秸秆丝化设备的设计要点及参数选择

指出了秸秆划丝机的技术要求，介绍了秸秆划丝机的主要结构、工作原理以及压局参数和物料喂入切角的确定，阐述了切断抛送装置设计中基本参数的选择计算。     

铡切揉碎协同式牧草揉丝机设计与试验

针对现有的牧草揉丝机效率低、揉丝质量差、对高含水率牧草不适用等问题,以苜蓿为加工对象设计了一种铡切揉碎协同式牧草揉丝机。对铡切和揉碎过程进行了理论分析,并通过设计计算确定了揉丝机的总体结构和关键部件结构参数。以生产率、丝化率为性能评价指标,进行了以电机输出转速、筛孔直径、喂入量、含水率为试验因素的单因素试验;将含水率为65%的苜蓿作为加工对象,进行了以电机输出转速、筛孔直径、喂入量为试验因素的二次正交旋转组合试验。单因素试验确定了试验因素的取值范围,探究了揉丝机对不同含水率苜蓿的揉丝效果。通过Design-Expert 12.0软件对二次正交旋转组合试验的试验结果进行了响应曲面分析、回归分析及目标优化,得到了试验因素与评价指标之间的回归方程,以生产率和丝化率同时最大化为目标,对电机输出转速、筛孔直径、喂入量进行多目标寻优求解,确定最优参数组合为：电机输出转速443.77 r/min、筛孔直径14 mm、喂入量1.27 kg/s,揉丝验证试验表明,生产率为5 065.98 kg/h、丝化率为94.87%;该装置揉丝效率高、质量好,而且能够揉丝高含水率牧草,满足牧草揉丝机设计要求。     

甩刀式玉米秸秆切断揉搓机的研制

设计了一种甩刀式秸秆切断揉搓机,主要由齿辊与喂入链组合的喂入机构、动刀、定刀、揉搓刀、齿板、转子总成等组成,并对各主要部件进行了结构设计,切断动刀与揉搓刀同轴布置,揉搓刀设计为锯齿形刀片结构,动刀与揉搓刀均铰接于转子轴法兰盘上,喂入的秸秆经动、定刀切断后,进入揉搓区,在锯齿形刀片与齿板的揉搓、划切作用下,变成较短的丝状物,提高玉米秸秆饲料适口性,提高利用率。     

青贮玉米螺旋缺口锯齿型揉丝破碎辊设计与试验

针对青贮玉米收获机玉米秸秆揉丝破碎效果差、效率低,影响青贮秸秆后期发酵与粗纤维转化的问题,并考虑到青贮玉米秸秆的韧性较大,设计了适合青贮玉米秸秆揉丝破碎的试验台。对秸秆的揉搓破碎机理和辊齿关键参数进行了分析和优化设计,得出当两辊齿锋面对钝面并配合螺旋缺口时,可达到对秸秆的挤压、揉搓和剪切效果,并建立了基于离散元法的玉米秸秆颗粒粘结模型,利用EDEM开展虚拟仿真试验,探究齿数、两辊差速比、缺口螺旋圈数和主动辊转速对秸秆丝化率的影响效果,得出了最优参数组合为：破碎辊齿数166、差速比30%、缺口螺旋圈数80、主动辊转速5000r/min,仿真试验与台架试验结果的相对误差为3.03%;台架试验结束后,采用宾州筛对其筛分,小型物料占比38.37%、标准物料占比52.75%、未完全破碎物料占比8.88%,与仿真试验结果一致。开展了对照试验,结果表明螺旋缺口锯齿型破碎辊对玉米秸秆的丝化率较常规齿型破碎辊提高8.22%,满足行业标准并实现了对玉米秸秆的高破碎和高效率。     

机收棉田残膜混合物粉碎揉丝装置设计与试验

针对机收残膜混合物资源化利用困难、现有粉碎与揉丝装置处理的残膜混合物不满足白星花金龟幼虫适口性等问题,设计了一种残膜混合物粉碎揉丝装置,利用粉碎揉丝技术对残膜混合物进行加工处理以满足白星花金龟幼虫的适口性。该装置主要由粉碎装置、输送装置和揉丝装置等组成,通过对残膜混合物粉碎、揉丝装置作业过程进行运动学与动力学分析确定了各零部件的结构参数与工作参数。为了验证残膜混合物粉碎揉丝装置的作业性能,以粉碎辊转速、揉丝辊转速与揉丝辊间隙作为试验因素,残膜破碎合格率、棉秆粉碎长度合格率、棉秆揉丝率为试验指标进行三因素三水平二次回归响应面试验,建立了回归模型,分析了各因素对残膜混合物粉碎揉丝装置作业性能的影响,并进行了参数优化与试验验证。试验结果表明：影响残膜破碎合格率和棉秆粉碎长度合格率的因素大小顺序为粉碎辊转速、揉丝辊间隙、揉丝辊转速;影响棉秆揉丝率的因素大小顺序为揉丝辊间隙、揉丝辊转速、粉碎辊转速。优化后最优工作参数组合为：粉碎辊转速13.0 r/min、揉丝辊转速60.0 r/min、揉丝间隙1.6 mm。以此参数组合进行试验,得到残膜破碎合格率、棉秆粉碎长度合格率和棉秆揉丝率平均值分别为90...     

切揉组合式青贮玉米粉碎机的设计与研究

针对现有青贮全株玉米粉碎揉丝机存在秸秆丝化率低、籽粒破碎率低和喂料易堵塞等问题,设计了切揉组合式青贮玉米粉碎机,一次性完成秸秆喂入、压扁划丝、铡切、籽粒破碎和粉碎揉丝等工序。通过理论研究和数值分析,对本机的输送装置、喂入切断装置及破碎揉丝装置等关键部件进行解析和结构优化,确定了性能参数。试验结果表明:当本机主轴转速为2 900 r/min时,秸秆丝化率为96.4%,籽粒破碎率为93.2%,实际生产率为3 560 kg/h,未出明显现堵塞现象,各项指标均满足粉碎揉丝机的国家标准要求,为青贮全株玉米粉碎揉丝机的设计提供理论依据和技术保障。     

制种玉米父本整秆切除铺放机设计与试验

为了提高制种玉米生产管理的机械化水平,设计了一种父本整秆切除铺放机,主要由切割机构、茎秆输送机构和液压传动系统等组成。切割机构采用斜向无支撑旋转切割方式,根据玉米植株被完全切断的条件,结合设计的一字型刀片结构参数,确定了刀片的旋转角速度,通过刀片的运动分析,验证了刀片结构的合理性;茎秆输送机构采用装有长、短夹齿的回转输送链和压杆相互配合的方式,通过对输送过程中茎秆受力和输送链运动分析,得出了茎秆被牢固夹持并有序输送时的相关技术参数;留茬高度调节由升降油缸驱动平行四边行机构实现,刀片和输送链由负载敏感液压系统传动实现。田间试验表明,设计的制种玉米父本整秆切除铺放机性能稳定、可靠,切断率为100%,铺放整齐率达95%,满足了机械化父本切除作业的要求。     

玉米秸秆机械化揉丝制草技术

玉米秸秆挤丝揉搓加工技术是变传统的玉米秸秆横向铡切为纵向挤丝揉搓，将玉米秸秆揉搓加工成柔软的丝状饲草，玉米秸秆经挤丝揉搓加工后，破坏了秸秆表皮结构，使饲草柔软，适口性好，可提高采食率。传统铡草青贮秸秆利用率在70％左右，而挤丝揉搓加工的秸秆饲草利用率可达97％以上。     

滚筒板齿式三七种苗分离装置结构设计与试验

为实现三七种苗自动移栽前有效分离,设计了一种滚筒板齿式三七种苗分离装置,对关键结构参数进行了理论计算和分析,选取螺旋线数量、转子板齿长度、滚筒板齿长度和导向槽数量作为仿真试验因素,选取种苗分离变异系数和分离率为试验指标,利用EDEM离散元仿真软件分别进行单因素及正交仿真试验,确定最优结构参数组合为:螺旋线数量为4、转子板齿长度为70 mm、滚筒板齿长度为65 mm、导向槽数量为3,此时分离结构分苗性能最好,分离变异系数为17.37%,分离率为84.69%,破损率为7.5%;实际试验结果与仿真结果一致,符合三七种苗移栽农艺要求;该装置实现了三七种苗的有序、离散分离。     

青贮饲料收获机实体设计与试验

基于Pro/E软件,将锯齿双圆盘切割器、强制输送喂入装置和刀盘式揉搓切碎器有机地组合,建立了4QR型青贮揉搓饲料收获机的虚拟装配模型,并根据实际装配尺寸研制出试验样机.在室内台架试验的基础上,分析了刀盘式揉搓切碎器的结构参数及运动参数对切碎性能的影响,确定了合理的工作参数.经性能测试与生产试验证明,4QR型青贮饲料收获机符合设计要求,切碎青贮饲料质量好,生产效率高.     

9JST-20型秸秆丝化机的性能试验

对9JST-20型秸秆丝化机进行了试验,测定了丝化机锤片数量、锤片厚度、锤齿间隙、主轴转速以及秸秆含水率对生产率、丝化质量、产量的影响.试验结果为秸秆丝化机生产时的参数选择提供了依据.     

悬挂式青贮机调质装置的设计及试验研究

青贮饲料经过调质后,能够使物料与发酵催化物接触更充分,从而大幅提高青贮饲料质量和饲料利用率。为此,建立了青贮物料在揉搓叶片上进入揉搓前的运动微分方程,结合青贮玉米秸秆物料物理特性的理论研究,以4QG-2型悬挂式青贮机为模型,设计了一套悬挂式青贮机调质装置。对装置进行了正交试验,结果表明:揉搓叶片6片、揉搓板2块时,揉搓装置的揉搓破碎率最高;随着揉搓叶片和揉搓板数量减少,揉搓破碎率呈下降趋势;物料切段长度对于揉搓破碎率影响较小,可以认为揉搓装置对于各种切段长度的物料具有良好的适应性。     

青稞联合收获机脱粒碎芒装置设计与试验

针对目前青稞联合收获过程中秸秆含芒率高、芒杆长度高,以及现有脱粒滚筒无法对芒杆倒刺进行有效处理的现状,设计一种青稞联合收获机脱粒碎芒装置,整机主要部件包括机架、脱粒滚筒、凹板、风机、筛箱、滚筒盖及传动系统。通过选择不同脱粒元件,计算和确定其结构参数与排列形式,以增加滚筒对芒杆内表面倒刺的揉搓能力,同时在凹板处设置碎芒板条,在保证籽粒脱净率前提下,有效提高了脱粒滚筒的碎芒率。运用ABAQUS软件对整机机架振动特性进行有限元仿真,对比固有频率与外部激励频率变化趋势,保证脱粒装置作业时无共振现象发生。得出在极限工况条件下,滚筒最大变形量为1.02 mm,满足设计要求。田间性能试验表明:籽粒破碎率为0.11%、含杂率为5.27%、脱净率为87.49%、秸秆含芒率为5.86%、碎芒率为93.15%,各项指标均满足相应标准要求,秸秆中所含芒杆内表面倒刺去除效果明显,有效提高青稞秸秆饲草的食用适口性。本研究为青稞机械化联合收获、脱粒及芒杆处理提供应用实例和技术参考。     

冬春鲜喂饲用油菜收获机滚刀式切碎装置设计与试验

针对长江中下游地区饲用油菜生物量大、含水率高,缺乏适用收获机械的问题,开展了冬春鲜喂饲用油菜机械化收获切碎装置设计与试验。根据物料特性、切碎及抛送等作业要求,确定了平板型滚刀式切碎装置主要结构参数和作业参数;采用单因素与二次旋转正交组合试验研究了喂入压辊转速与切碎器主轴转速对茎秆切碎长度合格率和功耗的影响,构建了长度合格率和功耗与喂入压辊转速和切碎器主轴转速的回归方程,优化得出了最佳作业参数。试验结果表明:喂入压辊转速为400～550 r/min,切碎器主轴转速为600～800 r/min,茎秆切碎长度合格率较优。优化得出喂入压辊转速496. 17 r/min、切碎器主轴转速为709. 14 r/min时,茎秆切碎长度合格率为91. 16%。采用平板型滚刀式切碎装置开展鲜喂饲用油菜收获田间试验和饲喂试验表明:收获饲用油菜切碎茎秆长度满足饲用油菜冬春鲜喂要求。     

油菜联合收获机切抛组合式纵轴流脱离装置设计与试验

针对传统油菜联合收获机链耙式输送器输送距离长、且易引起油菜高粗茎秆堵塞的问题,设计了一种切抛组合式纵轴流脱离装置,实现油菜的强制喂入、切断抛送、脱粒分离功能于一体,整机关键部件全部采用液压驱动,可保证其无级调速和运转平稳。通过对茎秆的运动学与动力学分析,确定了喂入辊、切碎滚筒和脱粒滚筒的结构参数与工作参数,以夹带损失率和功耗等为评价指标,开展了切碎滚筒转速、脱粒滚筒转速和脱粒间隙的正交试验。正交试验结果表明:较优参数组合为切碎滚筒转速450 r/min、脱粒滚筒转速450 r/min、脱粒间隙30 mm,此时夹带损失率为0. 415%,脱出物短茎秆质量分数为10. 43%,切碎滚筒和脱粒滚筒总功耗为4. 16 kW,排草口茎秆平均长度134. 8 mm,对应的旋风分离清选系统籽粒总损失率为6. 13%、清洁率为91. 97%。田间试验表明,切抛组合式纵轴流脱离装置能实现物料由割台至脱离装置的均匀连续输送和脱粒分离功能,可满足油菜联合收获机的作业要求。     

9JHS-55型秸秆划丝机的研究设计

针对秸秆自然密度小、茎秆弹力大、不易压实打捆等特点,研究设计了9JHS-55型秸秆划丝机,介绍了9JHS-55型秸秆划丝机的工作原理、主要结构、主要参数的选择.     

青贮玉米秸秆揉搓机设计

针对我国西北地区玉米收获后田间大量玉米秸秆滞留和牲畜饲料短缺的现象,为充分利用玉米秸秆这一丰富的有机资源,便于玉米秸秆饲料的生产运输和青贮,设计了玉米秸秆揉搓机。该机主要由机架、送料机构、压扁切丝机构、揉切机构和动力机构5部分组成,能够完成青、黄玉米秸秆的切断和挤丝揉搓。该揉搓机融合了铡切和揉丝等机型的优点,结构简单、紧凑,操作方便,秸秆揉搓效率高,整机消耗功率小,具有良好的推广应用前景。     

穗茎兼收型玉米收获机茎秆切碎与输送装置设计与试验

针对玉米收获时秸秆回收困难、利用率低的问题,设计了一种穗茎兼收型玉米收获机,对茎秆切碎和输送装置进行了详细设计。通过比较,采用转子铣刀切割器作为茎秆切断装置,运用ANSYS/LS-DYNA对转子铣刀刀片厚度、转速、刃角进行了三因素三水平的正交试验, 试验表明铣刀转速为1400r/min、刀片厚度为7mm、刃角为20°时功耗最小;设计了具有不同齿形和转速的单层多辊式输送器,并通过理论分析建立了4输送辊线速度之间的关系;对茎秆切碎装置进行了设计,确定动定刀位置和理论切碎长度。最后对样机进行了田间试验,结果表明：实际茎秆切碎长度与理论切碎长度无显著差异（P≤0.05）,样机各项指标满足设计和行业相关标准要求。     

4GRS-1000玉米秸秆揉丝机的设计

论述了4GRS-1000玉米秸秆揉丝机主要参数的设计、计算及性能试验.该机可由36.7～44.1kW拖拉机悬挂,由液压机构控制升降.为了适应各种存贮饲料的要求,揉丝长度可调整,能在田间一次性连续完成玉米秸秆切割、整机输送、喂入、揉丝和物料收集等项目作业.通过性能与生产试验表明,机具各项指标均达到设计要求以及玉米秸秆揉丝收获技术要求.     

秸秆揉丝机揉搓机构内流场仿真与分析

揉搓筒是秸秆揉丝机的关键部件。为了研究秸秆揉丝机揉搓机构内部物料的流动特征,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法,基于ANSYS-Fluent软件,选用标准k-ε模型,研究了揉搓机构内的流体力学特性,获取了揉搓筒内的压力和速度等参数及物料的流动特征,为进一步设计和改进此类揉搓机构提供参考。