秸秆纤维制取机原料供给系统的研究

【摘要】：秸秆是一种丰富的可再生资源。为提高秸秆的利用率及实现秸秆纤维的清洁制取，以农作物秸秆为研究对象，研究设计D200秸秆纤维制取机的原料供给系统。原料供给系统主要包括原料的制备与喂料系统。喂料系统是为了保证纤维制取机原料供给的连续与稳定。秸秆纤维制取机加工的原料为适度细碎化处理后的、含水率饱和（通常在80%以上）的农作物秸秆，其物理特性与普通的粉粒状物料有较大差异，市场上成型的喂料系统并不适用于秸秆物料。 本文通过查阅大量文献，对国内外秸秆综合利用、秸秆纤维制取技术研究及供料系统的研究进行了阐述与分析，指出现存喂料系统存在的问题。结合秸秆纤维制取机的技术要求和实际工作情况，系统地开展了一系列基础研究、试验研究和结构设计，完成的主要研究内容和取得的主要成果如下： 1、针对黑龙江主要农作物秸秆（大豆、水稻和玉米）研究其预处理后的物理特性，包括滑动摩擦特性及堆积密度、堆积角，为秸秆原料供给系统设计提供依据。 （1）以适度细碎化处理后的农作物秸秆含水率为试验因素，以滑动摩擦角为目标函数，采用单因素试验法，分别测量不同含水率农作物秸秆与不同材料（钢板和胶帆布平带）间的滑动摩擦角，并分析其滑动摩擦特性。结果表明：随着含水率的增大，大豆秸秆与钢板间的滑动摩擦角呈现先增大后减小的变化趋势，在含水率为60%时，其与钢板间的滑动摩擦角达到了最大值38.2°，大豆秸秆与胶帆布平带的滑动摩擦角随着含水率的增大而增大；水稻秸秆与钢板的滑动摩擦角随着含水率的增大而增大，与胶帆布平带的滑动摩擦角随着含水率的增大而减小；玉米秸秆的滑动摩擦角随含水率变化规律不显著。三种农作物秸秆与胶帆布平带的滑动摩擦角均大于其与钢板的滑动摩擦角。 （2）通过测量，得到了大豆秸秆、水稻秸秆和玉米秸秆的堆积密度分别为23~29kg/m~3，11~15kg/m~3和20~23kg/m~3；三种秸秆的堆积角分别为56.7°，66.5°和53°。 2、对农作物秸秆原料的加工设备秸秆揉切机进行研究，针对其存在的加工后原料粒度小、物料细碎等问题，对揉切机进行改进。去掉揉切机的动刀片与锤片，减少揉切机工作部件对秸秆的剪切与锤打作用，对比试验结果表明，改进后的揉切机加工的秸秆粒度增大，满足D200秸秆纤维制取机对原料形态的要求。 3、采用二次回归正交旋转组合试验方法，得到了大豆秸秆、水稻秸秆的原料预处理工艺技术。 （1）大豆秸秆含水率73%，喂入量210kg/h，揉切机主轴转速处于930~1100r/min，揉切机加工后所得大豆秸秆原料粒度处于70~85mm间； （2）水稻秸秆含水率11%，喂入量在64~96kg/h间，揉切机主轴转速处于1950~2000r/min，揉切机加工后所得水稻秸秆原料粒度处于100~140mm之间； 由于还没有对玉米秸秆纤维制取工艺做相关的研究，无法得知玉米秸秆原料粒度的最优目标值，无法对参数进行优化，但得到了玉米秸秆粒度关于转速与喂入量之间的关系，可用做日后玉米秸秆原料预处理研究的参考。 4、设计出了与D200秸秆纤维制取机配套的喂料系统，利用CATIA软件进行数字化建模和装配，利用ANSYS软件对关键部件进行模态分析，找出机架的固有频率和振动模型，并计算出相对应的转速，为试验设计提供基础参数，避开固有频率附近的转速，以避免共振现象的产生，保证喂入装置稳定工作。 5、对试制的喂入装置进行作业参数优化试验，得到了优化后的工作参数，当转速大于320r/min，对于粒度在40~80mm间的大豆秸秆皆能达到1~1.1t/h的喂入量要求。 【关键词】：农作物秸秆 供料系统 喂料装置 秸秆物理特性 正交旋转组合试验
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S216.2
【目录】：

• 中文摘要10-12
• 英文摘要12-14
• 1 引言14-23
• 1.1 研究的目的与意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-21
• 1.2.1 国内外农作物秸秆的利用现状15-17
• 1.2.2 秸秆纤维制取的现状与发展趋势17-19
• 1.2.3 喂料系统的研究现状19-21
• 1.2.4 秸秆原料加工系统研究现状21
• 1.3 研究的主要内容21-22
• 1.4 研究技术路线22-23
• 2 农作物秸秆的物理特性23-30
• 2.1 不同含水率秸秆与不同材料间滑动摩擦特性的研究23-27
• 2.1.1 试验材料与方法23-24
• 2.1.2 试验结果与分析24-27
• 2.2 堆积密度27-28
• 2.3 堆积角28
• 2.4 小结28-30
• 3 秸秆原料加工设备的选择与改进设计30-34
• 3.1 秸秆原料的技术要求30
• 3.2 加工设备的选择30-32
• 3.3 加工设备的改进32-33
• 3.4 小结33-34
• 4 农作物秸秆原料加工工艺技术研究34-46
• 4.1 试验材料、方法与仪器设备34-36
• 4.1.1 试验材料34
• 4.1.2 试验方法34-35
• 4.1.3 试验仪器与设备35-36
• 4.2 大豆秸秆原料的加工工艺试验结果与分析36-39
• 4.2.1 试验结果36-37
• 4.2.2 方差分析37
• 4.2.3 回归方程37-38
• 4.2.4 各因素对大豆秸秆粒度的影响规律分析38-39
• 4.2.5 优化分析39
• 4.2.6 大豆秸秆原料加工工艺39
• 4.3 水稻秸秆原料的加工工艺试验结果与分析39-42
• 4.3.1 试验结果39-40
• 4.3.2 方差分析40
• 4.3.3 回归方程40-41
• 4.3.4 各因素对水稻秸秆粒度的影响规律分析41
• 4.3.5 优化分析41-42
• 4.3.6 水稻秸秆原料加工工艺42
• 4.4 玉米秸秆原料的加工工艺试验结果与分析42-44
• 4.4.1 试验结果42-43
• 4.4.2 方差分析43
• 4.4.3 回归方程43-44
• 4.4.4 各因素对玉米秸秆粒度的影响规律分析44
• 4.4.5 优化分析44
• 4.5 小结44-46
• 5 喂料系统的设计46-63
• 5.1 总体方案设计46
• 5.2 秸秆原料喂入装置的设计46-56
• 5.2.1 总体设计方案46-48
• 5.2.2 主要部件的设计48-50
• 5.2.3 传动系统的设计50-52
• 5.2.4 输送量的计算52
• 5.2.5 机架的模态分析52-56
• 5.3 输送装置的设计56-60
• 5.3.1 结构关系及工作原理56
• 5.3.2 主要部件的设计56-59
• 5.3.3 输送量的计算59
• 5.3.4 电动机的选择59-60
• 5.4 浸料装置的设计60-62
• 5.5 小结62-63
• 6 秸秆原料喂入装置作业参数优化试验研究63-68
• 6.1 试验材料、方法与仪器设备63-64
• 6.1.1 试验材料63
• 6.1.2 试样准备63
• 6.1.3 试验方法63-64
• 6.1.4 试验设备和仪器64
• 6.2 试验结果与方差分析64-65
• 6.3 回归方程65-66
• 6.4 因素对目标的影响及分析66
• 6.5 优化分析66-67
• 6.6 小结67-68
• 7 结论及创新点68-69
• 7.1 结论68
• 7.2 创新点68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文73

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

同向平行双螺杆挤出机喂料系统的现状与发展    魏文义

秸秆转化为生物质能源利用研究    马春红;刘旭;李运朝;董文琦;崔四平;贾银锁;王立安;

土壤、作物种实和各种脱出物对钢板、铸铁、和木板等的摩擦系数的测定    余友泰;蒋建鹏;

稻草秸秆力学特性研究    孙占峰;蒋恩臣;

含水率对大豆秸秆流动力学性能的影响    黄振华;陈海涛;房欣;李丽霞;

不同含水率大豆秸秆与不同材料间滑动摩擦特性的研究    房欣;陈海涛;黄振华;李丽霞;

基于ANSYS的破碎机机架模态分析    吕廷;石秀东;张秋菊;方昊文;

带式输送机张紧力的简便算法    李庚辉,宋吉明,盛艳玲

竖直向下螺旋输送机输送性能的试验研究    曾鸣;司秀芬;韩超;翟恒向;

螺旋输送机设计参数的选择和确定    徐余伟;

秸秆资源评价与利用研究    毕于运

农作物秸秆阴燃特性及应用研究    矫常命

基于草方格铺设机器人草与铁及橡胶摩擦实验的研究    徐海玉

不等速双螺杆送料机的研究    吴涛

2003年我国工程塑料加工技术进展    谈桂春,张晓云,柳洪超

饲料加工同向平行双螺杆挤出机的研制    魏文义;王保民;

接插件精密注射成型工艺参数的优化研究    朱刚;孙锡红;

中碳Cr-Ni-Mo合金钢热处理制度的研究    苏春霞;董恩龙;王勇;高文涛;

首尾相接钢管超声波探伤生产线机械设计    王德彩;刘传让;

客运专线900t箱梁移动模架内模小车液压系统的元件选用    方宇顺;

客运专线900t箱梁移动模架行走机构浅探    李永明;

海水培养光合细菌存在的问题及其优化研究    杨启霞;常显波;刘英霞;

耐酸性清酒酵母A发酵工艺研究    蒋军;吴天祥;李运华;

荔枝整果压缩力学特性试验    陈燕;蔡伟亮;邹湘军;徐凤英;

电动汽车上电机的选用    刘子豪;

卷轴在工作中所受的动载荷计算分析    陈垂松;

轧钢转向辊及测速轮不打滑的验证    王江海;陈垂松;

胶带运输系统在白云鄂博西矿的应用前景    班印;张金山;贺俊林;

基于ANSYS-Workbench机架振动的模态分析    董向前;宋建农;李永磊;

链条滑轨式棉柴夹持起拔机构设计与仿真    张国忠;周勇;沈茂;卢元爽;李兆东;李怡;

农业工程中粘附测试方法综述    马征;李耀明;徐立章;

基于ANSYS的外腐蚀管道强度和剩余寿命研究    李增亮;陈猛;

基于蚁群算法的螺旋钻采煤机钻杆多目标优化设计    张强;田大丰;刘畅;

205A铝合金的动态断裂韧性研究    王晓峰;卢芳云;林玉亮;郑全平;

滚动轴承动特性及轴承—转子系统动力学模型研究    吴昊

饲料的吸湿解吸平衡规律和颗粒饲料冷却的模型拟合    刘焕龙

穴播轮中棉种的运动规律与夹持取种机理研究    王吉奎

链式纸钵育苗甜菜自动高速移栽机关键技术研究    赖庆辉

基于水势的玉米真空干燥传热传质模型及介电特性的研究    尹丽妍

基于番茄生物力学特性的采摘机器人抓取损伤研究    李智国

秸秆和秸秆木质素在土壤中的降解及其对土壤性质的影响    刘继培

高射频自动机及供输弹机构动态特性研究    程刚

Klebsiella pneumoniae厌氧发酵甘油生产1，3-丙二醇的过程研究    薛学东

微胶囊饲料的研制及对日本对虾仔稚幼体消化生理影响研究    谢中国

油菜小区育种带式排种器的设计与试验研究    刘光

集中型槽孔轮式油菜精量排种器设计及其破碎率试验研究    黄吉星

机器人假肢功能设计与分析    殷慧

柔性可纺织涂碳纤维导电/传感性能研究    廖丽芳

合金材料在低应力划伤条件下磨损性能研究    王赞斌

取料系统起动特性及速度稳定性的理论分析和试验研究    赵俊波

烟田苗期地膜回收机的研制    崔方方

纤维混凝土夹心秸秆压缩块砌块墙的研究与开发    刘永

碎玉米秸秆卷压特性的研究    赵何

玉米收获机主要工作部件试验台的设计与试验    范修文

同向平行双螺杆挤出机喂料系统的现状与发展    魏文义

抗虫棉保留利用营养枝的效应和技术研究    董合忠,李振怀,李维江,唐薇,曲惠英,张冬梅

冬小麦小叶型与经济系数及超高产的关系    李均先,李希鹏,王晓彦,吕秀敏

秸秆焚烧对农田土壤动物群落结构的影响    解爱华;付荣恕;

氮水耦合对玉米产量和品质及氮肥利用率的影响    邵国庆;李增嘉;苏诗杰;王本翠;赵建波;郑延海;韩宾;宁堂原;

不同类型钾肥对甘薯钾素积累和利用率的影响    王锋;王汝娟;陈晓光;史春余;

主要农作物秸秆还田技术模式    胡荣根;

杂交稻叶面专用新药“稻多收”的增产效果研究    印天寿,唐玉华,储修云

单季晚稻高产特性及其配套技术分析    温怀楠,赵建平,刘金弟

豫东平原夏芝麻高产形态·生理指标及栽培技术研究    张化远;岳学友;杨铭;侯乐新;

米粉品质评价体系和生产工艺的研究    成明华

带状粉碎免耕播种机的试验研究    张晋国

秸秆颗粒燃料冷态压缩成型实验研究及数值模拟    胡建军

秸秆资源评价与利用研究    毕于运

玉米秸杆揉切特性及其虚拟仪器测试系统的研究    马素玲

阴燃过程中的温度场和气体生成规律    刘炳民

有机肥对谷子生育性状及产量影响的研究    祁宏英

强迫气流下阴燃的形成和传播机理及其产物特性的试验研究    李月宁

秸秆压块饲料机匀料充型区的物流分析与计算机仿真    隋美丽

栝楼籽粒的物理机械特性研究    黄会明

细胞质雄性不育玉米增产的生理机制    李从锋

螺旋输送机的优化研究    张东海

农牧交错带地膜春玉米生态特征及其氮肥效应的研究    王瑞军

不同栽培模式和锌肥对干旱半干旱地区夏玉米抗旱性的影响    李萌

对于洛托凡——传统揉捻工艺中带有锥形调节器和可调尾盘两种洛托凡揉切机的比较    S.Samarasingham;谢宁;

发酵生产蛋白饲料中培养基原料配比的实验研究    高大威,李 瑛

挤压膨化对玉米秸秆中木质素含量的影响    赵凤芹;申德超;

齿辊式揉切机揉切机理的探讨    李熹明;刘佩娥;张明;陈美贞;

汽爆玉米秸秆渣诱导产纤维素酶及其水解特性    欧阳嘉;董郑伟;谢喆;李鑫;宋向阳;

为提高红碎茶品质鉴定转子揉切机    粤茶捷;

印度齿辊揉切机的研究进展    陈尊诗;

国家科技新成果9LRZ—80立式秸秆揉切机    

微生物青贮剂在玉米秸秆黄贮中的作用    王富生,马俊孝,任红卫,孔健

不同揉切机制茶性能和品质的研究    单务本;彭继光;喻飘香;曾益峰;

拆解秸秆纤维设备的设计与实现    杨泓;邹文虎;李锐;

大豆秸秆纤维物理化学及机械打浆特性的试验研究    李丽霞;陈海涛;周成;

玉米秸秆纤维瘤胃微生物预处理的展望    侯哲生;佟金;

不同刀片配置方式对揉切机性能的影响研究    樊霞;刘向阳;韩鲁佳;

秸秆纤维/HDPE复合材料动态力学性能研究    李淳;孙蓉;邓华;敖宁建;

~(13)C标记玉米秸秆分解过程中有机碳变化规律研究    暴春平;郭岩彬;杨景娜;吴文良;孟凡乔;

不同加水量对玉米秸秆发酵酒精的影响    董惠钧;李华;贾士儒;

玉米秸秆的饲料加工利用技术探析    侯方安;康云友;

利用玉米秸秆制备定向刨花板的研究    杨蕊;

长期施用玉米秸杆对黑土团聚体中腐殖质组成和性质的影响    陈辉;窦森;

毛家店镇引资七千三百万兴建玉米秸秆纤维板项目    记者 王立忠

高性能木塑专用秸秆纤维成套粉碎设备喜获殊荣    马菁

秸秆纤维乙醇产业化项目通过验收    记者 尹江勇

玉米秸秆做温室：省钱效益高    乐亭县乐亭镇农业办 李世珍

广平4.5万亩秸秆变成饲料“罐头”    马永存、宁学玲、姜艳

13万亩玉米秸秆何时生金    本报记者 杨涛军

广平秸秆饲料“远嫁”韩国    记者 郑惠华通讯员 马永存 郝爱良

玉米秸秆变成金    张相 罗立源 记者　付强

冬季如何堆制玉米秸秆肥    吴凡

开鲁县为玉米秸秆管理“立法”    杨卫东

秸秆纤维乙醇技术工程化及技术经济研究    任天宝

微波辅助下木质纤维素降解与溶解过程的研究    牟莉

淀粉/玉米秸秆纤维复合材料的制备及仿生层构板材    张伏

玉米秸秆保质贮存及水热反应处理提高可生化性方法的研究    孙优善

砂姜黑土区小麦玉米一年两熟秸秆全量还田对夏玉米生育及产量影响研究    沈学善

坡面岩体—基质—植被互作的效应和金发草atpA耐寒基因的克隆    李绍才

生态轻质水泥基墙体材料性能及密肋复合墙体弹塑性分析模型研究    孟宏睿

燃料乙醇固态发酵生产工艺的研究    王瑞明

秸秆培肥土壤对大孔隙流中养分淋失的影响    耿玉辉

玉米秸秆发酵生产酒精的研究    张强

秸秆纤维制取机原料供给系统的研究    房欣

微波改性秸秆纤维制备聚烯烃复合材料的研究    邓华

纤维素酶高产菌株选育与玉米秸秆生产酒精工艺研究    王倩

甜椒有机栽培基质的研究    边鸣镝

秸秆纤维聚氨酯高效保温材料的研究    王大壮

微生物处理玉米秸秆生产蛋白饲料的研究    张红莲

小麦秸秆纤维及其复合材料的制备与性能研究    潘刚伟

9LRZ-80型秸秆揉切机主要部件的分析研究    吕小荣

松嫩草原重度盐碱化草地玉米秸秆改良研究    吴泠

添加剂对玉米秸秆青贮饲料质量影响的试验研究    席兴军