油性添加剂对秸秆致密成型过程力学行为的影响规律研究

在生物质致密成型过程中加入添加剂是改善成型条件、提高制品品质的有效手段,对成型过程力学行为有直接影响。基于厚壁圆筒原理构建生物质致密成型过程力学行为测试系统,以小麦秸秆和水稻秸秆为对象,研究废机油添加剂对成型过程力学行为的影响。结果表明:小麦秸秆和水稻秸秆对应峰值应力比值范围分别为0.73~0.96和0.51~0.69;对应的终值应力比值范围分别为0.46~0.68和0.38~0.55;废机油添加剂会改变压制过程中物料径向应力占比,但对不同材料的影响程度不同;添加剂含量增加使径向应力占比总体变化趋势为递增,但力学性能及其变化趋势呈各向异性。应力占比与制品密度没有确定的映射关系,不能直接通过成型过程中的力学行为判断制品密度。

秸秆压块机组合环模的磨损机理

针对环模式秸秆压块机成型模具易磨损的问题,该文对45钢秸秆燃料成型模具的磨损过程进行了研究。通过测试磨损模具的磨损形貌,分析了该类磨损的作用机理,结合分形理论得出了磨损深度率的计算模型,在此基础上探讨了影响磨损的因素,并针对成型速度和模具硬度对磨损的影响进行了有限元仿真和试验验证。结果表明:秸秆原料对金属模具的磨损沿进料方向依次减弱,磨损主要发生在模具中间部位和下侧面,以硬磨料磨损为主;模具磨损受多种因素影响,其中模具硬度越大、成型速度越低,模具耐磨性能越好,硬度影响大于成型速度的影响;成型速度为9 mm/s时,模具耐磨性能和成型产品品质较好,而用于秸秆燃料成型的模具硬度不能太高,否则易发生脆性断裂。该文研究结果有利于指导压块机组合环模的设计。

生物质制粒机环模的磨损机理分析

环模是制粒机的核心部件,目前存在磨损快、寿命短等问题。该文对X46Cr13钢环模进行600 h实际生产状态下的磨损试验;对环模内壁和模孔内壁的磨损量与表面硬度进行测量;对磨损面进行表观形貌和微观磨损形貌观察;从宏观和微观角度对磨损机理进行分析,旨在通过研究环模磨损机理与磨损分布规律,对环模改进提出建议。结果表明:不同磨损位置起主导作用的磨损机制有所不同;环模内壁磨损十分严重,磨损机理为以微切削作用为主的磨粒磨损和疲劳磨损交互作用;模孔内壁磨损量较小,模孔入口附近以磨粒磨损为主,出口附近则以疲劳磨损为主,从模孔入口到出口磨损量呈指数形式逐渐减小,磨损由磨粒磨损为主逐渐向疲劳磨损为主过渡。研究结果可为改善环模耐磨性能和延长使用寿命提供参考。

茎叶类蔬菜生产技术装备应用与发展趋势分析

我国茎叶类蔬菜机械化生产水平低,存在机具功能单一、适应性差、生产效率低、作业质量差以及各环节机具不配套、与叶菜类蔬菜种植农艺不匹配等问题。本文结合我国国情,选取鸡毛菜、芦蒿、西芹等茎叶类蔬菜,研究其生长特性和种植农艺,总结分析国内茎叶类蔬菜生产技术与装备的研究现状,并以自主研制的整地播种、收获作业装备举例分析,提出茎叶类蔬菜生产机械化当前急需突破的关键技术和未来发展趋势,对今后研究开发茎叶类蔬菜生产技术装备指明方向。

连杆热锻工艺参数对模具磨损的影响研究

针对连杆预锻成形过程中模具的磨损失效问题,基于修正的Achard磨损模型,采用Deform-3D有限元塑性成形软件,分析了不同成形速度和摩擦系数对预锻模具型腔磨损深度的影响。结果表明,模具内腔的最大磨损深度随着成形速度的增大而增大,同样模具的最大磨损深度随摩擦系数的增大而增大,并且上模比下模磨损更严重。结果能为实际生产提供参考。

生物质(秸秆)致密成型技术研究进展

介绍以秸秆为主的生物质原料致密成型过程中的原料特性测试和成型机理,详细阐述了该项技术在成型能耗、成型燃料品质和模具失效方面的国内外研究成果,并提出了当前研究工作中存在的不足。分析表明生物质致密成型技术将沿着更广的原料适应性、低能耗、设备高可靠性和成套化方向发展。

旋转挤压成型机理分析与建模

旋转挤压成型技术是当前国际制粒领域的主流技术,广泛应用于饲料工业和可再生生物质能源产业。分析旋转挤压成型过程,确定物料的攫取条件;研究物料在模辊工作区的挤压成型机理和受力状态,建立旋转挤压成型过程的驱动扭矩模型和能耗模型;揭示辊模直径比、物料初始密度以及物料与模辊的摩擦角等参数对扭矩和能耗的影响规律。为旋转挤压成型装备的结构与工艺优化提供有效的参考和理论依据,也为挤压成型相关机理的进一步研究奠定理论基础。

生物质致密成型原料预处理技术研究进展及试验初探

生物质是宝贵的可再生资源,对其进行能源化利用可有效解决当前日益严峻的能源和环境问题,生物质致密成型是实现其能源化利用的重要手段,对该技术具备的技术优势、基本原理及存在的问题进行分析。重点介绍生物质致密成型原料预处理技术中的物理及化学预处理国内外研究进展,并进行相应的试验研究。分析表明通过适宜的预处理手段改善生物质原料的成型特性并提高制品品质,将成为促进生物质资源高效利用的重要方式。压制试验显示烘焙预处理使稻秸成型能耗降低11.52%,制品密度提高7.99%,制品热值提高15.01%,制品强度可满足使用要求。该类预处理方式能有效降低成型能耗、提高制品热值,节能增热效果显著。

茶园机械化耕作技术

为了加快我国茶园机械化耕作技术的应用与推广,本文对茶园耕作的必要性作了简要的分析,对茶园耕作的方式进行了技术分类。并以茶园的耕作种类及需求为导向,分析了现有常见的几种茶园耕作施肥技术与机具特点。最后根据茶园的分类与耕作机械装备的适应性特点,给出了适合3种不同坡度茶园的耕作机械配置方案。本文为茶园耕作机械的选用提供了指导意见,对提升我国茶园耕作机械化水平具有积极的推动作用。

针式仿生耕作机的频率响应分析

设计一种针式仿生耕作机具,为对仿生耕齿进行优化设计,运用有限元分析软件MSC Nastran对仿生耕齿进行静力学分析、频率响应分析与正则约束模态分析。静力分析结果表明仿生耕齿强度与刚度满足要求;频率响应分析,表明仿生耕齿的作业速度在满足其他条件的情况下,越低越好;约束模态分析得到其前六阶模态,最低阶约束模态主频率为105.5Hz,各阶模态远大于该仿生耕作机的激励源频率,表现出良好的振动特性。该研究为针式仿生耕作技术与机具的优化提供了理论依据。

我国食用豆机械化收获技术发展现状及对策

由于食用豆种类多、地域分散、种植模式多样,与之对应的生产装备缺乏,机械化生产水平较为低下。实现食用豆机械化收获可采用分段收获和联合收获两种方式,分段收获机具包括割晒机、起拔机和脱粒机,对于食用豆联合收获,需要解决割台堵塞、脱粒清选破碎含杂高和物料输送系统带来的籽粒破碎等问题,同时要根据不同的生产方式选择相应的机械化收获模式。在有限损失的情况下,食用豆机收综合经济效益高于人工采收,机械化收获节本增效显著。要实现我国食用豆生产机械化,需从因地域特征带来的需求差异、种植规模与生产管理手段、提升品种适应性和机具可靠性等方面入手,实施科技兴农、推进食用豆类生产农机农艺融合,从食用豆机械化低损保质收获技术和食用豆高效机械化生产技术模式等方面开展深入研究,以解决相应生产装备的供给侧难题,实现产业发展的提质增效。

食用豆联合收获减损技术与策略分析

食用豆是我国重要的食用作物,推进其机械化收获提质减损是促进产业发展的重要手段。由于食用豆种类多、地域分布广、种植模式多样,其高效收获装备较为缺乏,是当前生产中迫切需要解决的短板技术问题。结合国内外食用豆产业发展现状、当前联合收获技术研究成果和食用豆机械化收获的特殊性,在对现有联合收获技术的适用性进行分析的基础上,提出适合我国食用豆生产的机械化减损收获技术策略。主要措施包括综合考虑宜机化品种筛选及配套种植农艺、联合收获各环节协同作用和机手收获技能减损。利用以上手段可有效降低收获割前损失、割台损失、脱粒损失和清选损失,同时通过集成应用低损收获割台、高效脱粒清选和物料低损输送技术,可大幅降低食用豆联合收割机作业损失率,减损效果显著。

环模式秸秆压块机模具有限元分析及锥角优化

针对秸秆压块机主要构件环模失效问题,根据压块机的工作原理及加热方式,应用SolidWorks和Abaqus软件完成4种不同锥角组合式环模模头的建模与静力学分析,得到了不同锥角时模头模具的应力与变形分布规律,分析了模具中间位置沿轴向和纵向路径的应力和变形趋势以及锥角对成型品质的影响。结果表明,锥角为20°时模具具有较好的工作性能,为环模进行结构优化提供了依据。

4DL-5A型蚕豆联合收割机关键部件设计与优化

针对国内蚕豆机械化收获作业中存在的含杂多、损失大、破碎高等难题,该研究对集切割、输送、脱粒、清选、收集于一体的蚕豆联合收割机的关键部件进行设计。首先对4DL-5A型蚕豆联合收割机关键部件进行设计与分析,确定割台装置、脱粒装置、清选装置主要工作参数,然后采用二次正交旋转组合试验方法设计试验并用Design-Expert进行数据处理,以含杂率、损失率、破碎率作为响应指标,重点研究4DL-5A型蚕豆联合收割机收获作业中前进速度、滚筒转速和风机转速对响应指标的影响规律,建立含杂率、损失率和破碎率的回归数学模型,通过响应曲面方法分析各因素交互作用影响,对回归模型进行多目标优化,得出4DL-5A型蚕豆联合收割机作业参数的最优组合为:前进速度0.57 m/s,滚筒转速400.45 r/min,风机转速1265.16 r/min,此时,含杂率3.23%,损失率3.00%,破碎率2.72%。对优化参数进行田间试验验证,测得含杂率3.49%,损失率2.87%,破碎率2.83%,与优化值相对误差分别为8.05%、4.33%、4.04%,结果较吻合。该研究结果可为蚕豆联合收割机设计、结构改进和作业参数调整提供参考。

国内外园艺除草机械化技术研究现状和发展趋势

园艺草害一直是阻碍农业生产发展和威胁绿色生态安全的一个重要因素,科学有效地进行除草控草,是实现园艺作物绿色安全、优质高产的关键。我国果蔬茶园的除草控草、园艺草坪的修剪管理受用工难、用工贵的因素制约,对园艺除草装备的需求极为迫切。为此,本文分析国内外园艺除草装备的研究现状,结合我国园艺特有的实际情况,指出该领域现存的问题,以及未来研究的重点和方向。

我国茶园中耕管理机械研究现状与发展分析

中国是茶叶大国,其茶园种植面积居世界首位。中耕管理是茶园生产的重要环节,及时的对茶园进行中耕管理对保障和提高茶叶的品质及产量具有重要意义。文章介绍和分析了我国茶园中耕管理技术研究现状、特点及存在的问题,总结了茶园中耕管理各环节关键技术及主要设备。重点阐述了茶园除草机、茶园松土机、茶园施肥机等关键设备研究现状与发展动态,归纳国内外具有代表性的机型和技术。在此基础上总结归纳了现阶段我国茶园中耕管理机械研究存在的主要问题有农机农艺结合较少、缺乏高产高效机械化作业技术规章及国家政策支持、关键部件作业可靠性低和整机智能化程度不高等,最后结合国家政策、技术现状、企业需求指出了我国茶园中耕管理机械未来的发展建议:以政府为主导,完善相关扶持补贴政策;优化中耕管理机关键部件设计,提高机器自动化、智能化作业水平,推进现代化茶园中耕管理新技术与装备的应用。

茶园机械耕作方式对土壤物理性状的影响

以免耕为对照,研究茶园机械耕作方式对土壤物理性状的影响。设置免耕(MG)、单螺旋有机肥耕作施肥机耕作(YG)、单螺旋颗粒肥耕作施肥机耕作(KG)、C-6耕作机耕作(CG)、KM3CG-30茶园翻耕机耕作(FG)5种方式,分析其对茶园0～30cm土层土壤紧实度、容重、孔隙度的影响。结果表明:与免耕相比,单螺旋有机肥耕作施肥机、单螺旋颗粒肥耕作施肥机耕作深度最深,对0～30cm土壤紧实度、土壤总容重、孔隙度的改善效果最为明显,且单螺旋颗粒肥耕作施肥机作业效果略优于单螺旋有机肥耕作施肥机;C-6耕作机耕作宽度最宽,对0～10cm土壤总容重降低效果明显。

一种果实拍振复合采收技术装置设计与试验

首先提出一种利用曲柄摇杆和曲柄滑块机构相结合的拍振方法,可解决干果、浆果的高效低损收获问题。为获取最佳拍振作业参数,将拍振机构两组曲柄设定同频率动力输入和急回特性,以摇杆最大转角30°和滑块最大行程8 cm为约束条件,构建拍振轨迹和速度模型。设定曲柄输入转速180 r/min,分别对拍打、摇杆振动和拍振复合运动的最大输出速度进行仿真。试验表明,拍振复合采摘蓝莓的效果明显优于其他两种采收方式,最佳脱果输入转速在120~160 r/min之间,卡爪末端最大输出速度为168~294 cm/s,操作时间为4 s,脱果率大于80%,采用拍振法采收蓝莓、红枣等特经果类作物效果显著,对研究干果、浆果等的高效低耗采收具有一定的指导意义。

基于矮化密植红枣的冠型拍振复合小型采收机设计与试验

针对新疆枣农对基于矮化密植枣树的小型红枣采收机的需求,提出仿枣树冠型拍振复合采摘与伞形柔性接果协同采收方法,以小型挖掘机动力平台为载体,通过理论测算与红枣种植枝条物理特征,确定转动振动最大角为30°,拍打行程8 cm,依据该关键参数分别设计拍振和伞形接果关键部件,配置拍振与伞形接果液压驱动系统,研创冠型拍振复合小型红枣采收机。试验结果表明:接果料仓最大提升角40°,红枣归集率92%左右;当作业时间为4 s左右,输入转速在120~180 r/min之间,红枣采净率均达到90%以上,且4 s左右作业时间为最佳;当最佳采摘转速在120~160 r/min之间,红枣损伤率总体控制5.4%以内。

蚕豆脱粒设备研究现状及发展趋势

随着我国蚕豆种植面积的扩大,蚕豆机械化生产越来越受到人们的重视,但是目前国内现有的蚕豆脱粒设备很少,通过对国内外谷物类脱粒设备进行研究,并结合我国蚕豆生产情况,分析国内外机型存在的问题,提出其发展趋势:蚕豆物理特性的研究;简化机构,降低价格;提高脱粒设备的通用性;提升智能化水平,为我国蚕豆脱粒设备的研制提供借鉴。