玉米秸秆皮穰分离机构的试验研究及机理分析

发布时间：2021-07-22 02:54

　　我国玉米秸秆年产量达到2.5亿吨之多,其中大量的玉米秸秆资源被就地焚烧,这不仅对环境造成极大的危害,也是对资源的巨大浪费。解决这一问题的关键是对玉米秸秆资源进行高效利用。玉米秸秆由外皮、穰和叶等基本部分组成,每一部分的化学成分相差较大,其中玉米秸秆外皮含有较高的木质素,可用于生产人造板等；穰和叶含有较丰富的糖和粗蛋白等养分,可用作饲料、生产纤维素乙醇等。由此可见,为了实现玉米秸秆的高效利用,进行玉米秸秆皮、穰、叶的有效分离非常必要。为此,本文在前期玉米秸秆茎叶分离研究的基础上,针对玉米秸秆皮穰叶分离中最难的皮与穰的分离进行了系统的试验研究和深入的理论分析,可为玉米秸秆皮穰分离机的设计与优化提供有效的技术支持,具有重要意义。本文主要研究内容及结论如下：（1）玉米秸秆外皮和穰的机械特性的试验研究。为了实现玉米秸秆皮和穰有效分离,秸秆外皮和穰的机械特性的研究对于分离机的设计、作业参数的选择有着至关重要的作用。本文对玉米秸秆外皮和穰的拉伸和剪切特性分别进行了试验研究,建立了玉米秸秆外皮的抗拉强度随取样高度、含水率之间变化规律的回归模型,试验结果表明,玉米秸秆根部外皮的抗拉强度较大,稍部外皮的抗... 

【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：126 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 课题研究的意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文主要的研究内容及方法
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
    1.4 预期成果
    1.5 本章小结
2 玉米秸秆皮和穰特性研究
    2.1 秸秆外皮拉伸和剪切特性研究
        2.1.1 材料与方法
        2.1.2 试验设计
        2.1.3 试验结果与分析
        2.1.4 结论
    2.2 秸秆穰的拉伸和剪切特性研究
        2.2.1 材料与方法
        2.2.2 试验设计
        2.2.3 试验结果与分析
        2.2.4 结论
    2.3 秸秆穰剪切功试验
        2.3.1 剪切过程分析
        2.3.2 切断力分析
        2.3.3 挤压变形阶段作用力分析
        2.3.4 材料与方法
        2.3.5 试验结果与分析
        2.3.6 结论
    2.4 本章小结
3 玉米秸秆皮穰分离试验
    3.1 玉米秸秆剥穰试验
        3.1.1 玉米秸秆皮穰叶分离机简介
        3.1.2 皮穰分离试验台设计
        3.1.3 材料和方法
        3.1.4 结果与讨论
        3.1.5 结论
    3.2 玉米秸秆剥穰功耗试验
        3.2.1 材料和方法
        3.2.2 秸秆皮穰分离能耗的计算
        3.2.3 结果与分析
        3.2.4 结论
    3.3 本章小结
4 基于高速摄像的剥穰机理分析
    4.1 皮穰分离过程运动分析
        4.1.1 运动轨迹方程
        4.1.2 剥穰刀的剥穰速度
        4.1.3 穰颗粒的形状和尺寸
        4.1.4 剥穰深度
        4.1.5 剥穰节距
        4.1.6 剩余高度
    4.2 皮穰分离过程受力分析
    4.3 穰颗粒运动轨迹理论分析
    4.4 基于高速摄像的穰颗粒运动轨迹验证
        4.4.1 高速摄像系统简介
        4.4.2 不同转速下穰颗粒运动轨迹分析
        4.4.3 剥穰刀旋转对穰颗粒运动的影响及改进
    4.5 本章小结
5 玉米秸秆皮穰叶分离机设计与试验
    5.1 玉米秸秆皮穰分离机总体设计
    5.2 除叶机构
        5.2.1 喂入对辊及其设计
        5.2.2 Ⅴ齿除叶对辊
        5.2.3 板齿除叶对辊
    5.3 切割辊与展开部件
    5.4 皮穰分离机构设计
        5.4.1 压平对辊设计
        5.4.2 剥穰部件设计
        5.4.3 输出对辊设计
    5.5 样机试验
    5.6 本章小结
6 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米秸秆皮瓤叶分离机械皮瓤分离机理研究[J]. 于克强,王德福.  农机化研究. 2013(10)
[2]小麦秸秆的抗拉特性试验研究[J]. 杨北方,刘进方,邵长松,李祥付,李保谦.  农业装备与车辆工程. 2013(02)
[3]玉米秸秆皮拉伸和剪切特性试验[J]. 陈争光,王德福,李利桥,单瑞霞.  农业工程学报. 2012(21)
[4]玉米秸秆剥穰机构参数优化[J]. 王德福,陈争光,于克强.  农业机械学报. 2012(10)
[5]卧辊式玉米秸秆调质装置调质功耗试验[J]. 董欣,刘立意,李文哲,李紫辉,张影微,张鸿琼.  农业机械学报. 2012(S1)
[6]玉米秸秆揉碎机整秆输送喂入装置的设计[J]. 黄若忱.  当代农机. 2012(09)
[7]小麦秸秆剪切力学性能的测试[J]. 李小城,刘梅英,牛智有.  华中农业大学学报. 2012(02)
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博士论文
[1]2BMFJ-3型麦茬地免耕覆秸大豆精密播种机的研究[D]. 王汉羊.东北农业大学 2013
[2]玉米秸秆主要组分的气流分离及模压成型流变特性研究[D]. 杨中平.西北农林科技大学 2011
[3]复合材料层板高速冲击损伤研究[D]. 古兴瑾.南京航空航天大学 2011
[4]高速铣削稳定性及加工精度研究[D]. 宋清华.山东大学 2009
[5]羊草可压缩性及其应力松弛特性的虚拟样机分析研究[D]. 王洪波.内蒙古农业大学 2007
[6]秸秆切割破碎与揉切机刀片耐用性试验研究[D]. 孟海波.中国农业大学 2005
[7]高速摄像目标提取跟踪系统研究与应用[D]. 李丽勤.中国农业大学 2004

硕士论文
[1]秸秆揉碎机喂入装置设计及性能试验研究[D]. 刘刚.内蒙古农业大学 2009
[2]玉米秸秆废弃物在制浆造纸领域中的应用[D]. 陈洪雷.山东轻工业学院 2008
[3]玉米秸秆板加工特性试验研究[D]. 赵一兵.吉林农业大学 2005
[4]玉米秸秆茎叶分离机理试验研究[D]. 高梦祥.西北农林科技大学 2001



本文编号：3296292