碎玉米秸稈卷壓特性的研究

【摘要】： 近年來(lái),由于我國(guó)各地草原不同程度的退化及畜牧業(yè)的快速發(fā)展,飼草短缺的問(wèn)題日益嚴(yán)重,牲畜冬季缺草現(xiàn)象尤為突出。玉米秸稈含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是優(yōu)質(zhì)的粗飼料資源。在我國(guó)農(nóng)村,玉米秸稈作為牲畜飼料已有悠久的歷史,在開(kāi)發(fā)利用玉米秸稈做牲畜飼料時(shí),首先遇到的問(wèn)題是其自身密度低,不便于收集、運(yùn)輸、貯存,導(dǎo)致利用率低。通過(guò)壓縮提高密度是解決這一問(wèn)題的有效途徑,玉米秸稈壓縮后可以為下一步的開(kāi)發(fā)利用及流通創(chuàng)造有利的條件,提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 首先,完成了碎玉米秸稈卷壓試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與組建。碎玉米秸稈卷壓試驗(yàn)臺(tái)主要由動(dòng)力裝置、電控裝置、青貯圓捆機(jī)、測(cè)試系統(tǒng)四部分組成。電動(dòng)機(jī)為青貯圓捆機(jī)提供動(dòng)力;電控裝置主要包括變頻器和開(kāi)關(guān)電路,控制開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速;青貯圓捆機(jī)作為卷壓試驗(yàn)裝置;測(cè)試系統(tǒng)包括扭矩測(cè)試系統(tǒng)和卷壓力測(cè)試系統(tǒng),包括硬件和軟件兩部分,硬件主要有扭矩傳感器、放大器、應(yīng)變片、靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)等,軟件主要有自行設(shè)計(jì)的LabVIEW虛擬儀器試驗(yàn)測(cè)試軟件和XL3403G高速靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試數(shù)據(jù)采集分析軟件,以完成試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、處理和保存。為了安裝扭矩傳感器、測(cè)力拉環(huán)等,還對(duì)傳動(dòng)軸、倉(cāng)門(mén)連接件、圓捆機(jī)底座等進(jìn)行了設(shè)計(jì)和改裝,使試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,滿足了試驗(yàn)要求。 其次,設(shè)計(jì)了碎玉米秸稈在不同含水率、不同喂入量、不同擠草輥轉(zhuǎn)速下的卷壓成捆正交試驗(yàn)。通過(guò)分析秸稈含水率、飼草喂入量、擠草輥轉(zhuǎn)速對(duì)草捆成捆卷壓力和卷壓功率消耗的影響,確定了諸因素影響的顯著性及其主次關(guān)系。采用對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性擬合的方法,建立了碎玉米秸稈卷壓過(guò)程卷壓力與成型密度的回歸模型,同時(shí)找到了卷壓力隨秸稈含水率的增大呈非線性減小的規(guī)律。依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,在分析碎玉米秸稈卷壓成型原理的基礎(chǔ)上,初步揭示了卷壓方式下碎玉米秸稈的壓縮與成型機(jī)理,并在試驗(yàn)中驗(yàn)證了卷壓方式下擠草輥轉(zhuǎn)速對(duì)功率消耗幾乎沒(méi)有影響,可以通過(guò)增加擠草輥轉(zhuǎn)速來(lái)提高作業(yè)效率的分析結(jié)論。為碎玉米秸稈卷壓工藝的優(yōu)化提供了依據(jù)。 第三,通過(guò)對(duì)卷壓力與卷壓密度的回歸分析,以及卷壓力與秸稈含水率關(guān)系的研究,建立了全含水率下的二元卷壓壓縮方程。根據(jù)碎玉米秸稈卷壓過(guò)程中應(yīng)力、應(yīng)變變化的基本特征,采用流變學(xué)基本模型元件相組合的方法,建立表征碎玉米秸稈卷壓流變特性的廣義麥克斯威爾模型,推導(dǎo)得出了本構(gòu)方程,并從理論和試驗(yàn)兩個(gè)方面進(jìn)行了分析驗(yàn)證。依據(jù)本構(gòu)方程,通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸擬合,得到了草捆應(yīng)力松弛模型及其參數(shù),分析了含水率、喂入量以及擠草輥轉(zhuǎn)速對(duì)模型參數(shù)和應(yīng)力松弛效果的影響,提出了改善應(yīng)力松弛狀態(tài)的途徑,對(duì)提高卷壓效率和成捆質(zhì)量具有理論指導(dǎo)作用。 論文的主要研究成果,為碎玉米秸稈卷壓設(shè)備的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和成捆工藝的優(yōu)化提供了理論依據(jù),將對(duì)相關(guān)物料的加工特性、方法以及技術(shù)手段開(kāi)展深入的研究,進(jìn)一步加快農(nóng)業(yè)纖維物料的生態(tài)高效利用起到積極的推動(dòng)作用。 【關(guān)鍵詞】：碎玉米秸稈 青貯打捆 壓縮特性 流變規(guī)律
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：S816
【目錄】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 課題研究的目的意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 課題的主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.4 研究方法與技術(shù)路線20-21
• 1.4.1 研究方法20
• 1.4.2 技術(shù)路線20-21
• 1.5 本章小結(jié)21-22
• 2 碎玉米秸稈卷壓試驗(yàn)臺(tái)的組建22-41
• 2.1 總體設(shè)計(jì)方案22-23
• 2.2 試驗(yàn)用圓捆機(jī)的改裝23-26
• 2.2.1 軸承選型23-24
• 2.2.2 帶輪軸設(shè)計(jì)24-25
• 2.2.3 底座設(shè)計(jì)25
• 2.2.4 底座連接架設(shè)計(jì)25-26
• 2.3 聯(lián)軸器選型與扭矩傳感器安裝26-27
• 2.4 卷壓力測(cè)試方法27-29
• 2.4.1 倉(cāng)門(mén)拉環(huán)設(shè)計(jì)27-28
• 2.4.2 電阻應(yīng)變片的粘貼28-29
• 2.5 卷壓力測(cè)試系統(tǒng)29-32
• 2.5.1 系統(tǒng)組成與特點(diǎn)29-30
• 2.5.2 系統(tǒng)調(diào)試與參數(shù)設(shè)置30-32
• 2.6 扭矩信號(hào)采集系統(tǒng)32-40
• 2.6.1 系統(tǒng)硬件32-36
• 2.6.1.1 AKC-205 型扭矩傳感器33-34
• 2.6.1.2 TS-2 放大器34
• 2.6.1.3 PCI-1710HG 數(shù)據(jù)采集卡34-35
• 2.6.1.4 PCL-10168 屏蔽電纜35
• 2.6.1.5 ADAM-3968 接線端子板35-36
• 2.6.2 系統(tǒng)軟件36-38
• 2.6.2.1 LabVIEW 軟件36
• 2.6.2.2 PCI-1710HG 驅(qū)動(dòng)軟件36-38
• 2.6.3 測(cè)試程序開(kāi)發(fā)38-40
• 2.7 本章小結(jié)40-41
• 3 碎玉米秸稈卷壓試驗(yàn)41-50
• 3.1 圓捆機(jī)簡(jiǎn)介41-43
• 3.1.1 圓捆機(jī)類(lèi)型41
• 3.1.2 圓捆機(jī)成型原理41-42
• 3.1.3 新型圓捆機(jī)42-43
• 3.2 試驗(yàn)設(shè)備及其主要參數(shù)43-44
• 3.3 試驗(yàn)材料44-45
• 3.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)45-47
• 3.5 卷壓過(guò)程分析47-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 4 試驗(yàn)結(jié)果分析與壓縮特性研究50-64
• 4.1 碎玉米秸稈基本特征50
• 4.2 試驗(yàn)結(jié)果的方差分析50-57
• 4.2.1 最大卷壓力50-52
• 4.2.2 草捆密度52-54
• 4.2.3 功率消耗54-57
• 4.3 壓縮規(guī)律及其建模57-61
• 4.4 卷壓密度與功率消耗61-62
• 4.5 本章小結(jié)62-64
• 5 碎玉米秸稈流變特性的研究64-73
• 5.1 卷壓流變模型64-69
• 5.1.1 碎玉米秸稈流變特性64-65
• 5.1.2 流變模型建立65-68
• 5.1.3 流變模型驗(yàn)證68-69
• 5.2 應(yīng)力松弛模型69-71
• 5.3 本章小結(jié)71-73
• 6 結(jié)論與展望73-74
• 6.1 結(jié)論73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-83
• 致謝83-84
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況84

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草捆青貯    

太陽(yáng)能熱氣干燥草捆    王曉明;

不袋裝的大草捆青貯法    鞏建峰;

MKJ-1型高密度牧草捆包機(jī)    張?jiān)隽?關(guān)政,鄭學(xué)忠,王志民,馮有善,劉玉蓮

海斯頓公司新系列牧草機(jī)械產(chǎn)品    馬肖洪;

半化學(xué)谷草漿的制造和無(wú)硫木素的回收,一種清潔和可盈利的方法    Enrique Escudero;秦文煥;

草產(chǎn)品生產(chǎn)加工國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展概況    韓建國(guó);楊富裕;玉柱;李志強(qiáng);王赟文;

牧草壓塊機(jī)組的研究及應(yīng)用    

牧草高密度壓捆機(jī)研制與開(kāi)發(fā)    孫國(guó)凱;樸在林;王忠良;王濱;周啟龍;

不同生態(tài)條件下適宜牧草品種的選擇、栽培、加工與利用    張玉發(fā);

不同裹包方式對(duì)紫花苜蓿青貯品質(zhì)的影響評(píng)價(jià)    荀桂榮;韓建國(guó);玉柱;

氧化鈣對(duì)高水分苜蓿草捆消化特性的影響    賈玉山;格根圖;尹強(qiáng);

牧草高密度壓捆機(jī)電液一體化裝置的研制與開(kāi)發(fā)    孫國(guó)凱;樸在林;王忠良;王濱;周啟龍;

苜蓿產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀    董寬虎;朱慧森;

大圓草捆的加工    

小方草捆的加工    陳曉丹

牧草收獲機(jī)械化技術(shù)規(guī)范    永濟(jì)市農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣站 趙永昌

青干牧草的貯藏    潘全山

苜蓿青貯技術(shù)    

苜蓿青貯技術(shù)    

草產(chǎn)品開(kāi)發(fā)前景好    陳仲祥

輸日稻草飽和蒸汽熱處理及監(jiān)管    遼寧出入境檢驗(yàn)檢疫局

草產(chǎn)品開(kāi)發(fā)前景看好    李曉

秋季牧草加工與調(diào)制技術(shù)    范寶柱

新鮮草物料壓縮過(guò)程的流變學(xué)研究    杜健民

苜蓿干草調(diào)制貯藏技術(shù)時(shí)空異質(zhì)性研究    尹強(qiáng)

天然防霉劑在草捆安全貯藏中的應(yīng)用研究    尹強(qiáng)

天然牧草草捆青貯適宜條件研究    劉亞紅

苜蓿青干草在調(diào)制和貯藏過(guò)程中的質(zhì)量變化規(guī)律研究    郭江澤

苜蓿草收貯工藝及裝備的試驗(yàn)研究    錢(qián)旺

碎玉米秸稈卷壓特性的研究    趙何

苜蓿草捆貯藏品質(zhì)調(diào)控方法研究    榮磊

玉米青貯打捆收獲機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)    包偉

基于試驗(yàn)基礎(chǔ)上高密度壓捆機(jī)液壓系統(tǒng)仿真分析研究    姚貴昌

玉米秸稈處理設(shè)備的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)    王鐵新

玉米秸稈整稈打捆青貯設(shè)備和關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)    程聯(lián)社