發(fā)布時(shí)間：2020-06-01 18:53

【摘要】：秸稈資源是重要的可再生能源,其具有相當(dāng)可觀的開發(fā)和利用價(jià)值。近些年來(lái),一方面,畜牧業(yè)發(fā)展迅速,飼料需求量加大;另一方面,大量農(nóng)作物秸稈被焚燒,導(dǎo)致環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重,出現(xiàn)了大量的霧霾,使得人、牲畜、環(huán)境之間的矛盾加劇。因此,秸稈資源的回收和利用具有重要的社會(huì)意義和生態(tài)意義。目前,國(guó)內(nèi)的打捆機(jī)多為彈齒滾筒式,其在撿拾水稻、小麥等長(zhǎng)度較短、質(zhì)地較軟的秸稈時(shí)性能良好,但是在撿拾玉米、高粱等長(zhǎng)度較長(zhǎng)、質(zhì)地較硬的作物秸稈時(shí),傳統(tǒng)的打捆機(jī)撿拾裝置存在強(qiáng)度不夠可靠、捆包里秸稈尺寸過(guò)、帶土量大影響牲畜直接食用的問(wèn)題,因此,研究和設(shè)計(jì)適合玉米等硬質(zhì)作物秸稈的打捆機(jī)撿拾裝置,解決秸稈尺寸大、帶土量大等問(wèn)題,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外打捆機(jī)及撿拾裝置研究成果進(jìn)行分析和總結(jié),設(shè)計(jì)了一種集撿拾粉碎一體的秸稈打捆機(jī)撿拾粉碎裝置,對(duì)撿拾粉碎裝置的關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計(jì),對(duì)其作業(yè)機(jī)理進(jìn)行了理論分析,對(duì)撿拾粉碎裝置進(jìn)行了仿真分析,完成撿拾粉碎裝置的田間性能試驗(yàn)。本研究為秸稈打捆機(jī)撿拾粉碎裝置的應(yīng)用提供參考。研究主要內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)對(duì)秸稈打捆機(jī)撿拾粉碎裝置的整體結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行闡述分析,對(duì)撿拾粉碎裝置進(jìn)行三維實(shí)體建模,確定裝置的整體結(jié)構(gòu)和基本參數(shù),對(duì)撿拾粉碎部件的材質(zhì)進(jìn)行了選型,對(duì)主要工作部件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì),對(duì)撿拾粉碎裝置的作業(yè)機(jī)理進(jìn)行了理論分析,為撿拾粉碎裝置的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。(2)為提高秸稈撿拾粉碎打捆機(jī)的作業(yè)性能,建立錘爪不同排列方案的三維模型,將所設(shè)計(jì)的不同排列方案的三維裝配體導(dǎo)入到ADAMS軟件中進(jìn)行仿真分析,選出最佳的排列方案。(3)為檢查秸稈打捆機(jī)撿拾粉碎裝置的可靠性,對(duì)T型定刀進(jìn)行了有限元靜力學(xué)分析,通過(guò)分析應(yīng)力云圖和位移云圖,得到總的應(yīng)力最大值為27.997MPa,遠(yuǎn)小于其材質(zhì)65Mn的許用應(yīng)力(570MPa),可靠性穩(wěn)定,滿足使用要求。對(duì)撿拾輥裝配體進(jìn)行了模態(tài)分析,得出前6階固有頻率和振型,固有頻率范圍為89.702~409.68Hz,遠(yuǎn)大于作業(yè)時(shí)的激振頻率30~33.3Hz,因此機(jī)器不會(huì)因共振而損壞。(4)采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)中心組合的試驗(yàn)方案,對(duì)秸稈打捆機(jī)撿拾粉碎裝置進(jìn)行田間作業(yè)試驗(yàn),分析各試驗(yàn)因素對(duì)指標(biāo)影響規(guī)律及最優(yōu)參數(shù)組合。結(jié)果表明:各因素對(duì)撿拾損失率影響的主次順序?yàn)閾焓拜佫D(zhuǎn)速、離地高度、前進(jìn)速度;對(duì)粉碎長(zhǎng)度合格率影響的主次順序?yàn)榍斑M(jìn)速度、撿拾輥轉(zhuǎn)速、離地高度。(5)通過(guò)Design-Expert8.0.6軟件的優(yōu)化模塊,對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的回歸模型進(jìn)行優(yōu)化求解,得出最優(yōu)參數(shù)組合,即離地高度為160.5mm,撿拾輥轉(zhuǎn)速為2182r/min,前進(jìn)速度為2.5km/h,相對(duì)應(yīng)的撿拾損失率為0.53%,秸稈粉碎長(zhǎng)度合格率為98.37%。對(duì)秸稈打捆機(jī)裝置粉碎裝置的最優(yōu)工作參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明:撿拾損失率平均值為1.21%,粉碎長(zhǎng)度合格率平均值為97.42%,與優(yōu)化結(jié)果誤差不大,滿足秸稈打捆機(jī)的作業(yè)性能要求。
【圖文】：

世界上許多國(guó)家在秸稈資源的綜合利用方面比較完善，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家，基本不會(huì)將秸稈廢棄焚燒。在歐美國(guó)家，由于人口較少，秸稈資源中，大約有2/3用于直接還田，有少量的秸稈被用做飼料。在美國(guó)，有68%的秸稈被直接還田[7]。相對(duì)于美國(guó)而言，英國(guó)秸稈還田量更大，達(dá)到了73%[8]。日本環(huán)海，主要種植水稻，其多于2/3的水稻秸稈直接還田，也有1/5的秸稈用作飼料[9]。相比于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，韓國(guó)的秸稈資源達(dá)到了更好的利用，80%以上的秸稈資源用作飼料，只有20%用于還田[10]。從國(guó)外的秸稈資源利用情況來(lái)看，秸稈回收利用是一項(xiàng)比較復(fù)雜的作業(yè)過(guò)程，原因是秸稈的種類多，研制適合各種秸稈的收獲機(jī)具比較困難，因此許多國(guó)家都將大部分秸稈廢棄或者直接還田，秸稈廢棄和秸稈還田不利于秸稈的分解，還會(huì)帶來(lái)一系列環(huán)境問(wèn)題[11-13]。以玉米秸稈為例，玉米經(jīng)過(guò)收貨機(jī)收獲之后，秸稈散落在田間，其根部未完全斷開，且密度分布較低，規(guī)模利用和高效利用都很困難，因此大多數(shù)玉米秸稈并沒得到充分利用。秸稈的收儲(chǔ)是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，因此，實(shí)現(xiàn)秸稈的高效處理、回收利用、以及全面機(jī)械化具有重要意義。綜上所述，，農(nóng)作物秸稈資源的回收利用必將成為國(guó)家建設(shè)中一個(gè)重要項(xiàng)目，其潛在的效益巨大，生產(chǎn)適合秸稈收獲的機(jī)具也將是適應(yīng)國(guó)家有關(guān)政策的趨勢(shì)，未來(lái)秸稈資源將會(huì)被更多的利用。在實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物秸稈產(chǎn)業(yè)化回收利用的過(guò)程中，收集是首要解決的問(wèn)題，秸稈散亂狀態(tài)下裝車，收集起來(lái)占地空間較大，如圖 1-1 所示。這樣的運(yùn)輸狀態(tài)非常不穩(wěn)定，運(yùn)輸效率低，成本較高，這些問(wèn)題一直以來(lái)都制約著秸稈能源化的利用。

圖 1-2 秸稈打捆Fig. 1-2 Bale of straw為了應(yīng)對(duì)畜牧業(yè)的發(fā)展以及工業(yè)發(fā)展對(duì)秸稈資源的需求，秸稈打捆機(jī)逐漸進(jìn)入了人們的視野，世界各大公司看到了打捆機(jī)巨大的發(fā)展前景，加大了打捆機(jī)研發(fā)方面的資金投入，打捆機(jī)被大量的研制生產(chǎn)，至此，秸稈打捆機(jī)問(wèn)世了。有了秸稈打捆機(jī)，農(nóng)作物秸稈便有了比較先進(jìn)的收獲方法，秸稈運(yùn)輸起來(lái)更加便捷，也方便儲(chǔ)存。打捆機(jī)能夠提高秸稈收集效率，減少秸稈收獲過(guò)程中的損失。1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1 打捆機(jī)種類打捆機(jī)有不同的作業(yè)方式，從打捆機(jī)工作方式劃分，打捆機(jī)有兩種類型，即固定式打捆機(jī)和移動(dòng)式打捆機(jī)。固定式打捆機(jī)，指的是打捆機(jī)不動(dòng)，人工將秸稈放入打捆機(jī)打捆；而移動(dòng)式打捆機(jī)指的是可以被牽引的打捆機(jī)。相比固定式打捆機(jī)，移動(dòng)式打捆機(jī)比較常見。從打捆后的秸稈捆包類型上劃分，打捆機(jī)有方捆機(jī)和圓捆機(jī)兩種。方捆機(jī)對(duì)各種長(zhǎng)短秸稈適應(yīng)性強(qiáng)，經(jīng)方捆打捆機(jī)打捆后的秸稈密度大，體積小，搬運(yùn)方便，便于機(jī)械化裝卸；圓捆機(jī)常適
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S22

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡宏軍;覃正德;;冷軋全自動(dòng)打捆機(jī)原理及常見故障分析[J];漣鋼科技與管理;2018年04期

2 張惠珍;;書庫(kù)搬遷問(wèn)題及對(duì)策[J];內(nèi)蒙古圖書館工作;1996年Z2期

3 賈春陽(yáng);張道林;康云有;鹿秀鳳;鄭振華;;穗莖兼收秸稈打捆型玉米收獲機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J];農(nóng)機(jī)化研究;2018年04期

4 劉濤;尚書旗;王東偉;何曉寧;賈夕寧;申世龍;;4K-100型谷物集束打捆收獲機(jī)快速系扣裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J];農(nóng)機(jī)化研究;2018年03期

5 李普;張?jiān)?季邦;高利軍;;打捆機(jī)旋轉(zhuǎn)切割喂入裝置設(shè)計(jì)研究與優(yōu)化[J];農(nóng)機(jī)化研究;2018年06期

6 崔中凱;張華;周進(jìn);邸志峰;;4YZQK-4自走式玉米穗莖兼收秸稈打捆一體機(jī)設(shè)計(jì)[J];農(nóng)機(jī)化研究;2018年02期

7 郭博;賀敬良;王德成;趙建柱;李偉;劉全攀;;秸稈打捆機(jī)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];農(nóng)機(jī)化研究;2018年01期

8 黃子齋;王玉偉;王軍華;鄧宇;;92YG-0.9型圓打捆機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J];農(nóng)機(jī)化研究;2018年01期

9 李杜潮;;武漢農(nóng)機(jī)展中10款打捆機(jī)各具特色[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械;2018年01期

10 梁泉;;鋼鐵行業(yè)各種打捆機(jī)淺析[J];裝備制造技術(shù);2018年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 龔明明;張雪琴;;一種新型半自動(dòng)打捆機(jī)的設(shè)計(jì)[A];第八屆（2011）中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集[C];2011年

2 楊中平;朱新華;郭康權(quán);閆小麗;祝明雪;;玉米秸整稈壓縮打捆青貯關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)研究[A];中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

3 王德福;蔣亦元;;鋼輥式圓捆打捆機(jī)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)研究[A];走中國(guó)特色農(nóng)業(yè)機(jī)械化道路——中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2008年

4 叢宏斌;李明利;李汝莘;王克恒;趙何;范修文;;4YQK-2型莖稈青貯打捆玉米收獲機(jī)的設(shè)計(jì)[A];紀(jì)念中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)成立30周年暨中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)（CSAE 2009）論文集[C];2009年

5 高東明;王光輝;劉鵬軍;王永浩;王德成;;青貯打捆機(jī)機(jī)身模態(tài)分析的建模方法[A];首屆中國(guó)奶業(yè)大會(huì)論文集(上冊(cè))[C];2010年

6 陳峗;;風(fēng)光火打捆交直流外送系統(tǒng)的高頻切機(jī)方案[A];輸變電工程技術(shù)成果匯編——國(guó)網(wǎng)上海經(jīng)研院青年科技論文成果集[C];2017年

7 李亮;陳工;閆曉強(qiáng);;鋼絲類打捆機(jī)線結(jié)特性分析[A];2001中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集（下卷）[C];2001年

8 劉質(zhì)加;劉永光;姚欽;;新型鋼卷全自動(dòng)氣壓打捆機(jī)的設(shè)計(jì)及分析[A];第五屆全國(guó)流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議暨2008年中國(guó)航空學(xué)會(huì)液壓與氣動(dòng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

9 付英雙;于海燕;王發(fā)明;;熱軋帶鋼卷打捆機(jī)控制系統(tǒng)的研究及應(yīng)用[A];全國(guó)冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)2010年年會(huì)論文集[C];2010年

10 張建國(guó);;細(xì)切捆包青貯的研究與利用[A];中國(guó)草學(xué)會(huì)飼料生產(chǎn)委員會(huì)2007年會(huì)暨第十四次學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 子悠;超高強(qiáng)鋼種的全自動(dòng)鋼卷打捆和取樣線[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2018年

2 李勇;明年打捆機(jī)市場(chǎng)值得期待[N];中國(guó)縣域經(jīng)濟(jì)報(bào);2016年

3 本報(bào)記者 李慶國(guó) 蘆曉春;大山里的秸稈有了好用處[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2017年

4 記者 王眉靈;我省鼓勵(lì)貧困地區(qū)高速項(xiàng)目打捆招商[N];四川日?qǐng)?bào);2017年

5 駐站記者 齊天月 通訊員 路呈祥;敖漢旗拓寬扶貧渠道將秸稈“變廢為寶”[N];赤峰日?qǐng)?bào);2016年

6 本報(bào)記者 李洪濤;“三無(wú)”打捆機(jī) 干活就“趴窩”[N];中國(guó)消費(fèi)者報(bào);2017年

7 通訊員 段萬(wàn)兵 邱天星;夷陵打捆使用財(cái)政資金助農(nóng)脫貧[N];三峽日?qǐng)?bào);2017年

8 湖南日?qǐng)?bào)記者 賀威 段云行;資金“打捆” 效益大增[N];湖南日?qǐng)?bào);2017年

9 本報(bào)記者 陳忠權(quán);秸稈打捆離田 生態(tài)環(huán)保還賺錢[N];天津日?qǐng)?bào);2017年

10 本報(bào)記者記者 高會(huì)鵬;寧陵秸稈打捆綜合利用實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)保雙贏[N];商丘日?qǐng)?bào);2017年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 于航;林木枝丫壓縮特性及其車載式壓縮打捆裝置研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2016年

2 趙蕊;打捆貸款問(wèn)題研究[D];中國(guó)社會(huì)科學(xué)院研究生院;2011年

3 董吉哲;風(fēng)火電打捆發(fā)輸電系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃研究[D];重慶大學(xué);2016年

4 尹強(qiáng);苜蓿干草調(diào)制貯藏技術(shù)時(shí)空異質(zhì)性研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王炯;秸稈捆燒特性研究及除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

2 馬春曉;打捆機(jī)撿拾和喂入機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

3 孫永利;秸稈打捆機(jī)撿拾粉碎裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

4 王冬冬;自走式玉米穗莖兼收與秸稈打捆一體機(jī)關(guān)鍵部件研究[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

5 雷亞闊;自走式打捆機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)及其關(guān)鍵零部件優(yōu)化[D];湖北工業(yè)大學(xué);2018年

6 邵亞;封扣式帶鋼氣動(dòng)打捆頭設(shè)計(jì)與研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2018年

7 李仁軍;全自動(dòng)鎖扣式打捆機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];昆明理工大學(xué);2018年

8 毋高峰;小麥聯(lián)合收割機(jī)配套打捆機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D];河南農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

9 徐俊;9YG-2200型圓捆打捆機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

10 劉濤;秸稈整稈有序集束打捆裝置的研究[D];青島農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2691920