩短了棉花的收获时间。由于残膜在收获过程中混入棉花，使杂质和异性纤维增加，影响棉花质量，农民普遍采用不揭膜的办法，直到棉花采摘、冬灌水结束，棉秆粉碎还田后揭膜。并且南疆沙尘暴灾害性天气较多，风力一般在8~7级，风伴随着沙粒将地膜穴孔上的覆土吹去，风沙进入穴孔，地膜被掀起或撕裂导致破坏，增温保墒效果就会降低，严重影响南疆地区棉花的生产[17]。为此，我们研究设计了一种加强筋地膜，即在原有的普通地膜粘接一种加强筋，加强筋材料采用国内BOPP即双向拉伸聚丙烯薄膜，它是由聚丙烯聚合物经狭长机头后形成较厚的薄膜，然后在一定的温度和速度下，由专用拉伸机进行拉伸，分别在横向和纵向进同时行拉伸，并经过适当的加工