环模压块机成型工艺参数与水稻秸秆压块热值的相关性试验

基于立式环模压块机9JYK-2000A的压缩成型工艺,对水稻秸秆压块低位热值的优化进行了方案设计和结果分析.以主轴转速、成型温度和含水率为影响因子,成型压块的低位热值为试验指标,进行二次正交旋转组合试验.根据试验结果,建立了成型工艺参数与压块低位热值之间的定量关系模型,且对所建模型进行试验性验证,误差范围小于5%,可被用于后续的优化模型.结合回归分析法和响应面分析法,在Design-Expert8.0.6软件中对数据进行分析以及优化方案的设计,结果表明:立式环模压块机各成型工艺参数对秸秆压块低位热值的影响顺序依次是主轴转速、成型温度、含水率,且水稻秸秆压块最佳低位热值的模型指标为主轴转速175 r·min-1,温度138℃,含水率14.33%,可达最佳低位热值11 711 k J.     

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.     

玉米秸秆皮瓤叶分离机的设计与试验

针对现有玉米秸秆皮瓤叶分离机存在适应性、生产率和分离率较低等问题,设计了一种结构简单、可靠性高的玉米秸秆皮瓤叶分离机.该机主要由除叶、分展、剥瓤等机构组成,组合笛卡尔坐标系和极坐标方式设计除叶机构,组合切割剥瓤与下抛原理设计剥瓤机构,并利用其试验平台,以影响其分离性能的主要因素为试验因素,分别以除叶率、瓤残留率为评价指标进行正交试验.结果表明:当弹簧线径、喂入辊喂入线速度和除叶辊转速分别为1.4 mm,1 m·s~(-1)和700 r·min~(-1)时,除叶率可以控制在较优范围;当切刀数量、顶板与切刀间隙、剥瓤辊转速和切刀安装角度分别为6把,1.8 mm,780 r·min~(-1)和45°时,瓤残留率可以控制在较优范围.根据以上优化参数进行玉米秸秆皮瓤叶分离机的研制与试验,结果表明:除叶率为97.5%,瓤残留率为2.8%,且外皮完整,瓤粒均匀,满足玉米秸秆皮瓤叶分离机的作业要求.     

锤爪式捡拾粉碎装置的设计与试验

针对传统捡拾装置作业时漏拾率高、捆包含土量大、秸秆捆包里秸秆尺寸大等问题,设计了一种集捡拾、粉碎、滤土于一体的锤爪式捡拾粉碎装置.通过理论分析对装置的相关参数进行了设计,得到了影响其作业效果的主要因素及取值范围.通过Ansys-Workbench对装置进行了模态分析,确定了装置作业的稳定性.以捡拾辊转速、喂入口离地高度、作业速度为试验因素,以捡拾损失率、粉碎长度合格率为试验指标,进行正交试验L_9(3~4),考察试验因素对捡拾粉碎装置工作性能的影响.以最优水平组合进行了验证试验.结果表明:各因素对指标影响的主次顺序为捡拾辊转速、离地高度、作业速度;最优水平组合为捡拾辊转速2 200 r·min~(-1)、离地高度为175 mm、作业速度为4 km·h~(-1);捡拾损失率为0.34%,粉碎长度合格率为98.10%.     

氧化铝粉末成型规律的研究

在刚玉耐火材料生产中,以烧结氧化铝为骨料,本文研究了烧结氧化铝粉末的成型条件。试验是以燃烧氧化铝粉为原料,添加0.4％的碳酸镁粉,以0.7％的聚乙烯醇为粘结剂,混合料水分为15％～16％,在1×10~7Pa的压力下预压,混合料经预压后,将压块打碎再成型,成型压力为5×10~7～6×10~7Pa,压块落下强度大于3次,干压块密度为2g·cm~(-3)左右。随着压力的增加,压块强度和密度都提高。文中还对氧化铝粉成型的机理进行了讨论。     

烟秆粒度和喂入量对其压缩成型影响的试验研究

烟秆作为农业秸秆资源的一种,较其它秸秆,它木质化程度较高,是一种半木本化的非木材植物纤维原料。为便于对烟秆等秸秆资源的综合利用,工程上通常采用先粉碎后压缩的方式进行预处理。本文,以烟秆粒度大小和喂入量为试验因素,分析研究了烟秆颗粒压缩成型的影响规律,可为烟秆颗粒的最佳压缩成型提供借鉴依据。由试验结果可知,基于不同粒度大小试验下,中粒值(10～20 mm)的烟秆颗粒压缩后,松弛密度居中,松弛比最小;基于不同喂入量试验下,喂入量为2 kg时,烟秆颗粒的最终压缩密度最小,但烟秆颗粒的松弛密度居中,松弛比也是最小。     

水稻整株秸秆还田机功耗影响试验

为研究1ZT-210型水稻整株秸秆还田机前进速度、刀辊转速、埋草弯刀的安装角对功耗的影响规律,通过三元二次正交旋转组合设计进行试验,并采用遥测技术对功率进行数据采集,得到各单因素与两两因素交互作用对功耗影响的变化曲线和回归方程,并得到当机器前进速度为1.3 km/h、刀辊转速为213 r/min、安装角为55°,功耗最小为10.56 kW.试验通过因素组合达到降低功耗的效果,结果为整机的改进设计提供理论参考.     

甘蔗联合收割机剥叶装置的性能试验和参数优化

为了确定甘蔗联合收割机剥叶装置主要参数对性能指标的影响规律,利用自制的剥叶装置试验台,采用二次通用旋转组合试验设计方法,以各辊(喂入辊、第1级剥叶辊、第2级剥叶辊、输出辊)转速为试验因素,以甘蔗未剥净率、蔗茎合格率为试验指标,完成了室内物理模拟试验。并对试验数据进行数理统计分析,初步研究了剥叶性能影响机理。试验得到影响剥叶装置性能的最佳参数组合,为甘蔗联合收获机械的设计提供了试验依据。     

农林废弃物冷压成型过程热特性分析

针对生物质颗粒冷压成型过程,选取三种常见农林废弃物(木屑、小麦秸秆、玉米秸秆)进行压缩试验,分析含水率、温度及不同压力条件对原料和压缩过程中压块热特性所产生的影响.研究发现:随着含水率的提高,压块导热系数也随之增大,其增加规律基本呈线性变化;相对于木屑,小麦秸秆和玉米秸秆导热系数受温度影响较小,但仍随着温度的升高而升高,而低温(30~60℃)下木屑导热系数受温度影响较大;随着压力的增大,木屑与秸秆压块的导热系数均呈上升趋势,且木屑的导热系数变化较大;各生物质原料及压块的比热容随着含水率的提高均有较大幅度提高,秸秆及其压块受含水率影响更为明显.     

谷子半喂入脱粒装置试验

利用谷子半喂入脱粒装置试验台,以脱不净率为指标进行了滚筒转速的单因素试验;以滚筒碾压段接料籽粒质量分数和杂余籽粒率为指标,进行了碾压辊状态的对比试验。在此基础上,以脱粒损失率、含杂率和杂余籽粒率为指标,进行了滚筒转速、脱粒间隙、凹板筛条间隙的正交试验和回归试验,优化得到该半喂入脱粒装置的最优参数组合。在试验条件下,当碾压辊可转动、滚筒转速为620 r/min、脱粒间隙为12.5 mm、凹板筛条间隙为9 mm时,脱粒损失率和含杂率分别达到0.91%和10.91%。     

小麦秸秆粉碎装置的粉碎性能试验分析

秸秆粉碎装置是秸秆还田机的主要工作部件,本文利用自行设计的秸秆粉碎试验台,以壳体包角、刀辊转速、动定刀间隙为三个试验因素,以粉碎质量、粉碎功耗为试验指标,对小麦秸秆进行了粉碎试验,建立了粉碎质量和粉碎功耗的数学模型,分析了粉碎装置结构、运动参数对粉碎质量、粉碎功耗的影响规律,优化确定了粉碎装置的最佳结构和运动参数,为秸秆还田机提供了依据。     

转子自适应主动平衡算法及电磁平衡头单盘平衡试验

为了实现转子不停机平衡,研究了一种自适应主动平衡算法。基于单平面影响系数平衡方程,通过引入增益因子提高平衡迭代过程稳定性,并引入遗忘因子实现影响系数在线估计,构建了单平面在线自适应平衡算法的数学模型。为验证所提出的平衡算法的有效性,设计了一种含有永磁体的电磁圆环形主动平衡头,通过线圈电磁场与永磁体间的磁力作用驱动配重盘步进转动,依靠磁阻最小原理自锁。针对所设计的电磁平衡头,提出了一种单盘转动平衡策略,对平衡补偿量相位进行了校正。开展了不同不平衡量和转速下电主轴主动平衡试验,获得了平衡过程的时域波形、振幅下降率、平衡步数和配重盘终位置。试验结果表明:不平衡量为24.59g·cm∠180°时振幅降低42.65%,不平衡量为24.59g·cm∠285°时振幅降低37.8%;转速为2 400r·min~(-1)时振幅降低40%,转速为3 000r·min~(-1)时振幅降低60%。研究结果证明了所提出的平衡算法和装置是可行、有效的。     

梳齿式采棉机籽棉清理装置的设计与性能试验

籽棉清理装置是梳齿式采棉机的关键部件之一,针对目前梳齿式采棉机工作性能不稳定,清杂后籽棉含杂率高等问题,设计了一种与梳齿式采棉机配套使用的籽棉清理装置,分析了该装置的结构和工作原理,进行了参数优选的田间性能试验,得出影响籽棉清理装置性能指标的主次因素为:锯齿辊转速刷棉辊转速刺钉辊转速2刺钉辊转速1,各参数最优组合为:刺钉辊1转速393 r/min,刺钉辊2转速365 r/min,锯齿辊转速328 r/min,刷棉辊转速668 r/min,在此条件下籽棉含杂率降低至12.8%。     

转速对SUFR系统释磷效果以及流态特性的影响

就转速对螺旋升流式反应器系统厌氧释磷以及流态特性的影响进行试验研究.试验过程中,当转速从30～40 r·min-1增加到 90 r·min-1时,厌氧区平均释磷浓度从27.5 mg·L-1小幅增加到 29.8 mg·L-1,然后减少到13 mg·L-1.研究结果表明:转速为40 r·min-1时,厌氧释磷效果最佳;转速对聚磷菌(PAOs)与聚糖菌(GAOs)的竞争产生了影响,进而影响了厌氧区释磷的代谢水平;不同转速时流态变化趋势与厌氧释磷效果变化趋势相一致;而与厌氧释磷代谢水平相关的参数αPAO以及反应速率常数k与流态之间的关系均呈现良好的线性关系.这说明转速对厌氧释磷影响的关键环节是转速的变化引起了反应器流态特性的变化.     

稻草秸秆压缩研究及制粒机械设计

稻草秸秆是一种丰富的再生资源,但稻草秸秆属于粘弹性生物物料,自身密度小,不利于运输和储存,影响其深加工或二次开发利用.而秸秆压缩燃料由于具有很高的压缩比,方便运输和储存,同时改善了生物质燃料的燃烧性能,提高了生物质资源的利用效率.文章研究了稻草秸秆纤维物料的压缩特性、生物质成型机理及影响成型因素,总结出了一种较好的稻草秸秆压缩成型的工艺条件及工艺流程.基于生物质压缩成型技术,设计了一种平模压缩制粒机械,并对不同粒度、不同压力条件下的秸秆进行了压缩制粒成型试验.实验结果表明该制粒机械,能降低能耗、减少磨损,有着较高的生产率.     

组合式排种器的设计与试验

针对传统机械式排种器工作时取种部件难以更换等问题,通过理论分析法确定排种器关键部件的结构参数,设计一种组合式的排种器.采用EDEM离散元软件,完成以排种器转速、型孔直径、型孔深度为影响因子的通用正交旋转组合试验,运用Design Expert 8.0.6软件对试验数据进行分析,得到各影响因子与排种性能指标之间的回归模型,同时基于回归模型进行目标参数优化,确定最佳组合参数.结果表明:当排种轮转速为40.38 r·min~(-1),型孔直径为9.94 mm,型孔深度为8.47 mm时,预测合格率为96.24%,在此基础上进行排种器台架试验,验证了仿真结果的准确性.     

新型油菜秸秆成型燃料成型工艺参数优化

为了提高油菜秸秆和造纸污泥两种废弃物的能源化利用效率,对掺入造纸污泥的油菜秸秆进行冷压成型。从污泥含量、成型压力、含水率和秸秆粒径四个方面对新型油菜秸秆成型燃料的物理性能进行测试,并以抗压强度作为衡量指标。通过单因素分析确定因素试验范围,再利用响应面法对试验结果进行分析。结果表明因素的影响主次顺序为成型压力含水率秸秆粒径污泥含量,新型油菜秸秆成型燃料的最佳成型工艺参数是:污泥含量25%,成型压力80 k N,含水率15%,秸秆粒径1 mm,这样可使成型燃料的抗压强度达到0. 206 k N。     

玉米收获机摘穗装置运动参数特性研究

玉米割台是玉米收获机械的主要工作部件,通过输送带前进,将夹持在支架上的玉米秸秆,喂入自行设计的玉米割台来模拟机车前进.首先做了拨禾链对偏距及车速的适应试验,然后又进行了校正实验及链速对摘辊转速的适应试验.通过对实验数据的分析得到了各参数对指标的影响规律,为玉米割台的制作提供了运动参数的理论依据.     

立式茎秆还田机切碎性能影响因素的研究

利用设计的模拟田间作业的立轴式玉米茎秆还田装置实验台,研究了行进速度、刀盘转速、喂入位置、玉米茎秆直径等因素对切碎效果的影响.研究结果表明:该立轴式玉米茎秆还田机在所需的拖拉机的行进速度为0.6~0.8m/s、动刀盘的转速为1550~1600r/min、茎秆的喂入位置靠近定刀部位时的切碎效果较好.     

玉米秸秆调质装置的试验

为便于玉米秸秆的快速干燥回收,需对摘穗后的玉米秸秆进行压裂、破节等调质处理。本文通过对背负式玉米收获机的结构分析,确定了与其配套的调质装置,并以玉米秸秆含水率变化为试验指标,以调质辊间隙和调质辊转速为试验因素进行了双因素试验,找出最优参数组合,为玉米收获机械扩展秸秆调质功能提供了参考依据。