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.     

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.     

基于试验基础上的压缩力变化规律仿真研究

本文以新鲜苜蓿为试验材料，在9KG-350型液压高密度压捆机上进行压缩试验，以一次喂入压缩形成的草片为研究单元，研究其在高密度压缩全过程中的压缩力变化规律。利用UG建立了压缩室的三维数字模型，利用ADAMS建立了草片的几何模型，在此基础上对草片模型沿压缩室长度方向的压缩力变化规律进行仿真，为压缩室的结构设计以及草捆压缩密度形成机理的相关研究提供依据。     

粉碎玉米秸秆压缩特性试验研究

粉碎玉米秸秆的压缩特性对玉米秸秆饲料化工艺的优化和设备的研制有着重要的影响。为此,利用万能材料试验机结合自制压缩装置,对不同筛网粉碎后的玉米秸秆(品种:SC704)进行压缩试验,深入研究含水率、粉碎粒度、压缩速度对粉碎玉米秸秆压缩特性的综合影响。根据二次回归通用旋转组合设计原理设计试验方案,通过试验分析建立了最大压缩力与含水率、粉碎粒度、压缩速度之间的回归模型。试验结果表明:当粉碎玉米秸秆压缩至300kg/m^3时,含水率对粉碎玉米秸秆可压缩性影响极显著,粉碎粒度及压缩速度对粉碎玉米秸秆可压缩性影响显著;最大压缩力随含水率的增大而减小、随粉碎粒度的增大而增大、随压缩速度的增大而增大。     

提高梯牧草压缩效率的试验分析

梯牧草是适合北方种植的优质牧草资源,研究这类牧草的压缩加工具有实际意义.压缩加工是有效降低纤维状生物质资源贮运成本的重要方法,低耗加工工艺能够有效提高工作效率.为此,采用设计不同的梯牧草含水率和压缩时的活塞最大压缩力的压缩试验,获得试验数据并建立出二元二次回归模型,分析了这两个因素对压缩比能耗和在压缩腔内草捆最大瞬间密度的影响,得出:最大压缩力不变时,梯牧草含水率为29.0%时,压缩比能耗最大;含水率为49.9%时,草块在压缩腔内的最大瞬间密度最高;含水率不变时,最大压缩力10.55 MPa时,压缩比能耗最大;最大压缩力20.29 MPa时,草块在压缩腔内的最大瞬间密度最高.这一结论对合理制定梯牧草及纤维状生物质压缩工艺可起参考作用.     

喂入量对新鲜玉米秸秆压缩规律影响的试验研究

为将新鲜作物秸秆资源开发成新鲜成型产品,对新鲜去穗玉米秸秆进行了压缩试验研究。根据试验结果,建立了压缩力与压缩密度的数学模型,确定了喂入量对压缩力、压缩密度、压缩功的影响规律,为新鲜草物料压缩工程优化设计提供基础依据;并在试验选定喂入量范围内,给出了较优喂入量,对实际生产有一定的指导意义。     

压捆机出料口尺寸高度变化对压缩力的影响

苜蓿草在压缩过程中出料口尺寸高度变化对压缩功耗、压缩密度以及草捆质量等均有很大影响。为了得出苜蓿草在压缩过程中压缩力变化规律,采用LABview测试技术,在相同喂入量下,选择出料口尺寸高度为试验因素,对苜蓿草压缩力进行测试研究,获得了出料口尺寸高度对苜蓿草压缩力的影响规律,并给出了压缩力的线性关系曲线。结果表明,出料口尺寸高度变化对压缩力影响显著,并呈指数关系。     

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。     

秸秆二次压缩特性试验机的整体设计

田间捡拾打捆机无法生产出高密度草捆,有必要对这些草捆进行二次压缩。为了获得秸秆二次压缩特性参数,得出最佳的压缩力、最佳的初始、最终压缩密度和实现压缩比能耗的最优化,主要从结构、液压传动和测试系统出发,设计了一种结构简单、制造成本低廉的闭式秸秆压缩特性试验机;然后,运用ANSYS有限元软件对秸秆压缩试验机进行静力学和动力学仿真分析。通过分析,验证了所设计的试验机满足强度要求,并且工作过程中不会产生共振,工作时安全可靠。     

饲草料压捆机最大压缩力的分析研究

针对“饲草料压缩理论和试验研究”项目组多年试验研究结果，对探明的最大压缩力Pmax和相应的试验过程及方法有新的认识。认为压捆机在工程设计当中所需的压缩力，是根据产品最终要求密度的物理特性和贮运条件在一定条件下试验获得，足确定机械设备最佳动力特性和主要零部件工作强度和刚度的依据。在此，对最大压缩力Pmax进一步分析研究，为压缩试验的深入和压捆机的优化设计提供基础。     

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。     

水稻收获打捆一体机压缩装置设计与试验

为了解决水稻秸秆回收难题,防止秸秆焚烧污染环境,设计了水稻收获打捆一体机。本文针对压缩机构选择依据不足,对一体机压缩机构进行参数设计,应用ADAMS虚拟样机确定压缩机构参数与驱动转矩的影响关系,为小方捆压缩机构设计选择奠定基础。对新压缩机构设计田间试验,设计三因素五水平正交旋转试验,得到回归方程与影响草捆密度的主次因素,应用Mat Lab软件计算打捆最优参数组合为:草捆长度为650mm、喂入量为2.5kg/s、出口高度为240mm,最优值为155kg/m^3。在该参数下进行田间验证试验,草捆密度为150~160kg/m^3,满足使用要求。     

小麦秸秆压缩弯曲特性试验研究

为给秸秆圆捆打捆装置和其它打捆机构提供相应的力学参数和理论基础,根据麦茎秆的几何尺寸,并利用万能试验机控制夹具加载速度对不同含水率的麦秸秆进行弯曲、轴向压缩和径向压缩等力学特性试验,得出载荷-位移等曲线,并获得相关力学参数数据。利用Origin将数据直观地反映出来,再用MatLab对试验数据进行拟合,得出拟合方程。试验结果表明:麦秸秆压缩所需要的力大于弯曲所需的力;含水率和夹具加载速度在一定范围内时,无论是在麦秸秆的弯曲试验还是压缩试验中,载荷峰值的大小与加载速度和含水率都有关,因此在设计打捆压缩成型机构时需考虑含水率与其关键机构工作转速对打捆装置的影响。     

小型手扶水稻割捆机的研究

针对我国水稻收获的实际情况，在消化吸收日本同类机型基础上，设计一种小型手扶水稻割捆机，并对其主要技术参数进行分析与计算，对关键机构进行运动和受力分析，同时分析了其作业质量。实际作业表明，该机具有打捆可靠，抗倒伏性好，落粒损失少等特点。     

牵引式玉米秸秆切割揉碎方捆打捆机设计与试验

针对我国玉米秸秆收储、利用难及现有秸秆收获机械可靠性低、适应性差等问题,从切割揉碎打捆理论与试验研究角度,探明秸秆切割揉碎打捆作业技术。设计了一种对田间直立、铺放或散状整株玉米秸秆可一次性完成切割、揉碎、输送和打捆作业的牵引式玉米秸秆切割揉碎方捆打捆机。对牵引架、切割揉碎装置、网筛式物料导流装置和压缩打捆装置等关键部件进行了结构设计,并开展了样机试制及试验。试验结果表明,样机破节揉碎率91.3%,成捆率99.0%,秸秆捆密度167 kg/m3,规则秸秆捆率95.6%,秸秆捆抗摔率93.5%,样机作业性能良好,符合相关标准要求。研究成果实现了直立、铺放或散状整株玉米秸秆切割、揉碎和打捆一体化技术融合,可为秸秆打捆机的设计提供参考依据。      

自走式饲草收割打捆机设计

针对牧草、农作物秸秆在商品化和资源化利用过程中存在收集困难的问题,以及我国大部分地区土地分散经营、耕种地块面积小,不适宜牵引式打捆机作业的现状,研究开发了自走式饲草收割打捆机。介绍了设备的总体结构和工作原理,分析了机体底盘、行走系统、切割装置和压缩机构等主要工作部件的功能和结构,确定了主要部件结构及设计参数。      

基于小型秸秆圆捆机的秸秆摩擦特性研究

针对水稻与甘蔗秸秆利用小型秸秆圆捆机收集打捆效率低的现状,研究了圆捆机卷捆室内打捆的情况,为圆捆机的结构改进提供必要的理论和技术依据。秸秆能否在卷捆室顺利形成草芯主要涉及辊子与秸秆的摩擦因数的问题。为此,利用自制的滑动摩擦因数测试装置,对秸秆进行摩擦特性试验研究,采用三因素三水平的正交旋转组合试验设计方案,探究秸秆含水率、取样部位以及滑板材料3个变量因素对摩擦因数的影响规律。结果表明:含水率对稻秆影响最大,滑板材料对甘蔗叶影响最大,3种滑板材料都是与橡胶的摩擦因数最大。由此得出:小型圆捆机卷捆室内下半部分辊子可以考虑选用橡胶沿着钢辊锯齿形凸起表面贴紧的方式,这种胶辊对快速形成草芯更有利。     

秸秆多级连续冷辊压成型试验研究

为了研究秸秆多级连续冷辊压成型方法的可行性，设计并试制了样机，采用正交试验方法，以玉米秸秆含水率、秸秆破碎方式、破碎长度、喂料方式为试验因素，以成型块回弹率、密度、坚实度为试验指标，进行了四因素三水平正交试验研究，研究试验因素对试验指标的影响。试验表明，交叉铆固的喂料方式最能限制成型块的回弹；成型块密度主要受破碎方式的影响，受破碎长度的影响较小；成型块坚实度主要受破碎方式的影响，受含水率的影响较小。通过综合分析确定该成型机的较优成型参数为：秸秆含水率20%，破碎方式为揉搓破碎，破碎长度80mm，喂料方式为交叉铆固。在较优成型参数下进行试验，测试秸秆多级辊压成型机的性能指标，结果表明，该成型机生产的玉米秸秆成型块的回弹率为7.26%，成型密度为363.28kg/m3，坚实度为90.23%。本研究可为生物质常温致密成型技术及其设备的研发提供参考。     

水稻秸秆不同部位剪切性能分析

剪切性能对于水稻收割和稻秸再利用至关重要。为获取水稻秸秆力学特征参数，针对不同部位稻秸的剪切性能进行试验研究，设计并制备不同稻秸直径相适应的剪切夹具，分别对稻秸的上、中、下和节部取样，考察了20、50、100、150、200和250 mm/min剪切速度对剪切力的影响。结果表明，自制夹具可胜任剪切测试任务，稻秸取样部位和剪切速度对剪切力有极显著影响。对于剪切部位而言，稻秸根部的剪切力大于上部；对于剪切速度而言，较高剪切速度（200～250 mm/min）下的剪切力小于低速剪切（20～50 mm/min），但与中速剪切（100～150 mm/min）相差较小。本研究结果可为稻秸收割机及稻秸粉碎机中剪切部件的设计与制造提供理论和试验数据支持。