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，首先遇到的問題是其自身密度低，不便于收集、運輸、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)濟價值。
　　 首先

2、，完成了碎玉米秸稈卷壓試驗臺的設(shè)計與組建。碎玉米秸稈卷壓試驗臺主要由動力裝置、電控裝置、青貯圓捆機、測試系統(tǒng)四部分組成。電動機為青貯圓捆機提供動力；電控裝置主要包括變頻器和開關(guān)電路，控制開機和關(guān)機以及電動機轉(zhuǎn)速；青貯圓捆機作為卷壓試驗裝置；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、計算機等，軟件主要有自行設(shè)計的LabVIEW虛擬儀器試驗測試軟件和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，還對傳動軸、倉門連接件、圓捆機底座等進(jìn)行了設(shè)計和改裝，使試驗臺運轉(zhuǎn)可靠，滿足了試驗要求。
　　 其次，設(shè)計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。通過分析秸稈含水率、飼草喂入量、擠草輥轉(zhuǎn)速對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。采用對試驗數(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理，并在試驗中驗證了卷壓方式下擠草輥轉(zhuǎn)速對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，并從理論和試驗兩個方面進(jìn)行了分析驗證。依據(jù)本構(gòu)方程，通過對試驗數(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，對提高卷壓效率和成捆質(zhì)量具有