棉秆粉碎刀具磨损状态监测系统设计与试验

针对棉秆粉碎还田过程中刀具磨损严重且缺少故障监测装置导致工作失效的问题,设计了一种搭载在棉秆粉碎还田机上的智能监测系统。系统以STM32单片机为主控制器,应用多种传感器融合技术,基于机器学习算法实现刀具磨损状态监测。为了解决棉秆粉碎刀具磨损非线性特征信号难以提取的问题,提出了一种融合改进蝴蝶优化算法(IBOA)和支持向量机(SVM)的刀具磨损状态监测方法(IBOA-SVM)。该监测方法以粉碎刀辊转速、左侧振动频率、右侧振动频率作为模型输入特征向量,将刀具磨损状态(正常状态、磨损状态、丢刀状态)作为输出。相较于未优化的SVM算法,通过IBOA算法优化SVM算法的参数,刀具磨损状态的识别准确率由95.61%提高至98.83%。为验证IBOA-SVM模型的有效性,在相同参数设置环境下进行多种模型的重复对比试验,试验结果表明:相较于SVM、PSO-SVM、WOA-SVM、BOA-SVM和CWBOA-SVM 5种模型,IBOA-SVM模型识别准确率平均值有所提升,单次试验的准确率均维持在较高的水平。将IBOA-SVM模型嵌入到监测系统,并进行田间验证试验,试验结果表明设计的刀具磨损状态监测系统在识别准确率和鲁棒性方面都具有良好的性能。

园林绿化打草绳用尼龙6的耐热性和耐磨性的辐照改性

针对尼龙6(PA6)打草绳的耐磨性和高温粘连性问题,采用电子束辐照的方法对其进行改性。对取向前后的PA6进行不同剂量的电子束辐照,并采用X射线衍射(XRD)、电子拉力机、红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)等对不同吸收剂量的样品进行测试和表征。力学性能测试结果表明,未取向样品随着吸收剂量增加,断裂伸长率下降,从270%下降到145%,拉伸断裂强度先上升再下降,取向性PA6随着吸收剂量增加,断裂伸长率从118%下降到43%,拉伸断裂强度从110 MPa下降到90 MPa;凝胶含量测试结果表明,未取向PA6在辐照剂量达到100 kGy后其凝胶含量可达54%,继续增加辐照剂量,凝胶含量增加缓慢,而取向性PA6在150 kGy后凝胶含量达到最大值,随后略微降低;DSC测试结果表明,未取向的样品的结晶度随着辐照剂量的增加先由23.2%上升到25.9%后下降到24.7%,而取向的样品的结晶度与未取向样品相比显著提升,但是取向性PA6样品随着辐照剂量的增加,结晶度不断下降,从27.4%下降到24.8%;FTIR分析表明,取向性样品的羰基指数显著高于未取向性样品的,且增长速率也明显快于未取向性样品;磨擦质量损失测试表明,取向性PA6样品随着辐照剂量的不断增加,质量损失率逐渐上升,从0.8%上升到7.17%,而未取向性PA6样品随着辐照剂量的不断增加,质量损失率逐渐下降,从5.3%下降到3.1%;未取向的样品在辐照剂量低于150 kGy时存在粘连的情况,而当辐照剂量超过150 kGy则粘连现象消失,取向性样品随着剂量增加存在轻微粘连现象。

施胶雾化效果对麦秸刨花板物理力学性能影响的研究

介绍了施胶雾化对麦秸刨花板的主要物理力学性能的影响。

低密度聚乙烯与麦秸粉填充聚甲醛复合材料摩擦磨损性能

通过模压法制备了低密度聚乙烯(LDPE)和麦秸粉共同填充的聚甲醛(POM)复合材料,在往复式滑动摩擦磨损试验机上测试了其干滑动摩擦条件下的摩擦磨损性能,试验机往复频率为1.0Hz。结果表明:含质量分数5%LDPE和5%麦秸粉的POM复合材料在具有最低的稳定摩擦因数和较低的比磨损率,其稳定摩擦因数为0.139,比磨损率为1.14×10-6mm3/(N.m)。SEM观测表明POM/LDPE/麦秸粉复合材料的磨损机制主要疲劳磨损和转移膜的脱落。

9JYK-2000A秸秆压块机环模摩擦试验

针对秸秆固化成型过程中摩擦行为的复杂性,对影响9JYK-2000A型秸秆压块机环模磨损的物料对象水稻秸秆压块与45#钢的摩擦特性进行研究.以压块密度、含水率、正压力及摩擦速度为影响因子,摩擦系数为试验目标,设计五水平四因素正交试验,对试验结果进行极差分析和方差分析,根据试验结果,仿真模拟出不同摩擦系数条件下的磨损深度,并对滑动摩擦力的预测模型进行推导.结果表明:对摩擦系数的影响因素大小顺序为密度、含水率、摩擦速度、压力;密度、含水率和摩擦速度对摩擦系数影响显著,而压力不显著;当压块密度为1.5 g·cm^(-3),含水率为28%,压力为20 N,摩擦速度为5 mm·s^(-1)时,磨损速率最小;存在一最佳的摩擦表面分形维数使得滑动摩擦力最小.

9P-150型膨化机膨化螺杆载荷及磨损仿真研究

针对9P-150型单螺杆秸秆膨化机膨化螺杆因磨损严重而导致的寿命较短问题,研究螺杆在磨料属性确定条件下的受力分析及磨损机理,通过分析秸秆磨料与螺杆摩擦与磨损的行为机理,建立螺杆磨损的数学模型。利用Edem软件对螺杆受力及磨损情况进行模拟,模拟结果与实际情况一致。所得结论将为研究螺杆受力及磨损状况的优化打下理论基础。

秸秆压块机辊口式环模耐磨机理分析与试验

环模秸秆压块机成型过程中,由于秸秆颗粒与环模之间的滑动摩擦,环模模孔磨损十分严重,导致环模使用寿命缩短。以工字型模块组成的立式环模为研究对象,提出在工字型模块喂料端设置辊口式结构,即在工字型腰部上下两翼加工圆孔,孔中装配轴承和插入圆辊。通过相邻圆辊间所构成的辊口压入秸秆颗粒,从而将物料与原模块间因数较大的滑动摩擦变为物料与圆辊间因数较小的滚动摩擦,达到减小模孔磨损的目的。利用有限元软件分析得到改进前和改进后模孔处的磨损率曲线,结果表明:改进前环模最大磨损率0.11μm/s,改进后辊口式环模最大磨损率0.01μm/s,远小于改进前磨损率。通过试验表明所设计的辊口式环模具有减小磨损和延长环模寿命的作用。

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。

等离子喷涂改善秸秆压块机模块耐磨性的研究

针对当前秸秆压块机模块耐磨性差、易失效等问题,分析了模块失效机理,提出了采用等离子喷涂改善模块表面性能。通过试验,研究了电压、电流及喷涂距离等因素对材料耐磨性的影响,优化了等离子喷涂工艺参数。结果表明:喷涂电流的影响最为显著,其次是喷涂距离;等离子喷涂Ni60+50WC涂层后,试样的抗磨损性能大幅提高。

碱木质素/秸秆粉/橡胶复合材料的性能研究

采用机械混炼法制备碱木质素/秸秆粉/橡胶复合材料,并对其性能进行研究。结果表明:在碱木质素与秸秆粉并用体系中,随着碱木质素用量的增大,胶料的门尼粘度增大,交联程度减小,正硫化时间延长;硫化胶的硬度和回弹值减小,拉伸强度和拉断伸长率增大,耐磨性提高,耐低温性变化不大;当碱木质素/秸秆粉并用比为2∶1时,复合材料的拉伸强度最大,耐磨性最好。

环模式秸秆压块机挤压轮磨损研究

应用ANSYS软件模拟环模式秸秆压块机对秸秆颗粒进行挤压,基于挤压轮的应力分布特点,分析挤压轮的磨损。通过分析确认,挤压轮边缘区域磨损比中间区域磨损严重,主要原因是秸秆颗粒在轴向分布不均匀。通过显微镜观察挤压轮磨损表面形貌,确认挤压轮的磨损形式主要为磨粒磨损和疲劳磨损。