完整稻秆卷压过程应力松弛试验

为深入研究完整稻秆在卷捆压缩过程中的流变特性,该文利用自制的钢辊式圆捆机卷压试验台进行了完整稻秆卷压过程应力松弛试验研究。选择稻秆含水率、草捆干物质质量、卷捆钢辊转速、稻秆喂入速度为试验因素,并以应力松弛时间和平衡弹性模量作为应力松弛特性评价指标,进行4因素5水平正交旋转组合试验。结果表明:完整稻秆卷压过程应力松弛模型可用1个Maxwell单元和1个弹簧并联组成的三元件方程表示;各因素对应力松弛时间贡献率排序依次为稻秆含水率、草捆干物质质量、稻秆喂入速度、卷捆钢辊转速;对平衡弹性模量贡献率排序依次为草捆干物质质量、稻秆含水率、稻秆喂入速度、卷捆钢辊转速;当稻秆含水率为65%、草捆干物质质量为17 kg、卷捆钢辊转速为257 r/min、稻秆喂入速度为1.6 kg/s时,应力松弛时间和平衡弹性模量可分别达最佳值17.08 s和4.01 k Pa。试验结果可为圆型打捆机对完整稻秆的卷压工艺优化及其压缩机理分析提供必要的理论与技术支持。

钢辊式圆捆机旋转草芯形成影响因素分析与优化

针对国产的中小型钢辊式圆捆机收获完整稻秆易产生堵塞的问题,利用自行设计的钢辊式圆捆机(草捆直径约500 mm)试验装置对其打捆过程进行了研究。通过高速摄像分析可知:旋转草芯形成过程实质上是稻秆在卷压室内连续卷绕累积的过程,形成的旋转草芯可对后续喂入的稻秆产生较大的牵带作用,进而消除打捆堵塞。通过试验分析可知,旋转草芯形成过程主要依靠钢辊对稻秆的摩擦牵引及后续喂入稻秆的持续推动完成的,据此,针对影响钢辊式圆捆机形成旋转草芯的主要因素——钢辊对稻秆的摩擦作用、捡拾器弹齿端点线速度以及稻秆喂入量为试验因素,以旋转草芯形成时的干物质质量为评价指标,进行了试验研究。结果表明:各因素对旋转草芯形成时的干物质质量贡献率从大到小依次为:钢辊对稻秆的摩擦作用、捡拾器弹齿端点线速度、稻秆喂入量。当因素参数组合为钢辊与稻秆间的滑动摩擦因数约0.65、捡拾器弹齿端点线速度2.23 m/s、稻秆喂入量1.5 kg/s时,旋转草芯形成时的干物质质量为1.58 kg。研究结果可为钢辊式圆捆机的设计及其作业参数优化提供理论及技术依据。

小型圆捆机捆草-卸捆自动操纵与报警装置研究

针对小型圆捆机捆草与卸捆过程依赖机手频繁回头观察并手动操纵的问题,设计了由行程开关、单片机、电动缸操纵机构和蜂鸣器组成的捆草-卸捆自动操纵与报警装置。通过分析捆草与卸捆工作过程,采用3个行程开关分别感知成捆室满仓、草捆捆扎结束和草捆落地,设计了捆草-卸捆控制流程,确定了控制系统的捆扎时间、卸捆时间等控制参数。室内工况模拟试验表明单片机能处理行程开关的触发信号,使电动缸伸缩实现液压阀手柄自动操作卸捆,蜂鸣器在捆草-卸捆过程发出不同节奏的报警提示音,并有效感知行程开关误触发和器件故障,提高了系统可靠性。样机的秸秆捡拾打捆试验表明,该装置可提高小型圆捆机作业效率22.5%~32.2%,捆草-卸捆成功率100%。

青贮秸秆圆捆打捆机的设计与试验

为适应秸秆饲料化应用需求,解决农作物秸秆长时间储存易发生霉变和腐烂的问题,设计了一种青贮秸秆圆捆打捆机,可实现对青贮秸秆的高密度缠网打捆,并配合包膜机包膜处理,形成易储存、易消化吸收的高品质秸秆发酵饲料。为此,进行了青贮秸秆圆捆打捆机的总体结构、关键部件的结构设计,并通过试验验证了设计的可行性。

钢辊式圆捆机缠辊现象机理分析与机构改进

为解决现有中小型钢辊式圆捆机打捆完整稻秆时出现的缠辊现象,采用高速摄像技术对钢辊式圆捆机卷捆过程中发生的缠辊现象﹑缠辊过程中卷捆室内稻秆运动状态及正常卷捆时卷捆室内稻秆运动状态进行了观测与分析。分析结果表明稻秆相对钢辊长时间静止是导致缠辊现象发生的直接原因。对卷捆室内稻秆进行力学分析,得出卷捆过程中旋转草芯形成的临界条件为旋转动力大于阻力,依据力学分析结论对钢辊式卷捆机构进行改进,设计了一种钢辊和侧圆盘组合式(简称辊盘式)卷捆机构。以圆盘表面形式﹑稻秆铺放方式及稻秆含水率为试验因素,以旋转草芯形成时的稻秆质量为评价指标,进行单因素试验。试验结果表明A型圆盘(圆盘表面为平面)与B型圆盘(圆盘表面加装厚度为5mm的一字形拨片)对促进旋转草芯的形成并无显著差异。为保持卷捆室内壁平整性设计采用A型圆盘;辊盘式卷捆机构对不同的稻秆铺放方式(横向铺放﹑杂乱铺放)及不同的稻秆含水率(12%﹑75%)均具有较好的适应性,旋转圆盘具有促进旋转草芯快速形成的作用。以草捆形成率(草捆顺利形成次数与总试验次数的比值为草捆形成率)为评价指标,分别利用两种卷捆机构(钢辊式﹑辊盘式)试验装置进行验证试验。试验结果表明辊盘式卷捆机构相比钢辊式卷捆机构其草捆形成率得到显著提升。在本试验条件下,当长宽比(稻秆长度与卷捆室宽度的比值)小于1时,利用辊盘式卷捆机构进行卷捆时,其草捆形成率达到了100%,有效杜绝了缠辊现象的发生,进一步得出在合适的长宽比条件下,辊盘式卷捆机构可有效避免缠辊现象的发生。

黑龙江省秸秆圆捆打捆机应用现状及发展对策

利用秸秆圆捆打捆机将秸秆打捆外运离地具有成本低、效率高的优点,是目前黑龙江省采用比较广泛的秸秆回收方式之一,且保有量较大。对比分析了各类型圆捆机的适用范围和优缺点,重点对捡拾装置、喂入系统、打捆装置、缠绳缠网系统、装卸系统等打捆机关键部件工作稳定性进行了分析,指出了黑龙江省现有秸秆圆捆打捆机应用存在进口圆捆机市场价格高,国产圆捆机可靠性差、智能化程度低的缺点,并提出了未来圆捆打捆机应向着质高价廉、提高生产率和智能化程度方向发展的建议。

可变压捆室打捆机结构设计与仿真分析

针对传统秸秆打捆机收获农作物秸秆时形成圆草捆直径单一的问题,设计一种由捡拾机构、喂入机构、压捆机构和草捆卸载装置等组成的可变压捆室圆捆机。在Solidworks中建立可变压捆室圆捆机三维模型,简述其工作原理和关键部件的结构设计,并对整机动力传动系统进行分析;分析草芯在压捆室内累积过程,得出物料在压捆室内运动的规律,并通过计算得出钢辊线速度为2.29 m/s;运用ADAMS软件对打捆机进行运动学仿真,验证打捆机作业时不会发生物料堵塞和堆积现象,得到钢辊线速度为2.3 m/s,与计算结果基本一致;利用ANSYS Workbench软件对打捆机机架进行模态分析,得出打捆机正常作业时机架不会发生共振现象。为后续秸秆打捆机的创新设计和结构改进提供理论支持。

小型秸秆圆捆机喂入机构的设计与试验

针对传统小型秸秆圆捆机打捆作业时经常会出现堵塞的问题,结合打捆要求,设计一种由前置喂入对辊、后置挤压对辊和护板组成的新型喂入机构,并以稻秆为试验原料,采用3因素5水平正交旋转设计方法进行试验研究,分析前置喂入对辊的间距、后置挤压对辊的间距以及挤压倾角对秸秆喂入性能的影响,试验表明当前置喂入对辊的间距为50 mm、后置挤压对辊的间距为22 mm、挤压倾角为19°时,喂入机构可有效减少小型秸秆圆捆机出现堵塞的问题,满足日常打捆需求。该研究可为圆捆机的结构设计提供参考。

麦秸圆捆打捆机研究现状及发展趋势

随着我国对环境问题的重视、资源日益紧缺及科技的快速发展,麦秸作为农牧业和造纸业等行业的重要原料是非常宝贵的可再生资源。该文主要阐述光滑柔软麦秸圆捆打捆机国内外的研究现状,根据现有麦秸圆捆机的性能特点,提出存在的问题,总结未来发展趋势。

秸秆切割揉碎卷制成型机设计与试验

针对我国农牧业生产中农作物秸秆产量不断增加,秸秆收储难、利用率低的现状,以及现有秸秆卷制成型机功能单一、可靠性差等问题,研制了一种新型秸秆切割揉碎卷制成型机具。设计了切割揉碎装置、强制喂入装置、成捆室和缠网机构等主要工作部件,并对机具进行了田间性能试验。试验结果表明:捡拾幅宽为2.2 m,成捆率为100%,草捆密度为150.8 kg/m^(3),牧草总损失率为1.95%。该机工作性能可靠,各项性能指标均达到了国家标准规定的要求,对研究秸秆高效、高质量收获具有重要的指导意义。

基于小型秸秆圆捆机的秸秆摩擦特性研究

针对水稻与甘蔗秸秆利用小型秸秆圆捆机收集打捆效率低的现状,研究了圆捆机卷捆室内打捆的情况,为圆捆机的结构改进提供必要的理论和技术依据。秸秆能否在卷捆室顺利形成草芯主要涉及辊子与秸秆的摩擦因数的问题。为此,利用自制的滑动摩擦因数测试装置,对秸秆进行摩擦特性试验研究,采用三因素三水平的正交旋转组合试验设计方案,探究秸秆含水率、取样部位以及滑板材料3个变量因素对摩擦因数的影响规律。结果表明:含水率对稻秆影响最大,滑板材料对甘蔗叶影响最大,3种滑板材料都是与橡胶的摩擦因数最大。由此得出:小型圆捆机卷捆室内下半部分辊子可以考虑选用橡胶沿着钢辊锯齿形凸起表面贴紧的方式,这种胶辊对快速形成草芯更有利。