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牧草打捆機的畢業(yè)設(shè)計-展示頁

2024-12-13 15:43本頁面
  

【正文】 — 物料 的初始密度, (kg/ m ); A、 b 均是試驗系數(shù)。 后來他又在密閉容器內(nèi)對麥秸進行實驗研究,并得出麥秸在密閉容器內(nèi)壓縮時,壓縮力與壓縮量 之間呈拋物線關(guān)系: ? ???Ax (1— 8) 式中: p— 壓縮力, (kg/m ); x— 對物料的壓縮量, (mm); A 和 n 是試驗系數(shù)。多年來,此式一直被作為壓捆機設(shè)計的理論依據(jù),它對壓捆機的設(shè)計在方向 上有一定的意義,對于閉式壓縮有重要指導(dǎo)作用。通過分析研究他提 出了以下表達式: P= c ? k (1— 6) 式中: ??— 物料的濕度系數(shù); ? =〔 l ??(w ??)〕 w— 物料的濕度; ??— 壓縮過程中的壓縮速度影響系數(shù); ? ????0. 84 ; v — 壓縮過程中當前位置的壓縮速度; ???— 壓縮后物料的密度, (kg/m ); m m m 2 3 3 ????— 物料的初始密度, (kg/m ); 2 c ? ????????????????????????????????????????????????????(l— 4) 2 3 小麥秸稈 燕麥秸稈 苜蓿 牧草 系數(shù) ??? ??? ??? ??? ? 10 ? 10 ? 10 ? 10 15 50N/cm ??? ??? ??? ??? ? 10 ? 10 ? 10 ? 10 50 200 N/cm c 0 3 3 [4] m 5. 3 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 k — 物料的硬度系數(shù),對整齊的秸稈 k =1,對糾纏的 k =,對牧草 k =; c 和 m 均為試驗系數(shù)一般取 c= 10 , m=。 該表達式只有在 ? =15— 55%之間成立, c 和 m 的值如表 1— 1 所示: 表 1 1 各種物料壓縮時的實驗系數(shù) c 和 m 值 89%干重 %干重 %干重 86%干重 m m 50— 60 年代蘇聯(lián)學(xué)者對纖維物料的壓縮過程也進行了很多研究,如奧索波夫 (Osobov)通過實驗和 理論分析研究認為,纖維物料在壓縮過程中壓縮力僅取決于被壓縮 物料的初始密度和壓縮過程中 的壓縮程度,在此基礎(chǔ)上提出: a 式中: ????— 壓縮后物料的密度, (kg/m ); ??0 — 物料的初始密度, (kg/m ); c 和 a 均為試驗系數(shù),表明草料的物理機械特性。 1964 年西德學(xué)者薩哈特 (Sacht)利用小麥和燕 麥秸稈以及苜蓿和牧草進行試驗研究,首次發(fā)現(xiàn)被壓 縮物料的濕度對壓縮過程有很大的影響。他通過在密 閉容器內(nèi)以低速壓縮牧草,來研究壓縮力和壓縮后牧草容積密度之間的關(guān)系,并得出了如下壓縮 力和壓縮后物料容積密度之間的規(guī)律: ? ??c????????????????????????????????????????????????(1— l) 式中: ???— 壓 縮力, (kg/cm ); ???— 壓縮后物料的密度, (kg/m ); ??0 ??— 初始壓縮力 (kg/ cm ); : ??0 — 物料的初始密度 ,( kg/m ); m 是試驗系數(shù)。 國內(nèi) 外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 飼草壓縮理論的研究概況 壓縮理論是飼草料壓捆、壓餅、壓塊等機具設(shè)計的理論依據(jù),具有重要的價值 。據(jù)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)成套設(shè)備所的實驗設(shè)計,飼草打捆平均密度可 以增大 10 倍左右,而運輸成本可降低 70%左右,可見飼草壓捆機的商業(yè)效益是十分顯著的 。由此可見,把飼草打成高密度的草捆后儲存或運輸,是降低飼草成本的 重要步驟。因此,加快我國的牧草、秸稈的產(chǎn)業(yè)化進 程,能為我國增加出口創(chuàng)匯,成為國民經(jīng)濟大產(chǎn)業(yè),這在發(fā)達國家如美國、加拿大等已得到證實 。不僅如此,近年 來隨著畜牧業(yè)的迅速發(fā) 展,中國加入 WTO,周邊的許多國家,像韓國、日本都是飼料資源短缺的 國家,國際市場對牧草、秸稈等飼料的需求會大幅增加。 2021 年 初,我國內(nèi)蒙古、新疆共有 12 個地 (州 )60 個縣出現(xiàn)的“白災(zāi)”使 30 萬頭受災(zāi)牲畜死亡,主要原因是由于飼料缺乏的饑餓所致, 很顯然解決這個問題的有效措施就是為這些牧草缺乏或季節(jié)缺草的地區(qū)準備充足的越冬飼草;另 一方面我國草業(yè)發(fā)展帶有比較 突出的地域性特點,牧草種植基地大多位于黃河流域及華北、西 北,而牧草銷售市場多位于華東、華南的奶牛、肉牛飼養(yǎng)密集區(qū)。這是我們必須面臨的顯示問題,急需有一個合理的辦法來解決這個現(xiàn)狀。此外 ,牧草 在流通領(lǐng)域中遇到的一個主要問題 ,就是由于牧草的堆密度小 ,使其運輸成本增加 ,利潤空間下降。據(jù)統(tǒng)計,我國共有各類天然草地面積約 億 hm ,占國土 面積的 %,僅次于澳大利亞,居世界第二位,同時也秸稈資源最為豐富的國家之一,每年生 產(chǎn) 億多 t 的秸稈。本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 1 緒論 問題的提出 牧草打捆機的設(shè)計 我國地域廣袤,而且作為農(nóng)業(yè)大國,有著先天獨厚的發(fā)展畜牧業(yè)的條件。我國草原遼闊,類型繁 多,資源豐富,是巨大的天然寶藏。 然而我國草場的分布很不均勻 ,導(dǎo)致我國部分地區(qū)一方面牧草匱乏 ,另一方面則因季節(jié)性牧草過剩而 得不到合理 利用被廢棄 ,不僅浪費了牧草資源 ,造成經(jīng)濟損失 ,同時也污染了草地和環(huán)境。 有些地方甚至因為利潤微薄而寧可燒掉 ,也不愿意費時費力地運輸 ,造成了資源浪費 ,而且也污染了 生態(tài)環(huán)境。近年來,由 于各牧場的牲畜存欄量不斷增加,而相應(yīng)的管理政策又相對滯后,還有自然條件的惡化,即使在 牧草比較豐富的牧區(qū),季節(jié)性的飼草缺乏現(xiàn)象也很嚴重 。由于草場分布不均,部分地區(qū) 因季節(jié)性牧草過剩得不到合適的處置而被廢棄,浪費了資源,也污染了草原 。加入 WTO,我國資源成本相對較高的種 植業(yè)面積可能會適當減少,種植業(yè)比較效益下降將促使土地資源和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)向畜牧業(yè)、草業(yè) 等方面調(diào)整,牧草生產(chǎn)和加工 產(chǎn)業(yè)將面臨新的機遇。 在牧草、秸稈等纖維物料的商品化生產(chǎn)過程中,首先遇到的問題是這些物料松散,容 積密度小, 收集、運輸困難,運輸時虧噸現(xiàn)象嚴重 ?這些物料無論在儲存還是運輸時,都占用很大的空間,面 臨嚴重的運輸成本壓力。也是使得牧草得到合理利用的有效途徑,既可解決牧草資源的分布不均而得不到合理 利用的弊端,有可解決環(huán)境問題。牧 草業(yè)也會因此有長足的發(fā)展。 1938 年西德學(xué)者斯卡維特 (Skalweit)首次開始研究纖維物料在壓縮過程中的壓縮機理。 1959 年西德另一位學(xué)者麥威斯 (Mewes )通過實驗研究分析斯卡維特 (Skalweit)所得出的數(shù)學(xué)模型, 根據(jù)分析研究,他對斯卡維特的結(jié)論給予肯定,同時,他認為纖維物料在壓縮過程中壓縮力與物 2 [1] [2] [3] [4] [5] [6] m 2 3 ?? c ? 2 3 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 料的初始密度有關(guān),并分別 提出了在不同壓縮條件下壓縮力與物料密度之間的數(shù)學(xué)模型: ? ??c ????0 ) (1— 2) ? ??c ( ????0 ) (1— 3) 式中: ??— 壓縮力, (kg/cm ); ???— 壓縮后物料的密度, (kg/m ); 0 c 和 m 均為試驗系數(shù)。通過實驗研究,他認為,斯卡維特的數(shù)學(xué)模型只有在壓 力小于 200N/cm 時才成立,并提出如下數(shù)學(xué)表達式: ?? 式中: ??— 壓縮力, (kg/mm ); ??— 被壓縮物料的濕度; ???— 壓縮后物料的密度, (kg/m ); ? c 和 m 均為試驗系數(shù),不同的物料具有不同的值。 蘇聯(lián)的另一位學(xué)者赫拉帕奇 (Hulapaqi)研究認為,纖維物料在壓縮過程中壓縮力不僅與壓縮后壓縮 物的壓縮程度有關(guān) ,而且與壓縮過程中的壓縮速度以及物料的濕度有關(guān)。 該表達式雖然是在密閉容器內(nèi)實驗得到的,但在開式壓捆室壓縮干物質(zhì)含量為 85%的小麥秸稈的 實驗中得到了證實。 蘇聯(lián)學(xué)者普斯特金 (Pusteky)對纖維物料壓縮過程中被壓縮物料的壓縮量與壓縮力之間的關(guān)系進行 了分析和研究,他用窄板條壓縮未脫粒的小麥秸稈進行實驗研究得出了壓縮力與被壓縮物料壓縮 量之間關(guān)系: bs ? ???Ae (1— 7) 式中: ??— 壓縮力, (kg/m ); s— 物料的初始厚度, (mm); x— 對物料的壓縮量, (mm); A 和 b 均是試驗系數(shù),對于牧草和苜蓿 A=, b=。 此外,英國和美國等國的學(xué)者對不同纖維物料壓縮過程作了大量的研究試驗和理論分析,如 :1984 年英國學(xué)者多佛而奇 (0’ Dogherty)和威來爾 (Wheller)通過實驗研究和理論分析,并根據(jù)壓縮過程 中物料的容積密度范圍提出兩個模型: ? ??c ? ( ? 400kg/m ) (1— 9) ? ??c (ln ??) ( ? ??400 g / m ) (1— 10) 式中: ??— 壓縮力, (kg/cm ); ???— 物料壓縮過程中的密度, (kg/m ); n、 m 均是試驗系數(shù)。 他們對其進一步推導(dǎo): 令: A ??0 ??k 0 ; rc 將公式 (1— 11)轉(zhuǎn)化成壓縮力與壓縮活塞位移之間的關(guān)系: b e 式中: k 0 — 物料的初始松散模量; ??? [7] s ??x 2 n 2 m 3 n 3 3 3 A 0 ??????????[ e ??l )] (l—11) 2 ? r ? ; 3 3 ?? b ? ; k bs ????????[ ??l ] (1—12) ( ? ) 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD 圖紙 401339828 ??0 — 物料的臨界密度, (kg/m ); s— 壓縮活塞的位移, (mm); l— 壓捆室長度, (mm)。 縱觀國內(nèi)外學(xué)者對各種纖維物料壓縮過程所作的各種實驗研究和理論分析,主要是從不同角度出 發(fā),采用不同的壓縮方式和條件對不同的纖維物料進行試驗和理論研究。這些研究成果在解決壓縮力和壓縮程度之間的問題中發(fā)揮了極其重要的作用,對秸稈等纖維 物料壓縮過程 的理論分析,壓縮設(shè)備的設(shè)計和牧草壓縮生產(chǎn)過程研究起到了指導(dǎo)作用,提供了理 論依據(jù)。 國外壓捆機的發(fā)展概況 1870 年美國人迪得里克 (DederiC)研制出人類歷史上的第一臺機械式固定牧草壓捆機,被改進完善 后,在歐美一些國家得到廣泛應(yīng)用。 60 年代中期,圓草捆卷捆 機誕生, 70 年代迅速發(fā)展, 80 年代方、圓捆機并行發(fā)展。國際著名的農(nóng)機 生產(chǎn)商如美國紐荷蘭 (NewHolland)、約翰迪爾 (JohnDeere)、凱斯公司,英國福格森公司,韓國成 元公司,意大利 GALLIGNANI 公司,德國威格公司和前進公司的壓捆機都己系列生產(chǎn),這些設(shè) 備無論在機械結(jié)構(gòu)、動力配套、液壓系統(tǒng)還是控制系統(tǒng)設(shè)計方面都處理得很成功,一些新的設(shè)計 理論、
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