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玉米秸秆皮穰分离机械的叶片剥离机理的实验研究【中文3309字】
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中文3309字
玉米
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玉米秸秆皮穰分离机械的叶片剥离机理的实验研究【中文3309字】,中文3309字,玉米,秸秆,分离,机械,叶片,剥离,机理,实验,试验,研究,钻研,中文
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【中文3309字】应用力学与材料Vol. 302（2013）pp 494-498自2013年2月13日在线提供（2013）Trans Tech Publications，Switzerland doi：10.4028 / / AMM.302.494玉米秸秆皮穰分离机械的叶片剥离机理的实验研究于克强黑龙江省科学技术学院机械工程学院，哈尔滨150030关键词：玉米秸秆;分离机械;剥叶机制摘要：为了确定玉米茎茎叶分离机制的皮穰叶片分离机构的结构和参数，本文采用自行设计的剥叶设备对皮穰果肉分离机械的关键机理-叶片剥离机理进行了试验。针对叶片剥离机理的结构和运动的优化参数，采用三因子二次旋转正交组合的实验方法，并在实验中应用两个评价指标。通过实验，得到了合适的结构和运动参数如下，剥离辊的转速为9211224rpm。剥叶齿板间隙为36.841.5mm。玉米秸秆的含水量为44.965。玉米秸秆占中国农作物秸秆的27.39，占可收集作物秸秆资源的46，但综合利用率较低仍处于低效利用阶段，大部分玉米秸秆仅仅是加工利用。玉米秸秆是一种丰富的可再生资源，由皮穰，果肉，叶子三部分组成。皮穰富含纤维素和木质素，是纸张和建筑材料的优质廉价原料;叶片和果肉含有丰富的蛋白质，淀粉，脂肪和半纤维素等优质食草动物饲料，也可用于生产木糖，栽培食用菌具有广阔的应用前景1,2,3,4。因此，如果玉米秸秆的各种成分能够实现其相应的用途，使部分能够充分利用每一种，将有利于资源的有效利用，保护环境，提高农民收入，从而创造巨大的收益社会和经济价值。因此，玉米的皮穰，果肉和叶子分离是很重要的。针对我国玉米秸秆皮穰叶片分离机械的研究现状，研究开发高效玉米秸秆皮穰叶片分离机械，本文主要研究了叶片剥离机理试验女性的关键机构。测试装置和测试准备试验装置.在预测试的基础上，设计了二次剥离工艺，即剥叶工作的两个剥叶装置。该研究设计的叶片剥离试验装置如图1所示。1-控制台; 2 -进料口; 3 -导向口; 4叶剥离齿; 5 -板齿; 6 -齿条; 7 -电机图1玉米秸秆剥叶设备的配置叶片剥离机构是由两排相对旋转的叶片剥离齿辊（叶片剥离齿辊安装板齿：强度优势，能抵抗冲击，不易弯曲），结构如图1所示。剥离齿辊由主轴，托盘，齿组成，其结构示意图如图2所示。剥离齿辊安装板齿，其长度为77mm厚度为6mm，宽度为89,87,84,81.79mm五种，板齿设计为锯齿形。通过螺栓与托盘连接的板齿，与托盘中心相邻的两个板的托盘为120mm。1.剥皮辊; 2.水平牙; 3.平板牙; 4.托盘; 5个玉米秸秆。图2剥叶齿辊的结构玉米秸秆从两个相邻的平板牙齿的间隙中走出，向平板的速度旋转，向叶片施加一个打击力，使茎与叶之间的连接部分断裂，实现茎叶的分离。剥皮齿辊由速度电机通过皮带驱动，每对剥皮齿轮依靠齿轮传动动力两个排叶剥皮齿通过链传动传递动力。试验材料和方法（1）测试材料东北农业大学香坊农场2011年10月收获玉米秸秆，随机样品直径均超过25mm，作为试验材料的研究，水分含量为15的65。（2）试验方法本研究采用二次正交旋转组合设计，采用三个因素进行试验。测试因素评估影响秸秆茎叶分离的因素有很多，茎秆直径，叶片在茎秆上的位置，秸秆的含水量，秸秆保存方式都会影响叶片的剥离。预试验分析，忽略了秸秆本身的一些因素，确定了叶片剥离齿的滚动速度n（rpm），相邻齿间距s（mm），秸秆茎叶的水分含量w（）为主要因子，叶片剥离率Y1作为指标进行了测试。叶片剥离率是指通过板齿和茎秆对叶片总质量的作用的叶片剥离质量的百分比。其测量方法如下：每组测试是五个平行测试，每个测试每个处理一个茎，每个测试以摆脱接近其质量的叶子称重。保留叶子的茎通过手工剥离称重质量，计算去除叶子占对于叶片总质量的百分比，测试结果的平均值是每次测试的叶片剥离率的五倍。计算方法如下：公式： - 叶片剥离率;D - 去除叶子的质量，/ g;Q - 每根茎叶片的总质量，/ g。测试安排.剥叶齿的转速为转速n（rpm），相邻板齿间距（mm）和茎杆茎叶含水量w（）为试验主要影响因素，叶片剥离率Y1为指标排列试验。因子水平编码如表1所示表1实验变量和级别级别 转速（X1）n（rpm）间距（X2）S（毫米）水分含量（X3）W（）-1.682 650 35 15-1 731 37 250 850 40 401 969 43 551.682 1050 45 65结果和分析叶片剥离率指标测试结果和分析.我们使用设计专家软件处理测试数据，得到叶片剥离率指数参数回归方程：回归方程方差分析表明F1 = 1.34 F0.01（9,13）= 4.19，所以方程式非常重要。（1）单因素对叶片剥离率的影响图3表明，当其他因素固定在0水平时，叶片剥离速率和旋转速度在凸抛物线关系上表现出次要的，随着旋转速度的增加，叶片剥离速率先减小然后增加，这是因为叶片剥离齿滚动随着速度的增加，板齿撞击茎叶的数量增加，打击力也逐渐增大，叶片剥离率逐渐增加，由于惯性，剥离叶片继续向后抛出测试平台。当速度超过限制数量时，秸秆转移向后速度增加，叶片，茎，茎上的板齿数量减少，导致一些茎叶未能与板齿接触然后通过叶片 - 剥离牙齿卷，叶片剥离率下降。叶片剥离率与板牙间距呈向下曲线关系。随着板齿间距的增加，叶片剥离率越来越低。这是因为在剥叶过程中，板牙的两侧与茎杆接触，对茎杆施加打击力，撕裂力施加在叶片上，当板齿对茎杆施加的力是大于茎杆之间的连接力，叶子被撕裂。如果板齿间距远大于杆直径，则接触的机会减少或彼此不接触，从而降低了板齿冲击能力，降低了叶片剥离速率。茎茎叶片的叶片剥离率水分含量率呈凹形抛物线关系。这是因为茎茎叶的水分含量不同，其表现出的机械特性也不同。先前对秸秆茎叶不同水分含量的机械试验表明，水分含量在3040之间，其抗冲击性和抗拉强度最大，随着含水率的增加，叶片性能的灵活性增加因此，当秸秆含水量在30-40范围内时，叶片剥离率最低;当水分含量增加时，叶片易被叶片撕裂，叶片剥离率增加;当茎叶含水量较少时，茎叶连接力相对较小，容易剥离叶片，叶片剥离率增加。（2）两个因素对剥叶率的影响本试验中两个因素相互作用对叶片剥离率的影响分别为叶片剥离齿辊速度和板齿间距，叶片剥离齿辊速度和茎杆水分含量，板齿间距和茎杆水分叶片剥离齿辊速度和板齿间距对叶片剥离率的影响较大，应用设计 - 专家软件绘制叶片剥离齿辊速度与板齿间距响应面图的相互作用叶片剥离率的两个指标之间的相互作用如图4所示。从图4可以看出，在-1到+1的条件下，当板齿间距固定在一定值时，随着速度的增加，叶片剥离率也显着增加，速度和剥离速度指数函数作为单调递增函数，当速度固定在一个值时，随着板齿间距的增加，叶片剥离率反而降低，间距和叶片剥离速率指数作为单调递减函数，这种一致性与叶片剥离率，影响的单一因素。试验分析从单因素和两个因素想要获得较高的叶片剥离率，叶片剥离齿辊速度值应为9211224rpm，相邻板齿间距值为36.841.5mm，茎茎叶含水量价值应在44.9至65之间图3单因子对叶片剥离的影响图4转速和间距对叶片剥离的影响测试摘要.根据测试要求的研究，叶片剥离率应该得到更高的价值。考虑所有因素，绘制适合以下值的各种测试因素：（1）剥叶牙辊速度当速度较高时，叶片剥离较大，当速度超过一定值时叶片剥离减少，考虑到每个指标，剥叶齿的滚动速度范围为9211224rpm。（2）板齿间距板齿间距对叶片剥离率有显着影响。间距转移小，可获得较高的剥叶率，考虑到各指标，板齿间距应为36.841.5mm。（3）茎秆含水量随着茎秆水分含量的增加，叶片剥离率首先降低然后增加，曲线的最低点在附近的0水平（40）。刚收获的玉米秸秆含水率约为60，考虑到各指标，秸秆含水率应为44.965。结论通过实验证实，玉米秸秆叶片剥离体制结构的实验设计简单可靠，操作简便，能有效分离秸秆茎叶，提高分离率，为后续加工奠定基础。根据秸秆茎叶分离处理质量要求，叶片剥离率作为调查指标综合评价玉米秸秆叶片剥离体制结构和运动参数，确定主要参数范围。在这项关于叶片剥离机理的研究中，牙齿间距是影响加工质量的最重要因素，只要选择合适的间距值，就能获得更高的剥叶率，实现茎的有效分离。树叶。试验推荐的相应操作参数：剥叶齿的滚动速度为9211224rpm，板齿间距为36.841.5m
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