地下灌溉复合管成型装置设计与试验

为解决黄淮海地区玉米秸秆还田技术中还田机械设备种类单一和玉米秸秆利用率低等问题，设计一种用于地下灌溉复合管成型装置。提出玉米秸秆还田的新方式，将作物秸秆粉碎与土壤按不同比例掺量混合，挤压形成空心圆管状的复合管材，应用时采用一次性浅埋，一年或一季后直接全量还田。依据农机农艺融合，提出装置整体结构设计方案，介绍装置的工作原理，对搅拌部件、螺旋挤压成型部件等关键部件进行设计，计算挤压成型部分物料输送功率，确定满足工作的结构要求及满足农艺要求的装置结构。基于自主搭建的试验平台，进行玉米秸秆复合管成型试验。台架试验表明：在含水率20%~26%的区间中，保证玉米秸秆复合管满足性能要求，即复合管密度不小于1.30 g/cm3时，随着含水率的递增，玉米秸秆成型密度先递减再递加，且成型密度离散性越来越小，玉米秸秆复合管性能更加稳定。当混合物含水率在26%，绞龙轴转速在488 r/min，物料喂入量在170 kg/min时，既保证玉米秸秆复合管出料的连续性，且出料速度相对较快。满足玉米秸秆全量还田的农艺要求，为玉米秸秆还田的发展提供技术参考。     

玉米秸秆与土壤混合物料成型装置性能及试验研究

目前，黄淮海地区玉米秸秆主要实行粉碎掩埋还田的处理方式，针对还田后出现的病虫害且影响小麦生长问题，提出了一种秸秆全量还田的处理方式，即将玉米秸秆和土壤按一定比例形成混合物料，通过成型装置将其挤压成圆柱型，并可结合开沟掩埋机构与秸秆腐解和防病虫药剂来实现秸秆深埋还田处理，使秸秆与小麦种床分离。因此设计了玉米秸秆还田机的核心部件，即混合物料成型装置，其包含5片螺旋叶片且螺距渐变并成阶梯状排布，经螺旋推进可以将混合物料挤压成圆柱型。物料成型出料速率和过程中功率消耗是其核心部件的重要指标，为了验证其性能，基于该装置设计了成型装置试验平台，由传送带、搅龙成型机构及支架、5.5kW交流电机、物料输出平台和测试仪器(钳流计、转速仪、秒表、尺子等)构成。初步试验表明：当以混合物料挤压成型出料速率为参考指标，则物料含水率为20%,螺旋轴转速为397r/min,喂入量为210kg/min时，出料速率达到了最大；当以混合物料成型过程中功率消耗为指标，则物料含水率为23%、螺旋轴转速为477r/min、喂入量为180kg/min时，功率消耗最小。对出料速率和功耗2个指标进行了归一化处理，按照6∶4的权重分配，...