稻草秸秆压缩特性研究

将农作物秸秆收获及打成高密度草捆是其合理应用重要的第1步。为了合理开发利用稻草秸秆这一类型生物质资源,结合自制密闭压力容器,在电子万能试验机上对同一类型、不同长度的稻草秸秆以不同的压缩速度进行了闭式压缩试验;分析了秸秆捆在压缩后密度相同情况下秸秆长度和压缩速度对压缩力的影响,建立了其数学模型。结果表明:当压缩密度相同时,秸秆越长、压缩速度越快,所需压缩力也越大。由此为设计、制造高性能的稻草秸秆打捆机提供了必要的理论依据。     

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。     

棉秸秆二次炭化实验分析

针对新疆大量的生物质秸秆资源,尤其是棉花秸秆,在外热式炭化炉中炭化后比表面积不高、利用率低的问题,利用二次炭化的方法提高炭的比表面积。将干燥的棉秸秆在外热式炭化炉中以500℃炭化,再将炭化产物粉碎后分别在800℃和900℃的高温下,进行二次炭化,制得高活性生物质炭。同时,比较一次炭化产物、二次炭化不同温度产物的比表面积和吸附能力得出:温度越高,保温时间越长,制得炭的比表面积越大,吸附效果越好。实验结果表明:二次炭化有利于制得活性炭,提高生物质炭的经济价值。     

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。     

自解捆式果园秸秆覆盖机设计与试验

针对果园秸秆覆盖机不适应捆状秸秆、装载量小以及覆土装置易被碎石卡死问题,设计了一种自解捆式果园秸秆覆盖机。该机型由履带底盘、料箱、解捆铺料装置和覆土装置等组成。解捆铺料装置为齿带式结构,安装于料箱后部。为适应多种秸秆捆尺寸,提高抓料解捆能力和铺料均匀性,通过对解捆铺料过程分析确定了解捆铺料装置高度、倾角和齿带转速等关键参数范围;为了实现切绳和破捆过程滑切减阻,设计了三角形拨料刀齿,并基于刀齿对秸秆的扰动区域分析,对刀齿排布进行了设计;设计了一种双向对抛式覆土装置,同步对秸秆层进行薄土盖压。试验结果表明：覆盖机的秸秆装载量提高到原来的3.1倍;当覆盖机车速在0.8~1.4km/h,解捆铺料装置齿带转速在180~240r/min时,秸秆覆盖层厚度为5.1~18.1cm（标准差小于等于3.4cm）,薄土盖压层厚度为2.3~4.0cm,无卡死现象,满足作业要求;建立的秸秆覆盖厚度模型决定系数为0.9672。该机实现了秸秆解捆、行间覆盖与薄土盖压一体化作业。     

二次抛送式棉秸秆粉碎还田机的设计与试验研究

棉花是西北地区重要的经济作物,在新疆得到了广泛的种植,棉秸秆粉碎一般在棉花收获后进行,季节性强,如果棉秸秆不能及时处理,将影响棉田的秋耕冬灌作业。为此,设计了一种一次作业即可完成秸秆粉碎还田并与残膜回收机联合作业的二次抛送式棉秸秆粉碎还田机,并阐述了总体设计方案,确定了抛送装置、粉碎装置等主要部件的结构参数和工作参数的最优值。田间试验表明:还田机在秸秆粉碎刀棍转速为2400r/min、机具前进速度为4～6km/h时,棉秸秆掉落率的平均值为9.52%,棉秸秆粉碎合格率为95.24%,满足了棉秸秆粉碎还田的农艺要求。     

秸秆压缩成型设备的研究

本文从生物质秸秆的压缩成型技术的原理和现状出发,对比了目前几种现有的成型压缩设备,旨在为新型秸秆压缩机的研制提供参考。     

二次粉碎式香蕉秸秆粉碎机的设计

香蕉产业在海南经济中占有重要部分,但是收获后的香蕉秸秆的处理成为限制实现绿色农业的一个重要的障碍。为此,设计了一种新型的香蕉秸秆粉碎机,采用前后二级粉碎,使秸秆的粉碎效果显著提高,满足秸秆还田或者用作牲畜饲料的要求。同时,本机械结构较为简单,生产成本低,粉碎效率较高,将会大大提高香蕉秸秆的利用率,降低香蕉的生产成本。     

玉米秸秆的压缩特性及其压力与压缩密度的数学模型

目前,秸秆青贮主要采取地下青贮的方式,工序比较多,劳动强度大,秸秆浪费严重,甚至易发生霉变。如果对揉搓后的秸秆能够进行压缩打捆,用塑料薄膜密封后在地上贮存,将会使上述问题得到较好的解决。为此,对揉搓后玉米秸秆在闭式容器内进行了压缩试验,并对揉搓后玉米秸秆的压力-变形曲线进行分析。结果表明,揉切后玉米秸秆的压缩过程存在松散、过渡和压紧3个阶段。进一步对试验数据进行统计分析,建立了揉搓后玉米秸秆的压力P与压缩密度γ在松散阶段、过渡阶段和压紧阶段的数学模型。     

压缩式农作物秸秆收集运输车的研发

我国农业生产已实现了连续8年增产,广大农村的生产和生活方式出现了重大的调整变化,关于农作物秸秆这一巨大的可再生资源,正在寻找其新的、合理的利用途径。但农作物秸秆的收集已成为各种新型规模化农作物秸秆利用方式的瓶颈。基于从我国国情出发的农作物秸秆快速收集的新思路,设计了一种单独动力、大容量的压缩式农作物秸秆收集运输车。     

秸秆压缩成型过程仿真分析

秸秆固化成型技术可将农村松散的秸秆压缩成致密的、可替代煤的优质燃料,对于改善农村生活质量、保护农业生态环境、增加农民收入和促进农业可持续发展具有重要的意义。五柱塞式秸秆燃料成型机是在三柱塞式的基础上进一步升级改造,相对其他工艺具有生产效率高、产品密度大、工作更稳定等优点。为此,主要针对五柱塞秸秆成型系统进行仿真分析,利用SolidWorks软件建立模型,通过ANSYS有限元软件对秸秆压缩成型过程进行计算机模拟,进一步比较分析模具锥形孔对秸秆挤压成型影响,最终得到当锥形孔角度为15°时秸秆压缩成型效果较好的结论。     

小方捆秸秆切碎压捆打包机的设计

为提高作物秸秆商品化利用,设计了小方捆秸秆切碎压捆打包机。该机采用单缸柴油机作为动力,液压驱动方式,结构紧凑,通用性好,适应性强,可适用于玉米、高粱等作物秸秆的切碎压捆打包作业。试验结果表明:在机器稳定运行时,捆包密度平均为584.06kg/m3,打包成捆率约为100%,生产率为78包/h,作业质量符合设计要求;机具结构设计合理,为农作物秸秆综合利用提供了技术支持。     

玉米秸秆压缩变形与应力试验研究

实验用SAS对3个玉米品种的秸秆、压缩位置、含水率和轴向压缩方向(长轴和短轴)进行随机区组试验设计,测试样品的压应力。对4个因素进行0.05水平上的Duncan’s方差分析,得出影响压应力的主要因数是轴向压缩方向,显著率达0.036 1,决定系数达0.815 157;对轴向压缩方向直径(x)的一元多项式压应力(y)回归,得出模型:y=-3 247.52+528.43x-31.86x2+0.84x3-0.008x4,模型显著性检验概率0.038 1,决定系数达0.999 354。试验结果可为玉米机械化收获及其秸秆综合开发利用提供生物力学参考。     

基于螺旋压缩成型的秸秆还田机具设计及试验

针对黄淮海地区玉米秸秆还田机械设计中出现的模式单一和不能实现全量还田等问题,探究了一种能使秸秆全量还田的螺旋压缩成型并开沟掩埋的作业方法,并结合现有的4JQH-200粉碎还田机具设计了一种能实现根茬粉碎捡拾、二次粉碎、螺旋压缩成型和开沟掩埋的秸秆还田机构。其核心部件为螺旋搅龙压缩机构,由5片渐变螺距和螺径的叶片组成,叶片螺径最大值和最小值分别为398mm和85mm,螺距最大和最小值分别为200mm和100mm。秸秆压缩台架试验表明:秸秆粉碎初期含水率为70.05%时,该机构的输送能力为8.756t/h,输送功率为0.8kW/h。田间试验表明:田间秸秆经过放置后含水率为30.03%时,机构的捡拾率为82.99%,挤压合格率为93.33%,满足秸秆全量还田的农艺要求,不会增加额外的费用,可为后期秸秆还田机械的发展提供数据支撑。     

秸秆捡拾打捆机设计及捡拾器的动力学仿真

为解决农作物收获后秸秆的收集处理问题，设计了一种秸秆捡拾压捆机，介绍了该机械的总体结构及工作过程，对滑道滚筒式捡拾器的工作原理和设计要求进行了详细分析，通过对捡拾器设计方案的计算机仿真，对滑道曲线进行拟合优化，实现了捡拾器的优化设计。     

玉米秸秆芯结构建模与径向压缩过程模拟

为了深入研究实芯作物秸秆的压缩特性,以农大108玉米秸秆芯为研究对象,基于秸秆各向异性、非均质、非线性特点,先通过径向压缩试验获取其粘弹性参数,然后应用ANSYS软件建立了玉米秸秆芯横截面圆柱有限元结构模型,并进行径向压缩过程和应力松弛过程的数值模拟.研究表明,五参量广义麦克斯韦模型能较好地描述玉米秸秆芯应力松弛特性,模型拟合参数的试验值与有限元模拟值误差均小于10％.试验验证了玉米秸秆芯模拟结果的可行性和计算模型的有效性.     

青贮秸秆圆捆打捆机的设计与试验

为适应秸秆饲料化应用需求,解决农作物秸秆长时间储存易发生霉变和腐烂的问题,设计了一种青贮秸秆圆捆打捆机,可实现对青贮秸秆的高密度缠网打捆,并配合包膜机包膜处理,形成易储存、易消化吸收的高品质秸秆发酵饲料.为此,进行了青贮秸秆圆捆打捆机的总体结构、关键部件的结构设计,并通过试验验证了设计的可行性.     

棉花秸秆螺旋压缩装袋机设计及试验

新疆作为全国的主要棉产区,棉花秸秆资源十分丰富,但棉花秸秆资源利用率低。粉碎过后的棉秸秆可用于牛羊饲料,如何将粉碎过后的棉花秸秆进行装袋对解决牛羊饲料问题和推动棉花秸秆的商业化发展具有一定的现实意义。因此,设计1种棉花秸秆螺旋压缩装袋机十分必要,该文介绍了棉花秸秆螺旋压缩装袋机的整机结构及原理,对其主要部件进行设计以及确定了其生产率和功耗。通过对其关键部件变螺距螺旋进行有限元仿真,验证了变螺距螺旋结构强度的可靠性。最后,根据样机比功耗的指标,对其进行室内装袋试验。结果表明,在临界转速内转速越大输送效率越高,在不引起堵塞的情况下喂入量越大输送效率越高。      

秸秆压块设备的设计研究

近年来,农作物秸秆资源的合理利用受到世界各国的普遍关注,并逐渐成为发展可持续农业的重要方面。为此,针对秸秆资源的利用问题,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;对压缩系统中的主轴、环模和压辊进行受力分析,并对其主要参数进行设计。秸秆压块设备的设计成功可以大大地减少秸秆在资源利用中的浪费,推进农业可持续发展的进程。     

饲用甜高粱秸秆压缩松弛试验研究

利用多功能电子蠕变松弛试验机及自制压缩装置,以揉碎的甜高粱秸秆为试验物料,选取不同的喂入量为试验因素进行压缩松弛试验研究。结果表明:喂入量对压缩后物料的变形恢复量的大小具有一定的影响,其恢复变形过程主要发生在应力衰减拐点处。依据试验数据建立了相应的数学模型,其拟合决定系数均大于0. 99,均方根误差均小于0. 09,对实际生产具有一定的指导意义。