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《秸稈切割破碎與揉切機刀片耐用性試驗分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、摘要農(nóng)作物秸稈資源的開發(fā)利用于國于民、乃至對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展都具有重要意義。秸稈的機械破碎加工是秸稈飼用和實現(xiàn)秸稈飼料商品化生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)。秸稈破碎加工直接影響著加工機具的能量消耗，也是造成機具工作刀片材料損耗的重要原凼，還會對秸稈加工質(zhì)量產(chǎn)生影響。秸稈物料的力學性質(zhì)與工程材料相比存在很大差異，是設(shè)計、改進加工機具與加工工藝的重要依據(jù)。為此，首先研制了可模擬秸稈切割破碎加工工況的秸稈力學特性研究試驗臺，為解決秸稈加工機具參數(shù)優(yōu)化設(shè)計提供理論依據(jù)。同時，從加工刀片的材料和材料處理工藝入手，對不同材料、不同結(jié)構(gòu)和不同工藝刀片的耐磨性和可靠性進行了研究，完善了設(shè)計制造工藝。1．利用掃描
2、電鏡(SEM)觀察分析了玉米秸稈的組織結(jié)構(gòu)特征。采用三點彎曲法研究了玉米秸稈在彎曲載荷下的力學特性。在材料實驗儀上進行了玉米秸稈彎曲斷裂實驗。結(jié)果表明，秸稈的力學性能與其組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，秸稈組織結(jié)構(gòu)的差異是造成秸稈力學性能變化的內(nèi)在原因。玉米秸稈彎曲斷裂過程分為線性和非線性階段；斷裂過程q，，玉米秸稈所需折斷力最大達銎J215．44N，變形范圍超過15mm。秸稈所需折斷力的變化受到截面積、節(jié)位和存放時間的影響。2．模擬秸稈切割破碎加工工況，研制了秸稈破碎加工試驗臺。試驗臺主要包括加速系統(tǒng)、力學參數(shù)采集系統(tǒng)、高速攝影及圖像運動分析系統(tǒng)和總體控制系統(tǒng)四部分。能夠?qū)崿F(xiàn)高速切割和切割速度連續(xù)可
3、調(diào)，自動采集力學參數(shù)、實時記錄切割運動圖像等功能，便于操作，安全可靠，是研究秸稈力學特性的有效工具和手段。3．利用高速攝像機在線拍攝了秸稈切割破碎加工運動過程，采用圖像運動分析系統(tǒng)分析了切割過程中秸稈的運動規(guī)律。切割速度、支撐方式和定刀等因素對秸稈切割破碎加工運動過程均有重要的影響。4．利用自制的秸稈破碎加工試驗臺，全面研究了各項因素對玉米秸稈切割破碎加工力學特性的影響規(guī)律。對于麥秸、稻秸這類細長柔韌性高的秸稈，切割速度、動定刀間隙是切割阻力和切斷率的重要影響因素，刃口的鋒利程度對切斷率和切割阻力也有重要影響。5．選取影響秸稈破碎加工過程的四個主要因素，包括切割速度、動定刀間隙、切割根數(shù)
4、和含水率，安排了四因素-次回歸正交組合試驗，利用SPSS計算分析，建立了切割阻力的回歸模型和切斷率的回歸模型。采用線性加權(quán)和法對兩個回歸模型進行了優(yōu)化。利用Matlab計算得到優(yōu)化方案，確定了比較理想的秸稈破碎加工工藝條件。6．利用9RZ-60型秸稈揉切機對加工刀片進行了磨損試驗：采用掃描電鏡(SEM)對刀片進行了磨損微觀形貌分析和斷裂刀片的成分分析與失效分析。結(jié)果表明，刀片的裝機位置、刀片材料以及秸稈物料對刀片的耐磨性均有顯著影響。原有刀片刃口局部材料的硬度不夠，材質(zhì)脆性過大，有過熱現(xiàn)象。制造刀片的65Mn材料組織很不均勻，表明鍛造后未經(jīng)用以消除鍛造組織不均的專門的正火處理。最后確定選
5、用65Mn材料，采用新的熱處理工藝方案，對揉切機刀片在工作室的配置方式進行了改進。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)改進顯著提高了刀片的耐用性能，降低了單位生產(chǎn)量的刀片材料損耗，提高了揉切機的生產(chǎn)率，加工質(zhì)量也得到相應(yīng)改善。關(guān)鍵詞：秸稈；力學特性；切割；試驗臺：高速攝影；失效分析IⅡAbstractitissignificantfortheCounUyandpeople，ffvenforsustainableagriculturalecosystemtoutiUzeanddevelopcropstrawresoulmes．Cuttingprocessofstrawisthefirstimportanttac
6、heforfeedingandcommercialproductionofstrawduringtheutilizationofstrawfeed．Cuttingprocessofstrawaffectstheenergyconsumptionofthemachine，canseswastageofcuttersOilthemachine，andhaveanimpactonthestrawprocess”“ty．Thephysicalpropertiesofstrawareimportantbasisfordesigningandimprovingthemachineandprocess
7、ingtechnics,anditvariesgreatlyfromtheengineeringmaterials．Therefore，thetest-bedofphysicalpropertieswhichcouldsimulatethecuttingprocessofstrawwasdesignedtoprovidetheacademicbasisforoptimizingtheparametersofthemachine．Th
