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1、玉米莖穗兼收機(jī)秸稈壓縮機(jī)構(gòu)研究與試驗(yàn)隨著秸稈貯存技術(shù)的發(fā)展,玉米秸稈作為一種優(yōu)質(zhì)飼料,已被廣泛應(yīng)用;同時(shí),玉米秸稈是一種最具開發(fā)潛力的清潔可再生能源。因此,玉米秸稈的綜合利用對我國的畜牧業(yè)和能源發(fā)展具有重要意義。秸稈的收集儲(chǔ)運(yùn)是其產(chǎn)業(yè)化利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié),有效高質(zhì)的玉米秸稈壓縮機(jī)構(gòu)是此環(huán)節(jié)的重要保證。本文在對國內(nèi)外壓縮理論以及打捆裝備綜述的基礎(chǔ)上,從玉米秸稈力學(xué)模型及力學(xué)特性研究入手,理論分析和仿真分析相結(jié)合,對打捆裝置的壓縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行了深入研究及分析,并通過系統(tǒng)試驗(yàn)對該裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),使該裝置的壓縮成捆性能趨于更穩(wěn)定、工
2、作更可靠,從而有效地改善該裝置的作業(yè)性能指標(biāo)。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)本文將玉米秸稈作為試驗(yàn)研究對象,結(jié)合材料復(fù)合理論及彈性理論,確立了玉米秸稈的力學(xué)模型為圓柱體形彈性力學(xué)模型。然后以果穗成熟期的蘇玉18秸稈作為試驗(yàn)材料,對其進(jìn)行力學(xué)特性試驗(yàn),從而得到了玉米秸稈彎曲以及壓縮過程中的變化規(guī)律。此外,通過試驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理和分析可以看出,不同試驗(yàn)條件下(含水率、有無節(jié)、節(jié)間),各因素對壓縮特性指標(biāo)的影響并不一樣,但都是影響玉米秸稈壓縮特性的重要因素。(2)對玉米秸稈打捆裝置的壓縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)并建模,然后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)
3、仿真分析。通過借鑒現(xiàn)有機(jī)型設(shè)計(jì)以及機(jī)架預(yù)留位置,確定偏心距e為20mm,有效行程s為540mm,極位夾角θ為2°,然后利用幾何關(guān)系式計(jì)算出曲柄的長度r為270mm,連桿的長度L為620mm。此外,確定其他參數(shù)如下:捆包的截面尺寸為400×480mm,活塞的壓縮頻率為93r/min。根據(jù)設(shè)計(jì)好的參數(shù)進(jìn)行三維實(shí)體建模,然后對該壓縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,分析其運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律;對機(jī)構(gòu)的鉸接處進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,分析曲柄、連桿、活塞之間受力的變化規(guī)律,驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的合理性。(3)開展壓縮成捆性能試驗(yàn)研究,優(yōu)化打捆裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)和作業(yè)參
4、數(shù)。通過單因素試驗(yàn),研究喂入量、捆包長度及出口高度三個(gè)因素對成捆率、規(guī)則捆率及捆包密度的影響,明確各影響因素對壓縮成捆性能指標(biāo)的影響規(guī)律;通過對影響因素進(jìn)行響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn),建立回歸模型,并進(jìn)行多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化分析,確定最佳參數(shù)組合,即喂入量3kg/s,捆包長度700mm,出口高度240mm,最后經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,在最佳參數(shù)組合條件下,成捆率為97.78%,規(guī)則捆率為94.15%,捆包密度為258.37kg/m~3。析析析
