环模秸秆压块机秸秆压缩力试验研究

试验采用四因素五水平二次回归正交旋转中心组合设计法,以水稻秸秆和稻壳为原料,主轴转速、含水率、稻壳含量和秸秆长度为试验影响因子,秸秆压缩力为试验指标,利用9JYK-2000A型环模秸秆压块机进行秸秆压缩力试验研究。结果表明:当主轴转速为170r/min、含水率为20%、稻壳含量为30%、秸秆长度为15mm时,秸秆压缩力有最佳值为20.407k N;各因素对环模秸秆压块机秸秆压缩力贡献率主次顺序依次为:含水率秸秆长度稻壳含量主轴转速。试验验证可知:该组合下试验值与试验模型预测值之间相对误差平均值为1.9 4%,可以为环模秸秆压块机压缩机理研究和分析提供必要的参数依据。     

玉米秸秆压块机负载参数的确定

为研究玉米秸秆压缩过程中压力与密度、含水率、模具厚度之间的关系,进行玉米秸秆开式压缩试验。试验表明：压力的大小直接影响物料的成形密度,压力越大则成形密度越高;在一定温度范围内,随着含水率的增大,成形压力相应增大;随着压模厚度的增加,压力逐渐上升。根据试验参数,可以确定压块机的负载参数,从而为压块机的设计提供理论依据。     

玉米秸秆压块机负载参数的确定

为研究玉米秸秆压缩过程中压力与密度、含水率、模具厚度之间的关系,进行玉米秸秆开式压缩试验。试验表明：压力的大小直接影响物料的成形密度,压力越大则成形密度越高;在一定温度范围内,随着含水率的增大,成形压力相应增大;随着压模厚度的增加,压力逐渐上升。根据试验参数,可以确定压块机的负载参数,从而为压块机的设计提供理论依据。     

秸秆含水率对压块机功耗的影响

秸秆含水率是影响压块成型的重要因素之一.为了提高秸秆压块产品的生产率,降低压块机的功率,本试验以玉米秸秆为试验物料,选取5个水平含水率,在9YK-0.4D秸秆压块机进行试验.采用CLHGM-1型应变式压力传感器测取压块机工作时压辊把物料从环模孔压出时的最大挤出力,在电机上安装E6B2-CWZ3E型号的增量型编码器,通过变频器获取压块机消耗的功率.试验结果表明,物料含水率为29%时压块机消耗的功率较小,草块成型较好且密度较高.     

柱塞式压块机压块成形理论分析与试验研究

对锯末、秸秆等物料的压块成形原理进行了探讨与分析，研究了压模筒内物料所受轴向压应力与径向压应力之间的关系及其沿压模筒长度的分布；还推出了活动压模筒的柱塞压力与压模筒夹紧力之间的关系。本文用锯末进行了压块试验研究，得出了压块机功率、柱塞压力与饼块密度的回归关系，还验证了活动压模筒的柱塞压力与压模筒夹紧力之间的关系。     

新鲜草物料压缩过程中压缩力的变化规律

为推进草物料压缩设备的发展和开发新鲜草产品,对新鲜草物料进行了压缩试验研究.以截面积为360 × 460mm液压高密度压捆机为试验装置,选择3种典型的新鲜草物料(苜蓿草、苏丹草和玉米秸秆)为试验对象,对其在压缩过程中的压缩力进行了测试研究.通过对试验数据进行处理,获得了同种草物料在相同压缩密度条件下喂入量对压缩力的影响规律,并对3种草物料在相同压缩密度和相同喂入量条件下的压缩力进行比较,为压缩设备的优化设计提供了重要的理论依据.     

环模式秸秆压块机模具有限元分析及锥角优化

针对秸秆压块机主要构件环模失效问题,根据压块机的工作原理及加热方式,应用SolidWorks和Abaqus软件完成4种不同锥角组合式环模模头的建模与静力学分析,得到了不同锥角时模头模具的应力与变形分布规律,分析了模具中间位置沿轴向和纵向路径的应力和变形趋势以及锥角对成型品质的影响。结果表明,锥角为20°时模具具有较好的工作性能,为环模进行结构优化提供了依据。     

新鲜草物料压缩过程中应力松弛的试验研究

为了揭示新鲜草物料压缩过程中应力松弛的规律,探索压缩新鲜草物料工程优化设计的基本因素,以工程上最常用截面积为360×460mm的液压高密度捆草机为试验装置,采用多种压力、位移传感器和现代测试手段,选择了有代表性的新鲜苜蓿草、苏丹草(揉碎)和玉米秸秆(揉碎)作为试验物料,其含水率分别为48%,52%,62%。将每种物料分成若干个喂入量,每种喂入量进行一个完整的试验过程,测取与应力松弛有关的全部数据、信息。通过试验,揭示了3种物料中同一种物料不同喂入量时草片应力松弛的基本规律,以及3种物料在相同喂入量时的基本规律,从而为物料、喂入量对压缩工程的压缩力、功、功率、压缩频率等动力学参数优化提供了参考。     

甘蔗叶秸秆压缩特性研究

我国每年都会产生数量巨大的甘蔗叶秸秆,是一种优质的生物质能源。为实现甘蔗叶秸秆资源化利用,就必须解决甘蔗叶秸秆的收集、打捆难题。利用自制的压缩装置并结合甘蔗叶秸秆在田间呈现的横向和杂乱两种铺放状态,设计取样部位、含水率、加载速度和加料量四个变量因素,进行4因素5水平正交旋转试验,解析各因素对甘蔗叶秸秆最大压缩力的影响规律。压缩试验表明:试验设置的四个变量因素对最大压缩力的影响规律相似,但是压缩至同一密度,杂乱铺放比横向铺放状态所需的压缩力要大的多。在横向和杂乱两种铺放状态下,从叶鞘至叶片上部所需最大压缩力先增大后减小,取样部位越靠近叶片下部,最大压缩力越大;随着物料的含水率增大,最大压缩力逐渐减小;加载速度增大,最大压缩力呈现出先增大后减小的趋势;随加料量的增加,最大压缩力呈现先减小后增大的变化趋势。在两种压缩状态下,其中含水率对甘蔗叶秸秆的压缩特性影响最显著。     

9YK-1000型生物质压块设备的研究

简单介绍了生物质秸秆固化成型的一些理论研究以及发展秸秆压块饲料的意义,以秸秆压块机的设计为主,确定了秸秆压块机的整体设计方案.根据整体方案和设计制造的样机,对不同物料以及同种物料的不同颗粒度状态进行对比压块试验.以稻壳压块和玉米秸秆压块燃料为研究着眼点,对稻壳玉米秸秆的结构特性、压缩特性、流动规律分别进行了研究和分析,对成型玉米秸秆的特性进行了测定,并分别对稻壳和玉米秸秆机械压扎成型进行了试验.     

棉秆压缩力学特性的研究

通过对棉秆的轴向压缩试验研究,得出其试验结果表明:棉秆在相同加载速率、不同节间、不同含水率条件下,其轴向弹性模量与抗压强度不同。棉秆的节间位置、含水率是影响弹性模量和抗压强度的重要因素。干棉秆的弹性模量与轴向抗压强度明显高于湿棉秆,而弹性模量与轴向抗压强度受节间影响,其平均值在节间2时最大。     

基于压缩感知的植物微环境及生理参数采集方法研究

在ARM平台上,设计了基于压缩感知的采集算法,极大地减少了数据存储量,提高了传输效率。分别选择离散傅里叶变换基(DFT)、离散余弦变换基(DCT)作为稀疏基,测试了该算法在2种基底下的工作性能。通过实验仿真分析,在相同稀疏度条件下,DCT具有更小的稀疏化误差,但是DFT具有更好的去噪效果、更低的观测维度和更高的数据压缩比;随着稀疏度的增大,两者的稀疏化误差减小,观测维度升高,数据压缩比降低。与此同时,还在ARM平台上测试了基于DFT压缩采集系统的压缩比和功耗,与常规植物微环境及生理参数监测系统相比,该系统的压缩比达到4.24,并能够节省13.62%的功耗。综上所述,基于压缩感知的植物微环境及生理参数采集方法由于数据压缩比高,在节省数据存储空间和降低数据传输量的同时,达到了降低系统功耗的目的,间接增强了系统的续航能力。     

棉秆轴向压缩特性的试验研究

采用电子万能试验机对棉秆进行轴向压缩试验研究。结果表明：干棉秆的弹性模量和轴向抗压强度明显高于湿棉秆；直径对棉秆的弹性模量和轴向抗压强度有影响，但无统一变化趋势；弹性模量和轴向抗压强度受节问影响。其平均值在节问2最大，节问5最小，节问3和节问4的值变化很小。     

压缩条件对苜蓿草径向受力的影

苜蓿草在压缩过程中的径向力对压缩功耗、压缩后的产品质量以及压缩设备的研制等均有很大影响.为得出苜蓿草在压缩过程中径向力的变化规律,采用电测技术,选择初始密度和压缩速度为试验因素,对苜蓿草径向力进行测试研究,获得了压缩密度、初始密度和压缩速度对苜蓿草径向压缩力的影响规律,并给出了轴向压缩力与径向压缩力的线性关系曲线.结果表明,压缩密度小于50kg/m3时,压缩速度和初始密度对径向压缩力影响较小;压缩密度大于50kg/m3时,试验因素对径向压缩力影响较大.对于同一压缩密度,径向压缩力随初始密度的增大而增大,随压缩速度的增大而减小.     

蔬菜育苗营养块成型工艺参数及抗压强度研究

探讨压块压力、压块时间、含水率和压缩比对蔬菜育苗营养块抗压强度的影响规律。正交试验结果表明:压缩比和营养土含水率、压块压力、压块时间对营养块抗压强度影响分别为极显著、显著和不显著;确定压块工艺的最佳参数为压块压力3500N、压块时间30s、营养土含水率20%、压缩比1.0:3.0;综合考虑经济等因素,选取压缩比1.0:3.0、含水率20%、压力3000N、压块时间10s作为制作营养块的最适宜工艺参数。     

玉米秸秆木质纤维含量与应力松弛特性关联度研究

应力松弛是玉米秸秆重要的流变特性,直接影响到玉米秸秆打捆的压缩变形、生产率和功耗.利用INSTRON 3367材料试验机和自制压缩筒组件进行了玉米秸秆闭式压缩应力松弛试验,并测定了北京、辽宁、山东、湖北、陕西和重庆等地13个不同品种的成熟期玉米秸秆纤维素、半纤维素和木质素质量分数.以拟合应力松弛曲线得到的应力松弛时间、平衡弹性模量等作为应力松弛特性考核指标,采用灰色关联法分析玉米秸秆的应力松弛特性与木质纤维组成的相关性.研究表明,不同品种的玉米秸秆纤维素、半纤维素和木质素质量分数差异均显著(P＜0.05),应力松弛时间和平衡弹性模量主要与木质素质量分数相关,半纤维素质量分数主要与应力松弛时间相关,而三参数与纤维素质量分数相关度均较低.从微观角度来看,其关联度主要取决于各成分在细胞壁中的位置和功能.     

棉秆力学性能试验

以创新棉958棉秆为试验材料,在万能试验机上对收割期的棉秆进行剪切、压缩、弯曲力学性能试验。试验结果表明：试样的含水率在30%～50%时,棉秆底部和中部的抗压强度、剪切强度较小,分别为1.66～3.13MPa、0.74～1.12MPa;试样的抗弯强度随含水率的升高而降低,试样底部弯曲强度为4.20～5.08MPa。在剪切、压缩、弯曲试验中,试样底部消耗的功分别为2.98～4.32N·m、2.91～4.34N·m、1.51～4.18N·m。     

桑树、桃树、樱桃树三种果树枝条力学特性对比研究

为了评价现有典型果树枝条粉碎机对桑树、桃树、樱桃树三种果树枝条的适应性,论文围绕三种果树枝条开展力学特性对比研究。主要试验测定了冬剪期三种枝条不同直径的拉伸、剪切和压缩的破坏应力和强度,确定了不同直径、品种对枝条力学特性的影响。试验结果表明,三种枝条单位直径拉伸力、枝条单位直径剪切力与轴向抗压强度均随样本直径增加而增加,在一定含水率和直径条件下,桑树枝条的单位直径拉伸力（164.36N·mm-1）、剪切力（105.74N·mm-1）与轴向抗压强度（6.45MPa）,在三种果树枝条中均最大,桃树其次,樱桃树枝条最小。该研究可为确定切割各类枝条所需的切割力、切割刀片和切割方式等提供理论依据和技术参数,对低能耗、高效率的桑树枝条粉碎机的设计及选择具有重要的指导意义。     

介电型电活性聚合物圆柱形驱动器结构参数分析

介电型电活性聚合物圆柱形驱动器结构简单,能输出较大的位移和力,对其结构参数进行分析是优化设计及合理使用驱动器的基础。通过建立圆柱形驱动器的几何模型分析了驱动器轴向伸长及径厚比对各层膜厚度变化的影响;基于圆柱形驱动器失效模式分析,揭示了结构参数(驱动器膜的预拉伸、卷绕层数、弹簧参数等)对驱动器输出性能的影响。结果表明,驱动器伸长时,小径厚比及较多驱动器膜卷绕层数会使各层膜厚度变化差异显著;基于圆柱形驱动器结构特点,驱动器膜的电击穿、弹簧驱动"失力"及其最大压缩极限变形等失效模式是影响其许用工作范围的主要因素;增加驱动器膜的预拉伸且使其周向延伸率略大于轴向,可获得较佳的综合输出性能;由于层间压力的影响,单独、过多地增加层数对输出性能的提高效果不明显;减小弹簧刚度与长度均能提高驱动器轴向伸长率,但其轴向输出位移量却产生不同变化,同时要注意避免驱动器计算力差超过弹簧预压缩力的情况。     

立式环模秸秆压块机成型过程建模与参数优化

在对立式环模秸秆压块机核心工作单元结构与工作原理分析的基础上,建立了压辊受力和物料成型能耗模型,绘制了不同技术参数下压辊载荷分布曲线和物料成型能耗曲线,并在此基础上提出了设备技术参数优化设计方法。理论分析结果表明:模孔偏心设计可改善压辊载荷分布,降低设备吨料能耗;模孔最佳偏心角和物料与辊模之间的摩擦因数、辊模直径比有关,物料与辊模摩擦因数、辊模直径比越大,模孔最佳偏心角也越大,现实技术参数条件下,模孔偏心设计可使物料成型能耗降低0.29%~3.58%。通过设备对比试验,证实了以上结论。