香蕉秸秆挤压脱水机设计及控制系统研究

收获香蕉的同时会产生大量香蕉秸秆,如需再利用,必须解决香蕉秸秆的脱水干燥问题。为此,根据挤压脱水原理,设计了一种香蕉秸秆挤压式脱水机,对挤压式脱水机进行了方案设计、结构设计以及液压传动与控制系统的设计,研究了其控制方法。结果表明,此设备能完全实现自动控制,可节省人力,并大大提高工作效率。     

挤压喂入式香蕉秸秆脱水粉碎机的设计

香蕉秸秆具有含水量高、秸秆粗大的特点,在海南很多农业生产中被当作废弃物处理,出现了浪费资源和污染环境的情况,而采用人工处理往往劳动强度大且粉碎不彻底。为此,基于海南香蕉种植模式,结合香蕉秸秆物理机械特性,提出了一种香蕉秸秆脱水粉碎处理方案,进而研制了挤压喂入式香蕉秸秆脱水粉碎机,通过理论研究及经验分析确定了挤压喂入式香蕉秸秆脱水粉碎机的关键部件结构及运动参数;采用理论建模,建立了喂入装置输送速度与秸秆粉碎装置切削速度之间的曲线模型。该机通过喂入辊挤压破坏香蕉茎秆纤维组织同时将香蕉茎秆匀速送入粉碎装置,秸秆粉碎刀径向垂直切割香蕉秸秆,从而达到粉碎后香蕉秸秆呈等长段状的效果。该机器的成功研制能有效降低热区蕉农的劳动强度,避免了秸秆资源浪费,有效促进香蕉秸秆的全面综合利用,促进了海南热区农业经济的发展。     

滚压螺旋式香蕉秸秆粉碎机的设计

香蕉是我国热带农业地区较为重要的作物之一,但其秸秆却一直无法得到正确处理。为此,设计了一种滚压螺旋式香蕉秸秆粉碎机。该机针对香蕉秸秆粗大、含水率高等问题,集脱水与粉碎为一体,实现了有效的粉碎,可提高香蕉产区资源利用效率,降低蕉农劳动强度。     

脱水香蕉秸秆破碎机的设计

海南是我国香蕉主产地之一,每年产生大量的香蕉秸秆。针对目前香蕉秸秆数量大、处理方式简单等问题,设计一种基于PLC控制程序驱动的、可实现自动化的脱水香蕉秸秆破碎机,其目的是基本解放人力、节省资源、提高经济效益。     

香蕉秸秆脱水打包机及其控制系统设计

针对我国香蕉种植面积广而起主要的副产品——香蕉秸秆的回收利用技术较为薄弱的现状,根据香蕉秸秆杆茎粗壮、含水率高、纤维韧性强等特点,设计开发了一款香蕉秸秆挤压脱水成型并自动打包自设备,同时为了提高设备的自动化水平,在其控制系统设计中引入了在现代控制系统中应用极为广泛的 PLC,实现了自动挤压脱水成型和自动打包的工作流程。本设备的研制成功必将极大地提高香蕉产区对香蕉秸秆的回收利用率,为蕉农带来可观的经济效益,促进香蕉产业及其副产品深层回收利用链的形成及健康发展。     

基于单片机控制的香蕉秸秆粉碎机的设计

在香蕉种植生产过程中,香蕉秸秆的合理利用成为了香蕉产业化、规模化发展的重要组成部分。我国香蕉种植业一直采用传统的人工方式处理秸秆,既耗费大量的人力物力,又大大降低了生产效率且工人劳动强度高。为此,设计一种效率较高、实用性较强的集切割、粉碎一体的香蕉秸秆粉碎机。该机械基于单片机进行全程自动控制,压力传感器与步进电机合理配合实现各运动,能较好地解决香蕉秸秆粉碎的处理问题。     

基于单片机控制的自动香蕉秸秆粉碎机研究

香蕉秸秆作为主要的香蕉副产品,一直被当作废弃物,不仅没有得到合理的利用,而且还造成了环境污染。至今为止,对香蕉秸秆的利用仍停留在较原始、较低效的阶段,极大地制约了香蕉茎叶副产物产业化、商品化的发展。为此,设计了一种实用性强、效率较高的香蕉秸秆粉碎机,可基于单片机进行全自动控制,设计的液压系统与步进电机相互配合能较好地解决香蕉秸秆破碎处理的问题。     

基于PLC的香蕉秸秆切片机的设计

海南省广泛种植香蕉,香蕉收获后会产生很多秸秆等副产物。目前,我国对香蕉秸秆副产物的利用主要是饲料化和纤维化,这两种处理方法都需要对香蕉秸秆进行切片处理,因此切片质量的好坏会直接影响后续对香蕉秸秆的再加工。为此,设计了一种香蕉秸秆切片机,通过PLC系统控制切片过程。其切片效果好、效率高、功耗低,为香蕉秸秆的后续加工提供了基础。     

香蕉秸秆还田技术研究与装备设计

研究香蕉秸秆的生物学特性,分析种植过程中秸秆的现有处理方式。在此基础上,设计香蕉秸秆的还田工艺路线,对还田机械的传动系统、总体结构、工作原理进行详细介绍,给出还田装备的主要技术参数。文中重点对粉碎机构的破碎原理、刀具结构、安装方式和除根/还田机构的破茬原理、刀辊总成和布刀形式进行研究和设计。该香蕉秸秆机械还田技术既能够处理地上的蕉茎蕉叶,又能够彻底清除埋于地下的球茎根系,可以解决制约香蕉大规模种植所面临的秸秆处理难题,具有重要的经济效益和生态价值。     

甩刀式立式香蕉秸秆粉碎机的设计

香蕉是热带地区重要的经济作物,其废弃物香蕉秸秆的处理一直没得到很好解决。为此,设计一种甩刀式立式香蕉秸秆粉碎机,将香蕉秸秆进行粉碎还田处理,并对其关键部件高度调整装置和粉碎装置进行设计,有助于提高香蕉秸秆的利用效率。整机设计工作幅宽1 600mm,匹配动力60kW。     

香蕉秸秆粉碎还田刀辊参数研究

香蕉秸秆粉碎秸秆还田作为南方农业保护性耕作中不可或缺的一部分,尚缺乏粉碎效果良好的秸秆粉碎装备。针对该问题,对香蕉秸秆粉碎还田机核心部件粉碎刀的数量、排列、运动和受力进行了理论分析,得到了其计算通式,确定了其工作参数范围。同时,应用SoildWorks2013/Simulation插件进行刀轴的模态分析,为以后香蕉秸秆粉碎还田机的设计和关键部件的选型提供理论依据。     

卧式香蕉秸秆粉碎还田机甩刀的设计与优化

甩刀是卧式香蕉秸秆粉碎还田机的重要工作部件,合理的结构和参数设计可改善整机的工作性能,减少机具振动,提高香蕉秸秆粉碎质量。通过应用Adams、Solidworks Simulation软件对刀辊进行模态仿真,对刀片的运动及受力进行理论分析,以确定刀片的最优的基本参数和排列方式。结果表明:刀片厚度为8mm、弯折角为1 3 0°时,刀片的变形量小,粉碎效果好;V字形排列方式能有效避免刀辊的共振,延长使用寿命。     

液压传动控制的香蕉秸秆切片机设计

为了促进香蕉产业健康快速发展,提高香蕉产业的经济效益,解决香蕉秸秆利用率低的问题,设计了一种香蕉秸秆切片机。该切片机采用了液压传动控制、轮转式切片方法,能实现宽范围的无级调速,以达到良好的切片效果。其设计结构合理,能够满足实际生产对机器性能的要求,为香蕉产业可持续发展提供了技术支持。     

基于液压系统控制的香蕉秸秆切片机的设计

香蕉产业在海南经济中占有很大的比重,但香蕉生产的同时也产生了75%左右的香蕉茎叶副产物。完成香蕉采摘后,剩余的茎叶等废弃不用,造成了资源的严重浪费。为此,设计了一种新型的香蕉秸秆切片机,采用上下刀盘偏置高速交替旋转切削的方法,并以高压气体辅助切削,以达到良好的切片效果和质量,并采用液压控制系统对整个投料、切削过程进行自动控制,从而节省了人力,大大提高了秸秆切片的效率和资源的再回收利用率,减轻了因香蕉秸秆处理不当所造成的废物和废气对人体的危害,促进香蕉茎叶副产品产业化及商品化的发展。     

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。     

纵向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机的设计与试验

针对目前香蕉秸秆粉碎还田机仍然存在秸秆纤维缠绕严重、秸秆粉碎不彻底、粉碎刀具变形及损坏等问题,提出纵向刀辊香蕉秸秆粉碎还田方案,设计了一种纵向双辊式香蕉秸秆粉碎还田机,阐述了该机具的总体设计方案,确定了粉碎装置、传动系统等主要部件的设计。田间试验表明,该机具平均工作效率为0.41 hm^2/h,满足0.40 hm^2/h工作效率的性能指标,秸秆粉碎合格率为95.94%,大于秸秆粉碎合格率为94%的性能要求,有效解决了原有机具存在的不足,满足了香蕉秸秆粉碎还田的实际需求。     

氧化预处理对香蕉秸秆性质和结构的影响

文章利用1%的过二硫酸钾、过硫酸铵以及过硫酸钠对香蕉秸秆进行预处理,研究预处理后还原糖浓度和VFAs随时间的变化,分析研究3种过硫酸盐预处理对香蕉秸秆结构的变化。结果表明,3种过硫酸盐预处理后,还原糖产量均有提高,且在第12 h达到峰值,过二硫酸钾预处理后的香蕉秸秆还原糖产量最高,达到7341.79 mg·L^-1;VFAs浓度在16 h均有明显提高,过二硫酸钾处理效果最佳,在第20 h达到最高值743.93 mg·L^-1。过硫酸盐预处理对纤维素、半纤维素和木质素有较高的破坏作用,纤维表面和细胞壁受到破坏,孔洞增加;过硫酸钠效果最佳,纤维素和木质素降解率分别达到48.48%和30.19%。过硫酸盐预处理可以增加香蕉秸秆的可生物降解性。     

自走式香蕉秸秆粉碎还田机设计与仿真分析

为解决海南省香蕉秸秆粉碎机具在作业过程中的缠绕和粉碎效果差的问题,设计一种自走式香蕉秸秆粉碎还田机。阐述整机的工作原理,对喂入装置、粉碎装置进行理论研究并确定装置作业参数,完成结构设计。运用ANSYS软件对粉碎刀片进行静力学分析,结果表明: 粉碎刀片在正常工作下的最大等效应力为260.91 MPa,最大形变为0.159 88 mm,低于刀具材料的最大屈服强度,可以保证机器的合理性与适用性。对粉碎过程进行动力学仿真模拟试验,选取刀端线速度和切割角度为试验因素,以秸秆所受最大应力和能量损耗为评价指标,进行二因素三水平试验。结果表明: 最优参数组合为刀片刀端线速度30 m/s,切割角度15°,此时秸秆所受最大应力为12.885 2 MPa,能量损耗为3.50 J。研究结果可为机具进一步优化设计提供理论参考,为香蕉秸秆粉碎还田智能化的发展提供技术参考。     

香蕉秸秆离散元仿真粘结模型参数标定与试验

为提高离散元法对指导香蕉秸秆粉碎还田装备设计与优化的准确性与可靠性,本文利用Hertz-Mindlin with bonding接触模型建立香蕉秸秆离散元粘结模型并进行参数标定。运用高速摄影技术开展碰撞恢复试验、静摩擦及滚动摩擦台架试验,确定了香蕉秸秆碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数等基本离散元模型接触参数。开展香蕉秸秆物理与仿真剪切试验,获得破坏香蕉秸秆外皮的力学特征曲线,确定物理最大剪切力为122.41N;通过中心组合设计（Central composite design, CCD）响应面法确定香蕉秸秆粘结模型的法向接触刚度、切向接触刚度、临界法向应力与临界切向应力的最佳参数组合为5.89×107N/m、2.49×106N/m、1.39×105Pa、1.34×105Pa。以参数标定结果进行仿真验证,结果表明,仿真剪切力结果与物理剪切力相对误差仅为2.34%,验证了该粘结参数标定方法的可行性,可为香蕉秸秆粉碎还田机设计与研究提供理论参考。     

双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

针对我国香蕉秸秆粉碎还田作业过程中香蕉秸秆粉碎质量差,秸秆缠绕堵塞等问题,设计了一种双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机。基于滑切定理,解析了粉碎刀随轴转动过程中的动态滑切角和粉碎定刀滑切角的相对作用原理,以等速螺线设计L形粉碎定刀刀刃曲线,确定了粉碎刀结构参数;对香蕉秸秆缠绕粉碎刀辊进行受力分析,设计防缠绕板并确定装配数量与结构参数;以装置前进速度、粉碎刀辊转速、防缠绕板高度为试验因素,以香蕉秸秆粉碎合格率、抛撒不均匀度和香蕉秸秆缠绕数量为评价指标进行三因素三水平正交试验,建立因素与指标的响应面数学模型。试验结果表明,最优参数组合为作业机前进速度1.5 m/s、防缠绕板高度41.6 mm、粉碎刀辊转速1 800 r/min,此时香蕉秸秆粉碎合格率为93.8%,香蕉秸秆缠绕数量为26,香蕉秸秆抛撒不均匀度为12.1%。以最优组合进行田间试验验证,试验结果表明双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机整机防缠性能优越,满足设计要求。