發(fā)布時間：2020-11-18 02:04

　　 本文針對目前蘆葦打捆設(shè)備壓縮效率低、成型蘆葦塊密度低以及壓縮機(jī)構(gòu)易損等問題,充分考慮到國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)及蘆葦物料自身所具有的經(jīng)濟(jì)價值性,以蘆葦壓縮特性為基礎(chǔ),展開對蘆葦壓縮打包裝置的設(shè)計與研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)蘆葦物料壓縮特性的試驗研究:結(jié)合國內(nèi)外草物料壓縮基礎(chǔ)理論展開對蘆葦物料壓縮特性的理論分析與試驗研究,針對13%,15%,17%三種含水率并等分的蘆葦物料進(jìn)行壓縮試驗,通過試驗數(shù)據(jù)分析三種含水率的蘆葦物料在壓縮過程中的所受的壓強(qiáng)與壓縮位移、壓強(qiáng)與壓縮密度及壓縮密度與體積模量之間的變化規(guī)律并構(gòu)建其曲線圖形及數(shù)學(xué)模型,針對壓縮密度與體積模量關(guān)系的擬合數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化求解,計算理論最佳壓縮密度值(259kg/m~3)及對應(yīng)的理論最佳壓強(qiáng)值(0.24MPa),得出的數(shù)據(jù)為后續(xù)蘆葦壓縮打包裝置關(guān)鍵部件需施加的最大壓強(qiáng)值提供理論基礎(chǔ)和設(shè)計參數(shù)。(2)蘆葦壓縮打包裝置總體方案設(shè)計:以蘆葦壓縮特性試驗得到的理論最佳壓強(qiáng)值最為裝置工作過程中方捆截面最大壓縮力,對裝置主要技術(shù)要求和技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,針對裝置主要技術(shù)要求和技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計與計算,分析壓縮機(jī)構(gòu)的影響因素,得出壓縮活塞在壓縮打包蘆葦物料的過程中其所提供的壓縮力F大小與壓縮活塞的質(zhì)量m值大小、曲柄的長度r值大小、連桿的長度L值大小、曲柄的壓縮角速度值大小相關(guān)。且通過對壓縮打包機(jī)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計得出r=273mm,L=1048.5mm。壓縮打包機(jī)構(gòu)最小傳動角(67.4。)滿足設(shè)計要求。(3)蘆葦壓縮打包裝置仿真分析:針對裝置運(yùn)動學(xué)分析深度探究裝置基本工作原理,并針對裝置在工作過程中存在的機(jī)構(gòu)慣性力不平衡進(jìn)行分析,提供一種部分平衡法且取平衡塊質(zhì)量大小11.19kg。通過對關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的動力學(xué)分析研究裝置在空載過程中與壓縮蘆葦工作過程中各種幾何關(guān)系,并得出關(guān)鍵鉸接處實際工況下的受力,以及曲柄與連桿、連桿與壓縮活塞在工作過程中的最大FX、FY、FZ。針對曲柄與連桿應(yīng)力及位移進(jìn)行分析,得出曲柄最大應(yīng)變(40.912MPa)、連桿最大應(yīng)變(89.102MPa),均未超過40Cr屈服強(qiáng)度(170MPa);曲柄最大位移(0.0811mm)、連桿最大位移(0.936mm),均小于裝置整體運(yùn)行尺寸。針對壓縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)部震動模態(tài)分析與諧響應(yīng)分析,得出在100.81Hz、126.11Hz、278.6Hz、321.93Hz、332.42Hz、350.35Hz時,蘆葦壓縮打包裝置內(nèi)部易發(fā)生共振現(xiàn)象。
【學(xué)位單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：S225
【部分圖文】：

?????源最多，新疆蘆葦區(qū)域占地面積約為全國的18%，總量約為全國26%以上。隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，讓可再生能源的反復(fù)利用變得更加重要。蘆葦作為我國產(chǎn)量可觀的可再生資源，其價值可應(yīng)用于造紙業(yè)、人造板業(yè)，具有較高的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)價值，能夠替代并緩解森林資源過度開發(fā)的狀況；可用于熱電產(chǎn)業(yè)，與泥炭或木屑共燃能釋放熱量，為熱電廠提供燃料，而且燃燒排放污染度符合國家排放要求；可用于建筑行業(yè)，其功能可達(dá)到與磚石筑房同樣的結(jié)構(gòu)效果，而且還具有較好的溫濕性能，大大減少傳統(tǒng)建筑方式所需的成本[3]（如圖1-1）。圖1-1蘆葦在造紙業(yè)、熱電產(chǎn)業(yè)及建筑業(yè)的應(yīng)用Fig.1-1Applicationofreedinpaperindustry,thermoelectricindustryandconstructionindustry蘆葦在造紙業(yè)所涉及的產(chǎn)業(yè)的作用是其重要的價值[4]。紙制品在教育行業(yè)、工業(yè)家居生產(chǎn)、日常生活消耗品等各行各業(yè)中用途極其廣泛。根據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計我國在近十年來的紙制品的生產(chǎn)總量與消耗總量協(xié)同增長，自2012年起我國生產(chǎn)、消耗紙制品每年均超過1億噸，而每生產(chǎn)1噸紙大約需要消耗掉7棵樹材[5]，這代表著滿足我國每年的紙制品需求量時需要消耗掉7億棵樹材。我國的森林資源較低，森林覆蓋率僅達(dá)12.98%。因此，減少對我國森林資源的過度開發(fā)刻不容緩。而蘆葦在某種程度上和樹材有相同的功用，具有第二森林之稱，是優(yōu)質(zhì)的造紙原料，大力發(fā)展蘆葦制漿造紙可明顯減少對森林資源的開發(fā)，能有效的解決日益增加的紙制品產(chǎn)業(yè)消耗帶來的森林資源的保

蘆葦壓縮特性及其壓縮打包裝置設(shè)計與研究5縱觀全世界的農(nóng)業(yè)機(jī)械市場，可得知較為著名的農(nóng)業(yè)機(jī)械品牌為美國海斯頓、紐荷蘭及約翰迪爾等大型農(nóng)業(yè)研發(fā)制造外企，約翰迪爾已成為農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)業(yè)中的龍頭企業(yè)。同樣比較發(fā)達(dá)的農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)制造的德國，其著名的農(nóng)業(yè)機(jī)械品牌有克拉斯、威力格爾等較強(qiáng)的農(nóng)業(yè)制造公司。諸多著名公司見證了草物料壓縮打包機(jī)的發(fā)展。19世紀(jì)初，著名農(nóng)業(yè)科技品牌紐荷蘭公司經(jīng)過實驗研制的圓捆草物料壓縮打包機(jī)功能強(qiáng)大，可變壓縮倉能夠?qū)崿F(xiàn)對草物料的連續(xù)撿拾并壓縮打包，并且最終壓縮出的草物料捆包密度高，效果好。紐荷蘭公司研制的NH565[23]型方捆草物料壓縮打包機(jī)采用活塞往復(fù)式壓縮，活塞壓縮頻率為80次/min，捆包成型率高達(dá)86.5%，成型捆包密度大小一般為100-180kg/m3之間，成型捆包損失率大小一般在8%-10%之間，不間斷工作的情況下捆包生產(chǎn)率為25捆/小時。紐荷蘭公司比較具有突破性BB940和BB950[24]型草物料撿拾壓縮打包機(jī)，可實現(xiàn)草物料在壓縮打包過程的監(jiān)測與控制，但存在一定的缺陷，活塞壓縮頻率較低。紐荷蘭公司著名的草物料方捆壓縮打包機(jī)和草物料圓捆壓縮打包機(jī)如圖1-2、圖1-3所示。約翰迪爾草物料方捆壓縮打包機(jī)（圖1-4）和草物料圓捆壓縮打包機(jī)（圖1-5）在全世界范圍內(nèi)使用最廣泛，整機(jī)工作幅寬1.7米，通過絞龍粉碎和拔叉喂入的組合方式，圖1-2紐荷蘭BR780方捆機(jī)圖1-3紐荷蘭BC5050圓捆機(jī)Fig.1-2NewHollandBC780squarebalerFig.1-3NewHollandBC5050roundbaler圖1-4約翰迪爾568方捆機(jī)圖1-5約翰迪爾L340圓捆機(jī)Fig.1-4JohnDeere568squarebalerFig.1-5JohnDeereL340roundbaler最大的優(yōu)點(diǎn)是可實現(xiàn)在壓縮打包過程中的控制調(diào)節(jié)，可針對草物料直徑在81-183cm范

蘆葦壓縮特性及其壓縮打包裝置設(shè)計與研究5縱觀全世界的農(nóng)業(yè)機(jī)械市場，可得知較為著名的農(nóng)業(yè)機(jī)械品牌為美國海斯頓、紐荷蘭及約翰迪爾等大型農(nóng)業(yè)研發(fā)制造外企，約翰迪爾已成為農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)業(yè)中的龍頭企業(yè)。同樣比較發(fā)達(dá)的農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)制造的德國，其著名的農(nóng)業(yè)機(jī)械品牌有克拉斯、威力格爾等較強(qiáng)的農(nóng)業(yè)制造公司。諸多著名公司見證了草物料壓縮打包機(jī)的發(fā)展。19世紀(jì)初，著名農(nóng)業(yè)科技品牌紐荷蘭公司經(jīng)過實驗研制的圓捆草物料壓縮打包機(jī)功能強(qiáng)大，可變壓縮倉能夠?qū)崿F(xiàn)對草物料的連續(xù)撿拾并壓縮打包，并且最終壓縮出的草物料捆包密度高，效果好。紐荷蘭公司研制的NH565[23]型方捆草物料壓縮打包機(jī)采用活塞往復(fù)式壓縮，活塞壓縮頻率為80次/min，捆包成型率高達(dá)86.5%，成型捆包密度大小一般為100-180kg/m3之間，成型捆包損失率大小一般在8%-10%之間，不間斷工作的情況下捆包生產(chǎn)率為25捆/小時。紐荷蘭公司比較具有突破性BB940和BB950[24]型草物料撿拾壓縮打包機(jī)，可實現(xiàn)草物料在壓縮打包過程的監(jiān)測與控制，但存在一定的缺陷，活塞壓縮頻率較低。紐荷蘭公司著名的草物料方捆壓縮打包機(jī)和草物料圓捆壓縮打包機(jī)如圖1-2、圖1-3所示。約翰迪爾草物料方捆壓縮打包機(jī)（圖1-4）和草物料圓捆壓縮打包機(jī)（圖1-5）在全世界范圍內(nèi)使用最廣泛，整機(jī)工作幅寬1.7米，通過絞龍粉碎和拔叉喂入的組合方式，圖1-2紐荷蘭BR780方捆機(jī)圖1-3紐荷蘭BC5050圓捆機(jī)Fig.1-2NewHollandBC780squarebalerFig.1-3NewHollandBC5050roundbaler圖1-4約翰迪爾568方捆機(jī)圖1-5約翰迪爾L340圓捆機(jī)Fig.1-4JohnDeere568squarebalerFig.1-5JohnDeereL340roundbaler最大的優(yōu)點(diǎn)是可實現(xiàn)在壓縮打包過程中的控制調(diào)節(jié)，可針對草物料直徑在81-183cm范
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本文編號：2888206