打结器割绳脱扣机构磨损分析与改进设计

针对打结器割绳脱扣机构盘形凸轮内轮廓磨损严重的问题,提出以凸轮理论廓面的等距圆弧面代替现有柱面轮廓的解决方案,即将凸面-凸面和凸面-平面的点接触改进为凸面-凹面的弧点接触;计算得到改进后凸轮轮廓的曲面方程,以及改进前后滚子与凸轮的压力角、初始接触面积和初始最大接触应力;最后,用硬铝合金材料试制改进前和改进后的凸轮,进行磨损对比试验,并定量分析其磨损量。结果表明:改进后滚子与凸轮的压力角在推程开始和接近结束阶段比改进前减小25%左右;改进后滚子与凸轮的初始接触面积比改进前增大约50%,初始最大接触应力减小约38%;各运转10 h后,改进后盘形凸轮内轮廓的磨损痕迹宽度比改进前增加31.7%,磨损量减小约50%。     

玉米秸秆芯结构建模与径向压缩过程模拟

为了深入研究实芯作物秸秆的压缩特性,以农大108玉米秸秆芯为研究对象,基于秸秆各向异性、非均质、非线性特点,先通过径向压缩试验获取其粘弹性参数,然后应用ANSYS软件建立了玉米秸秆芯横截面圆柱有限元结构模型,并进行径向压缩过程和应力松弛过程的数值模拟.研究表明,五参量广义麦克斯韦模型能较好地描述玉米秸秆芯应力松弛特性,模型拟合参数的试验值与有限元模拟值误差均小于10％.试验验证了玉米秸秆芯模拟结果的可行性和计算模型的有效性.     

含水率和压缩频率对秸秆开式压缩能耗的影响

为了减少生物质秸秆压缩能耗,优化压缩工艺,以小麦秸秆（品种：农大211）,玉米秸秆（品种：农大108）为研究对象,模拟生物质秸秆压缩成型实际工况,利用INSTRON 3367材料试验机和自制压缩筒组件进行了“开式”压缩试验,研究了含水率分别为15%、35%和55%的小麦秸秆以及25%、45%和65%的玉米秸秆在3个不同压缩频率0.5、0.75和1次/min下的成型压缩比能耗。结果表明：小麦秸秆在含水率55%和压缩频率0.5次/min时压缩比能耗最小;玉米秸秆在含水率65%和压缩频率为0.5次/min时压缩比能耗最小。统计结果表明,秸秆压缩比能耗随着含水率的增高和压缩频率的降低而减少;含水率和压缩频率对压缩比能耗影响均显著。     

近红外光谱在线检测秸秆-煤混燃物影响因素(英文)

为了研究输送带速度和光谱仪安装高度对近红外在线检测秸秆-煤混燃物的影响。该研究收集并制备秸秆样品80个、煤样品9个,制备秸秆质量分数为70%～99%的秸秆-煤混燃物样品120个(质量分数增量为1%)、秸秆质量分数为1%～30%的秸秆-煤混燃物样品120个(质量分数增量为1%)。在输送带速度分别为300、600、1 000和1 400 mm/s,光谱仪安装高度分别为50、56、59和65 mm的条件下,使用Thermo Fisher Scientific Antaris Target FT-NIR型光谱仪获取样品近红外光谱。使用线性判别分析法建立定性分析模型,使用偏最小二乘法建立定量分析模型。结果表明,光谱仪安装高度建议为50～65 mm,输送带速度建议小于300 mm/s。该研究可为近红外光谱法在线定性和定量检测生物质-煤混燃物的方法学研究和相关仪器设计提供参考。     

玉米秸秆木质纤维含量与应力松弛特性关联度研究

应力松弛是玉米秸秆重要的流变特性,直接影响到玉米秸秆打捆的压缩变形、生产率和功耗.利用INSTRON 3367材料试验机和自制压缩筒组件进行了玉米秸秆闭式压缩应力松弛试验,并测定了北京、辽宁、山东、湖北、陕西和重庆等地13个不同品种的成熟期玉米秸秆纤维素、半纤维素和木质素质量分数.以拟合应力松弛曲线得到的应力松弛时间、平衡弹性模量等作为应力松弛特性考核指标,采用灰色关联法分析玉米秸秆的应力松弛特性与木质纤维组成的相关性.研究表明,不同品种的玉米秸秆纤维素、半纤维素和木质素质量分数差异均显著(P＜0.05),应力松弛时间和平衡弹性模量主要与木质素质量分数相关,半纤维素质量分数主要与应力松弛时间相关,而三参数与纤维素质量分数相关度均较低.从微观角度来看,其关联度主要取决于各成分在细胞壁中的位置和功能.     

辛醇-水分配系数的3种活度系数预测模型的比较研究

为预测溶质在复杂溶液系统间的分配系数,在考虑溶质辛醇-水分配系数(Kow)实验值和计算值的基础上,共选定63种溶质作为验证集,由Kow对UNIFAC、扩展Hansen和NRTL-SAC 3种活度系数模型进行初步验证和比较研究。结果表明:验证集溶质的Kow实验值的对数值与采用3种模型获得的计算值之间的预测标准误差SEE分别为0.827、1.063和0.617,决定系数R2分别为0.662、0.734和0.868;NRTL-SAC获得的预测精度最高,UNIFAC次之,扩展Hansen的预测精度最低。NRTL-SAC计算过程简单且精度高,能够比较准确地预测溶质的辛醇-水分配系数;UNIFAC适用于预测功能组-组之间参数已经确定的溶质的辛醇-水分配系数;扩展Hansen模型的计算值与实验值之间存在正偏差。     

打结器割绳脱扣机构与绕绳机构作用分析与改进设计

针对打结器脱扣失效和刚性碰撞的问题,分析割绳脱扣机构与绕绳机构的相互作用机理,仿真刀臂的受力-形变,得到刀臂沿打结嘴轴方向的刚度为801.05 N/mm,脱扣凹槽与打结嘴的过盈量合理设计范围应为[0.38 mm,0.59 mm];同时得到最大正压力下割刀在刀臂变形后与Oxy、Oxz和Oyz平面夹角变化分别为0.659°、0.475 9°和0.455 5°,这为割刀安装补偿量提供数据支持;依据刚-柔碰撞原理,设计一种弹性化打结嘴轴系,仿真得到该轴系使脱扣凹槽-打结嘴首次接触力在脱扣和回程阶段分别比原轴系减小46.3%和83.9%,因此该方案可减轻碰撞,同时具备提升脱扣率的优点,最后成功试制样品,实际打捆试验证明了该方案的可行性。     

基于逆向工程的D型打结器重构与运动仿真

打结器是方草压捆机的关键核心部件之一,直接影响打捆机的成结效率和捆形质量。以D型打结器为研究对象,基于逆向工程技术对其进行三维重构,进而对重构零件的关键工作曲面进行了偏差分析,发现所有关键工作面90%以上的区域达到了精确等级以上。基于Solidworks软件实现了重构部件装配,并进行了运动仿真研究,获取了卡线轮、打结嘴、脱绳杆角速度和驱动齿盘角位移数据,分析了卡线轮、打结嘴、脱绳杆与捆绳打结运动关系,为优化D型打结器提供了基础数据。     

可见/近红外光谱分析秸秆-煤混燃物的秸秆含量

快速检测秸秆-煤混燃物对生物质混燃发电中补贴政策的制定具有重要意义。该研究采用可见/近红外光谱法定性判别秸秆、煤和秸秆-煤混燃物,定量分析秸秆-煤混燃物中秸秆含量。收集并制备秸秆样品80个（粒径小于80 mm）、煤样品9个（粒径小于10 mm）,制备秸秆质量分数为70%～99%的秸秆-煤混燃物样品120个（混燃物1）、秸秆分数含量为1%～30%的秸秆-煤混燃物样品120个（混燃物2）。使用FOSS NIRS DS 2500型光谱仪获取样品光谱。分别使用偏最小二乘判别法（PLS-DA）建立定性分析模型,使用改进的偏最小二乘法（MPLS）建立定量分析模型。结果显示,在秸秆和混燃物1之间进行判别,使用1100～2500 nm谱区,正确判别率为90.00%;在煤和混燃物2之间进行判别,使用400～2500 nm谱区,正确判别率为71.88%;定量分析混燃物1和混燃物2中秸秆含量,相对分析误差分别为2.32（400～2500 nm谱区）和1.48（400～1100 nm谱区）。研究结果表明,1100～2500 nm谱区较适合秸秆和混燃物1之间的判别,该谱区同样适合定量分析混燃物1中秸秆含量。400～1100 nm谱区较适合煤和混燃物2之间的判别,该谱区同样适合定量分析混燃物2中秸秆含量。可见/近红外光谱结合化学计量学是快速定性和定量分析大粒度秸秆-煤混燃物的可行方法。     

秸秆捆扎过程中打结钳嘴载荷试验分析

打结钳嘴是打结器承载的关键部件,为研究其在秸秆捆扎打结过程中的载荷情况,利用华德9YFQ-1.5系列压捆机开展了秸秆捆扎试验,由张力传感器、高速摄影机以及同步控制装置组成的试验方案,成功获取了秸秆捆扎过程中捆绳张力数据和捆绳对打结钳嘴的作用部位;研究构建了捆绳张力与打结钳嘴载荷的转换模型,结果显示捆绳对上颚的载荷较大,达到了314.89 N;通过上述所获得的捆绳对打结钳嘴载荷大小和作用位置,利用ANSYS对上颚进行相关有限元分析,得到上颚在捆绳张力最大时刻的应力载荷图,发现上颚安装滚子轴处和上颚拐角处均有较大的承载特性,其应力载荷分别为755.52 MPa和410.29 MPa。打结钳嘴实际工作过程中断裂位置验证了载荷分析的准确性,为优化打结钳嘴提供了基础数据支撑。