玉米秸秆力学特性及饲草化部件研究

【摘要】：随着畜牧业的快速发展,天然牧场超载过牧、饲草、饲料的缺乏问题将会变得更为突出。玉米秸秆是一种营养丰富、可作为牲畜饲草的可再生资源。我国每年生产大约玉米秸秆1.3亿吨,如果这些秸秆都投入到畜牧养殖,将对我国的畜牧业以及生态环境作出了重大贡献。本论文研制的玉米秸秆饲草化部件可与联合收获机组装,能实现摘穗、集穗、秸秆饲草化一体化联合作业,将摘穗后的玉米秸秆直接沿纵向剪切成细条,接近牧草直径尺寸,放铺后便于快速晒干,能够保持秸秆营养成分和最佳质量。饲草化后的秸秆晒干后,可压缩减容打捆,大幅度降低运输成本,解决牧区牛羊等饲草缺乏问题,实现玉米秸秆的综合开发利用。 本论文测试了玉米秸秆的剪切和压缩特性,设计了饲草化部件和饲草化部件测试试验台,并进行了田间试验,具体研究内容如下： 1.用万能试验机测试了玉米秸秆的剪切和压缩性能,并分析收获期、生长部分、刀刃角、茎节状况和剪切速度对秸秆横向剪切力的影响,分析了收获期、生长部位和压缩速度对最大压缩力的影响；利用正交试验设计分析了各因素对最大剪切力和压缩力的影响程度,并进行了极差和方差分析。 2.根据秸秆饲草化的需求,设计了与茎穗兼收型立辊玉米收获机配套安装的秸秆饲草化部件,部件主要由一对摘穗辊、一对破茎辊、传动装置、支撑调节装置组成。。为了测试不同形状破茎齿的性能,设计了三种不同的破茎辊,分别是钉齿式破茎辊、滚刀筒式破茎辊和锯齿式破茎辊。 3.设计了玉米秸秆饲草化试验台,试验台主要由入料口、出料口、摘穗辊、破茎辊、传动系统、机架、控制箱等部分构成。利用试验台对三种玉米秸秆饲草化部件进行性能试验,试验数据的分析表明锯齿式破茎辊破细效果最佳。测试分析了转速比对锯齿式部件饲草化效果的影响,结果表明当破茎辊和摘穗辊的转速比为1.4：1以上时,不缠草,并且破细效果好。 4.将锯齿式破茎辊部件安装在侧悬挂玉米收获机上进行田间试验,机器作业速度为每小时2.17km,摘穗辊转速为1000r/min,破茎辊的转速最大1400r/min。试验过程中部件运转良好,破茎辊无缠草堵塞现象,秸秆破细质量能够达到饲草化的要求。 本论文研制的玉米秸秆饲草化部件与联合收获机配套后,生产效率高,加工饲草成本低,经济效益显著,为玉米秸秆加工处理提供了新的发展思路。 【关键词】：玉米秸秆 饲草化部件 秸秆力学特性 锯齿式破茎辊
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S816.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 本文的研究内容和方法13-15
• 第二章 玉米秸秆力学特性试验研究15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 试验目的15
• 2.3 玉米秸秆不同收获期含水率测定15
• 2.4 试验材料及设备15-17
• 2.5 玉米秸秆剪切特性试验17-26
• 2.6 玉米秸秆压缩试验26-28
• 2.7 本章小结28-29
• 第三章 玉米秸秆饲草化部件设计29-43
• 3.1 引言29
• 3.2 饲草化装置的结构设计和工作原理29-30
• 3.3 摘穗辊设计30-33
• 3.4 破茎辊部件设计33-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 玉米秸秆饲草化试验台设计及试验43-59
• 4.1 引言43
• 4.2 玉米秸秆饲草化试验台设计43-45
• 4.3 三种破茎辊性能对比试验45-51
• 4.4 锯齿式破茎辊工作参数的试验研究51-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第五章 秸秆饲草化联合收获机田间试验59-65
• 5.1 引言59
• 5.2 田间试验59-64
• 5.3 本章小结64-65
• 第六章 结论及展望65-68
• 6.1 结论65-66
• 6.2 展望66-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 作者简介72

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