整秆式收获打捆装备研究现状与发展趋势

我国麻类、芦苇、稻麦秸秆等茎秆类作物资源丰富,整秆利用具有较高的社会和经济效益。通过阐述国内外整秆打捆技术的发展历程、研究现状及进展,对比分析国内外技术的基础理论与原理性机构、装备的工作性能等方面差异,剖析国内存在的打捆装置核心技术受限、创新动力不足、夹持输送环节农机农艺融合差等问题。对相关打捆装备的研究现状作出总结,并提出整秆式打捆装备研究未来将朝着核心技术不断突破、自主创新程度提高、智能化程度提升等方向发展。

玉米秸秆能源化利用分析

在双碳政策背景下,推动玉米秸秆能源化利用,既可破解玉米秸秆露天焚烧对环境的污染问题,又可替代燃煤减少碳排放。针对中国玉米秸秆的产量和产区等资源情况,玉米秸秆的成分及特性,玉米秸秆能源化利用的相关政策、市场、收储、技术等方面存在的主要问题,对玉米秸秆能源化利用的市场运作模式及技术路线进行了分析,提出根据实际情况做好玉米秸秆综合利用专项规划,因地制宜推广玉米秸秆能源化利用,建立收储运的全产业链模式,为不同的需求确定相应的玉米秸秆能源化利用方案等对策。

一种共轴反转橡胶辊棉秆起拔装置的设计

棉秆处理是棉花生产全程机械化的重要环节之一。现有的棉秆粉碎方式还田容易成为病虫害的载体,同时也是生物质资源的浪费。拔秆收获是最佳方式。在新疆地区(660+100)mm小双行种植模式下,现有机具对棉秆的拔取十分困难。为此,设计一种共轴反转橡胶辊棉秆起拔装置。该装置结构简单、可靠、操作难度低,为解决新疆棉田棉秆拔除回收难题提供了新颖的解决思路。

烟草风选输送振槽改进效果评价

为降低卷烟烟丝中的梗签含量,提高制丝车间叶丝风选机的在线梗签剔除能力,对叶丝风选前输送振槽进行了创新改进,分别以叶丝风选机的梗签剔除量、含签烟支率、整丝率、感官质量等对改进振槽进行效果评价,评价结果表明:相比原振槽,改进后叶丝风选梗签剔除量由36.31 kg提高至45.54 kg,含签烟支率由26%降低至18%,烟丝整丝率水平略低于对改进前烟丝整丝率水平。

整秆式甘蔗收获机剥叶断尾机构设计与试验

结合甘蔗自身材料特性及在剥叶运动过程中的受力分析,提出剥叶断尾机构采用三角形布局方式,以利于在剥叶过程中实现耙叶、剥叶和断尾的功能,并在剥叶断尾试验平台上进行了正交试验研究,得出了较优参数组合为:耙叶辊转速700 r/min、剥叶辊转速900 r/min、耙叶齿交错深度40 mm和剥叶刷交错深度30 mm。试验结果表明,此剥叶断尾机构具有较好的剥叶与断尾效果,从而验证了剥叶断尾机构的可行性。

小型甘蔗收获机喂入能力仿真与试验

针对丘陵地区甘蔗收获设计的一种小型整秆式甘蔗收获机，运用物流仿真软件FLEXSIM对甘蔗通过切割系统进行了虚拟仿真试验，试验表明增加切割系统的通道宽度和提高甘蔗的输送速度对防止甘蔗收获机出现堵塞具有显著影响，当物流系统的宽度一定时，提高小型甘蔗收获机的输送速度就显得尤为重要。通过多体动力学仿真软件ADAMS对甘蔗的输送速度进行了仿真，仿真结果表明通过增加甘蔗与螺旋的摩擦因数、增加主动喂人辊及在刀轴上增加橡胶可以提高甘蔗的输送速度。田间试验表明，采取上述措施提高了甘蔗被切断后的输送速度，减少了甘蔗头部受刀盘和固定在刀盘上螺旋反复打击的次数，提高了甘蔗的切割质量及降低了收获机出现堵塞的概率。甘蔗通过切割输送系统的时间由改进前的2～3s缩短为1．5s左右，甘蔗头部的完好率由改进前的17．8％提高到57．9％。

甘蔗收割机前进速度与切割器转速的匹配

甘蔗收割机的前进速度与根部切割器转速的匹配是确保收割机工作效率和切割质量的先决条件,同时也是确定甘蔗收割机各执行机构工作参数及其动力传动系统设计的重要理论依据之一。以华南农业大学自主研制的4ZZX-48型整秆式甘蔗收割机为研究对象,根据甘蔗的切割机理、圆盘切割器不漏割的条件和避免多刀切割的条件,分析收割机在收获过程中前进速度与切割器转速的相互匹配关系,并对甘蔗收割机的具体结构参数进行了计算和大田观察试验验证。结果表明:在保证根茬切割面质量(切割器转速大于500r/min)的条件下,收割机前进速度较快时,切割器的转速也应相应地较快,才能避免或减少多刀切割和漏割现象。

制种玉米父本整秆切除铺放机设计与试验

为了提高制种玉米生产管理的机械化水平,设计了一种父本整秆切除铺放机,主要由切割机构、茎秆输送机构和液压传动系统等组成。切割机构采用斜向无支撑旋转切割方式,根据玉米植株被完全切断的条件,结合设计的一字型刀片结构参数,确定了刀片的旋转角速度,通过刀片的运动分析,验证了刀片结构的合理性;茎秆输送机构采用装有长、短夹齿的回转输送链和压杆相互配合的方式,通过对输送过程中茎秆受力和输送链运动分析,得出了茎秆被牢固夹持并有序输送时的相关技术参数;留茬高度调节由升降油缸驱动平行四边行机构实现,刀片和输送链由负载敏感液压系统传动实现。田间试验表明,设计的制种玉米父本整秆切除铺放机性能稳定、可靠,切断率为100%,铺放整齐率达95%,满足了机械化父本切除作业的要求。

玉米整秸覆盖地小麦免耕播种技术初步研究

在玉米整秸覆盖条件下,在玉米行间免耕播种小麦是中国北方小麦、玉米一年两熟地区小麦免耕播种的一种全新方法。介绍了玉米整秸覆盖地小麦全免耕播种技术、所需机具、作业工艺、技术要点及试验结果。研究结果表明:该项技术及配套机具能够保证小麦免耕播种、施肥的农艺技术要求,且具有蓄水保墒效果;作业收费较传统的作业方式降低50%左右。具有省工、省力、省时、省钱、节能、增产、增收之功效;配套机具充分利用了农村小型拖拉机保有量多的特点,具有良好的推广应用前景。

我国整秆式甘蔗剥叶机械研究现状及思考

从关键技术、产业效益、农机农艺结合等方面对比分析了世界上各产糖大国的甘蔗收获机械化现状,并结合我国甘蔗生产条件,针对整秆式甘蔗剥叶机械,分析总结了前人的研究成果。对影响剥叶效果的各个因素及其优化结果做了系统性的阐述总结,指出了目前剥叶机械仍存在的主要问题,并对以后甘蔗剥叶机械的研究提供了参考意见。

甘蔗整秆剥叶关键技术与剥叶机理研究

甘蔗是我国主要的糖料作物,目前我国甘蔗机械化收获技术水平较低导致蔗糖生产成本较高;而剥叶关键技术研究是甘蔗机械化收获技术发展的关键环节之一。针对上述问题,分析了国内外关于甘蔗整秆剥叶关键技术与剥叶机理的研究现状,指出叶鞘剥离机理是甘蔗整秆剥叶关键技术研究的重点内容。同时,提出了3个拟解决的关键科学问题:①叶鞘的基本破坏强度和破坏形式以及叶鞘剥离机理;②剥叶元件对叶鞘的破坏作用机理及其运动状态方程与动力学模型;③基于叶鞘剥离机理理论的甘蔗整秆剥叶关键技术。

旱地玉米免耕整秸秆覆盖栽培的根际固氮生态效应

旱地玉米免耕整秸秆覆盖栽培的根际固氮生态效应史清亮，马玉珍，丁玉川（山西省农科院土壤肥料研究所，太原０３００３１）Ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｉｃｎ－ｆｉｘａｔｉｏｎＥｆｆｅｃｔｏｆＷｈｏｌｅＳｔａｌｋＭｕｌｃｈｉｎｇｏｎａＮｏｎ－ＴｉｌｌａｇｅｄＣｏｒｎＦ...

整秆式甘蔗收割机柔性夹持输送装置

华南农业大学研制的整秆式甘蔗收割机的两种柔性夹持机构,其中链轮张紧式夹持输送机构存在功率消耗大、链条所需张紧力大等问题。试验表明,在夹持力达到要求的情况下,应将张紧力保持在450～550N比较合适。圆弧轨道夹持输送装置,链条采用轨道支撑、将原输送线路中直角部分改为圆弧过渡、减小输送线长度。通过对新装置进行相关参数确定和试验测量表明,新设计能够在很小的链条张紧力下稳定工作,并且消耗功率明显小于原装置。

全秆红麻硫酸盐法模拟连续蒸煮的研究

进行了硫酸盐法模拟连续蒸煮实验,详细探讨了全秆红麻的制浆性能。结果表明,全秆红麻制浆可采用常规连续蒸煮工艺,适宜的制浆工艺条件为:用碱量20%(Na2O计),硫化度22%,液比1∶4;预浸温度为80℃,时间10 min,蒸煮最高温度为168℃,保温时间60 min,粗浆得率45.5%,卡伯值26.6,白度21.1%ISO,所制取的红麻浆具有较高的成浆强度。

适用于免耕播种的叶片式抛送装置的数值模拟

为了揭示全秸秆覆盖地免耕播种机中叶片式抛送装置流场分布情况及出料直管处气流速度的影响因素,应用FLUENT软件对抛送装置进行了数值模拟,在原模型的基础上,对不同的叶片数、叶片直径、叶片倾角和叶轮转速进行对比模拟。模拟结果表明:壳体内气流速度沿叶轮径向方向由内向外逐渐升高,圆形壳体出料口处左侧的气流速度较右侧高;4叶片内部速度矢量及A截面的气流速度分布较叶片数3和5均匀;抛送叶轮转速越高、叶片直径越大,A截面气流速度越高;叶片后倾10°,更有利于秸秆物料抛送。

整秆式甘蔗收获机蔗叶分离机构设计与试验

为了进一步降低整秆式甘蔗收获机的含杂率,满足糖厂对机械化收割甘蔗的含杂率要求,结合甘蔗在蔗叶分离过程中的受力分析,对甘蔗起主要支撑作用的剥叶辊、输出辊及除杂辊进行布局安装,避开了蔗叶分布范围,以利于实现较高的除杂率。通过在试验平台上进行的正交试验研究,得出了该蔗叶分离机构的较优参数组合:刷片形状为20mm梳齿型,除杂辊与甘蔗交错深度0mm,除杂辊转速140 r/min。试验结果表明:此蔗叶分离机构具有较好的蔗叶分离效果,从而验证了蔗叶分离机构的可行性。

提高整秆式甘蔗收割机喂入速度的仿真试验及改进效果

为改善与企业合作开发的整秆式甘蔗收割机样机的作业效果,在三维设计软件UG中建立了甘蔗收割机切割及输送系统的虚拟样机模型,并导入多体动力学仿真软件ADAMS中,分别在切割系统前方增加一级主动喂入辊,在螺旋提升机构外表面上包裹表面粗糙的橡胶,以及在随刀轴旋转的套筒上安装橡胶拨块等状态下,对甘蔗通过切割系统的速度进行了虚拟仿真试验。结果表明,改进后,可提高切断后甘蔗向后的输送速度,降低甘蔗在输送过程中出现堵塞的概率。田间试验表明,改进后样机收获的甘蔗头部完好率由28.76%提高到54.51%,含杂率由4.20%降低至2.67%,生产效率由5.66 t/h提高至7.61 t/h。

APSP棉秆白浆和ASP本色棉皮、棉秆化机浆的研制

介绍了APSP去皮棉秆白浆,ASP本色棉皮、去皮棉秆和全棉秆化机浆研制的流程、工艺条件和结果。APSP去皮棉秆(原)浆的白度达73%,可配抄新闻纸、文化用纸、生活用纸和白纸板;ASP棉皮化机浆的质量达到强韧纸浆的质量要求;ASP去皮棉秆化机浆和ASP全棉秆化机浆能满足高强瓦楞原纸、箱纸板等纸种的质量要求。APSP法(含ASP)制浆具有用途广、省电、投资少、运行费用低和全套设备国产化等优点。

红麻全秆硫酸盐法制浆工艺的优化

介绍红麻全秆硫酸盐法间歇蒸煮的实验室研究及中试生产试验。结果表明,优化的红麻全秆硫酸盐法制浆工艺条件为:用碱量18%(Na2O计),硫化度25%,温度165℃,保温时间2h。生产试验结果与实验室结果相吻合,红麻全秆可以在常规的草类制浆线上正常生产。生产纸浆的粗浆得率为45%,卡伯值为22。此外,蒸煮黑液的碱回收是可行的。

预处理改进全棉秆化学法制浆的研究

对预处理改进全棉秆化学法制浆进行了研究。结果表明,与常规法相比较,对原料进行浸渍-挤压预处理可改善成浆的漂白性能和去尘埃效果,但强度性能有所降低,尤其是耐折度;对于不同的蒸煮方法,KP法制浆有较好的除尘埃效果;AQ的加入对除尘埃作用较小;ASAQ浆较NaOH-AQ卡伯值高,但由于其未漂浆颜色浅,其漂后浆白度仍与NaOH-AQ浆相接近,二者的尘埃度差别也较小。