秸稈纖維制取機原料供給系統(tǒng)的研究.pdf

1、秸稈是一種豐富的可再生資源。為提高秸稈的利用率及實現(xiàn)秸稈纖維的清潔制取，以農(nóng)作物秸稈為研究對象，研究設計D200秸稈纖維制取機的原料供給系統(tǒng)。原料供給系統(tǒng)主要包括原料的制備與喂料系統(tǒng)。喂料系統(tǒng)是為了保證纖維制取機原料供給的連續(xù)與穩(wěn)定。秸稈纖維制取機加工的原料為適度細碎化處理后的、含水率飽和（通常在80％以上）的農(nóng)作物秸稈，其物理特性與普通的粉粒狀物料有較大差異，市場上成型的喂料系統(tǒng)并不適用于秸稈物料。
　　 本文通過查閱大量文獻

2、，對國內(nèi)外秸稈綜合利用、秸稈纖維制取技術(shù)研究及供料系統(tǒng)的研究進行了闡述與分析，指出現(xiàn)存喂料系統(tǒng)存在的問題。結(jié)合秸稈纖維制取機的技術(shù)要求和實際工作情況，系統(tǒng)地開展了一系列基礎研究、試驗研究和結(jié)構(gòu)設計，完成的主要研究內(nèi)容和取得的主要成果如下:
　　 1、針對黑龍江主要農(nóng)作物秸稈（大豆、水稻和玉米）研究其預處理后的物理特性，包括滑動摩擦特性及堆積密度、堆積角，為秸稈原料供給系統(tǒng)設計提供依據(jù)。
　　 (1)以適度細碎化處理后的農(nóng)

3、作物秸稈含水率為試驗因素，以滑動摩擦角為目標函數(shù)，采用單因素試驗法，分別測量不同含水率農(nóng)作物秸稈與不同材料（鋼板和膠帆布平帶）間的滑動摩擦角，并分析其滑動摩擦特性。結(jié)果表明:隨著含水率的增大，大豆秸稈與鋼板間的滑動摩擦角呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢，在含水率為60％時，其與鋼板間的滑動摩擦角達到了最大值38.2°，大豆秸稈與膠帆布平帶的滑動摩擦角隨著含水率的增大而增大;水稻秸稈與鋼板的滑動摩擦角隨著含水率的增大而增大，與膠帆布平帶的滑動摩

4、擦角隨著含水率的增大而減小;玉米秸稈的滑動摩擦角隨含水率變化規(guī)律不顯著。三種農(nóng)作物秸稈與膠帆布平帶的滑動摩擦角均大于其與鋼板的滑動摩擦角。
　　 (2)通過測量，得到了大豆秸稈、水稻秸稈和玉米秸稈的堆積密度分別為23～29kg/m3，11～15 kg/m3和20～23kg/m3;三種秸稈的堆積角分別為56.7°，66.5°和53°。
　　 2、對農(nóng)作物秸稈原料的加工設備秸稈揉切機進行研究，針對其存在的加工后原料粒度小、物

5、料細碎等問題，對揉切機進行改進。去掉揉切機的動刀片與錘片，減少揉切機工作部件對秸稈的剪切與錘打作用，對比試驗結(jié)果表明，改進后的揉切機加工的秸稈粒度增大，滿足D200秸稈纖維制取機對原料形態(tài)的要求。
　　 3、采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗方法，得到了大豆秸稈、水稻秸稈的原料預處理工藝技術(shù)。
　　 (1)大豆秸稈含水率73％，喂入量210kg/h，揉切機主軸轉(zhuǎn)速處于930～1100r/min，揉切機加工后所得大豆秸稈原料粒度

6、處于70～85mm間;
　　 (2)水稻秸稈含水率11％，喂入量在64～96 kg/h間，揉切機主軸轉(zhuǎn)速處于1950～2000r/min，揉切機加工后所得水稻秸稈原料粒度處于100～140mm之間;
　　 由于還沒有對玉米秸稈纖維制取工藝做相關(guān)的研究，無法得知玉米秸稈原料粒度的最優(yōu)目標值，無法對參數(shù)進行優(yōu)化，但得到了玉米秸稈粒度關(guān)于轉(zhuǎn)速與喂入量之間的關(guān)系，可用做日后玉米秸稈原料預處理研究的參考。
　　 4、設計出

7、了與D200秸稈纖維制取機配套的喂料系統(tǒng)，利用CATIA軟件進行數(shù)字化建模和裝配，利用ANSYS軟件對關(guān)鍵部件進行模態(tài)分析，找出機架的固有頻率和振動模型，并計算出相對應的轉(zhuǎn)速，為試驗設計提供基礎參數(shù)，避開固有頻率附近的轉(zhuǎn)速，以避免共振現(xiàn)象的產(chǎn)生，保證喂入裝置穩(wěn)定工作。
　　 5、對試制的喂入裝置進行作業(yè)參數(shù)優(yōu)化試驗，得到了優(yōu)化后的工作參數(shù)，當轉(zhuǎn)速大于320r/min，對于粒度在40～80mm間的大豆秸稈皆能達到1～1.1t/h的