农业工程学报

作者：卢超,营雨琨,王吉亮,王敏,何玉泽,孟文博,卢勇涛,

关键词：农业机械, 设计, 残膜, 干法制粒, 模拟仿真, 响应曲面试验

基金：42

针对残膜水洗熔融制粒装置能耗高、用水量大和易造成微塑料污染，难以在西北干旱和半干旱农业区普及应用的问题，该研究基于现有水洗熔融制粒装置的技术特点，结合干法清杂后的残膜物料特性，设计了一种残膜干法制粒装置。通过理论分析和试验相结合的方法，对筒体、动刀和定刀等关键部件进行结构参数设计。通过对残膜粒化的主要过程进行运动学和力学分析，确定了影响残膜干法制粒装置作业性能的关键因素及其取值范围。利用仿真软件分别对喂料和搅粒过程进行数值模拟，对残膜干法制粒装置结构设计的合理性进行验证。为验证残膜干法制粒装置的作业性能，以动刀转速、定刀楔角、搅拌叶片上端长度为试验因素，残膜喂入率和粒化率为评价指标。设计单因素试验缩小各试验因素的取值范围，获得各个因素的较优取值范围。利用响应曲面试验得到试验因素与评价指标的响应面回归模型，通过多元回归拟合分析得出最优参数组合：动刀转速754.5 r/min，定刀楔角39.57°，搅拌叶片上端长度97.2 mm，残膜喂入率为92.77%，残膜粒化率为95.56%。样机试验表明：动刀转速755 r/min，定刀楔角40°，搅拌叶片上端长度97 mm时，平均残膜喂入率、粒化率分别为91.71%、94.16%。研究结果可为新疆等地区解决残膜堆存问题提供参考，对国内干旱和半干旱农业区的残膜污染治理具有积极作用。/

来源：2026年第5期

《农业工程学报》期刊编辑部

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