碎玉米秸稈卷壓特性的研究.pdf

1、近年來，由于我國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養(yǎng)物質(zhì)，是優(yōu)質(zhì)的粗飼料資源。在我國農(nóng)村，玉米秸稈作為牲畜飼料已有悠久的歷史，在開發(fā)利用玉米秸稈做牲畜飼料時(shí)，首先遇到的問題是其自身密度低，不便于收集、運(yùn)輸、貯存，導(dǎo)致利用率低。通過壓縮提高密度是解決這一問題的有效途徑，玉米秸稈壓縮后可以為下一步的開發(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

2、，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關(guān)電路，控制開機(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；測試系統(tǒng)包括扭矩測試系統(tǒng)和卷壓力測試系統(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)測試軟件和X

3、L3403G高速靜態(tài)應(yīng)變測試數(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、測力拉環(huán)等，還對(duì)傳動(dòng)軸、倉門連接件、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

4、擬合的方法，建立了碎玉米秸稈卷壓過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)功率消耗幾乎沒有影響，可以通過增加擠草輥轉(zhuǎn)速來提高作業(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

5、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