黃瓜藤秸稈切割性能研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)設(shè)施園藝的栽培面積已超過(guò)5000萬(wàn)畝，居于世界首位。大量園藝秸稈與殘茬如何低功耗高效切割粉碎，實(shí)現(xiàn)就近資源化利用，成為設(shè)施園藝可持續(xù)發(fā)展必須解決的難題之一。黃瓜藤秸稈是一種典型的、產(chǎn)量較多的園藝秸稈，具有韌性高、含水率高等特點(diǎn)，其切割特性與麥秸、稻草等一般農(nóng)作物特性有所不同，因此，開(kāi)展黃瓜藤秸稈切割性能研究，對(duì)研制黃瓜藤等藤蔓類(lèi)園藝秸稈專(zhuān)用高效切割粉碎機(jī)械，具有非常重要參考價(jià)值，在豐富完善高效切割技術(shù)方面具有一定理論價(jià)值。<

2、br>　　 秸稈的切割過(guò)程除了與秸稈本身的自有特性有關(guān)，還與切刀型式、切割方式和切割速度等密切相關(guān)。因此，本文以黃瓜藤為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)秸稈拉伸特性試驗(yàn)和微觀結(jié)構(gòu)觀察分析，研制秸稈切割性能試驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)展黃瓜藤秸稈切割性能測(cè)試等試驗(yàn)研究。具體工作如下:
　　 首先利用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同狀態(tài)下黃瓜藤秸稈抗拉強(qiáng)度和彈性模量等力學(xué)性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，利用電子顯微鏡對(duì)不同狀態(tài)下黃瓜藤秸稈微觀結(jié)構(gòu)觀察，分析其微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。試驗(yàn)得到:黃瓜藤

3、秸稈根部、中部和頭部的平均抗拉強(qiáng)度分別為7.35MPa、6.30MPa和4.68MPa,平均彈性模量分別是280.58MPa、198.81MPa和137.22MPa;通過(guò)微觀結(jié)構(gòu)觀察，發(fā)現(xiàn)黃瓜藤秸稈由表皮、機(jī)械組織、維管束、薄壁組織組成，是一種多孔、篩狀、不均勻的復(fù)合材料。結(jié)果表明:秸稈的機(jī)械組織越發(fā)達(dá)，表皮越厚，維管束越多，葉片抵抗外載荷的能力越強(qiáng)。綜上，黃瓜藤秸稈具有較高的強(qiáng)度和良好的彈性，從根部到頭部，其抵抗變形能力逐漸降低。

4、r>　　 其次，研制了秸稈切割試驗(yàn)臺(tái)，其主要由切割機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)和測(cè)控系統(tǒng)組成，切割機(jī)構(gòu)可在0～1500r/min的切割速度范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，輸送機(jī)構(gòu)可以對(duì)秸稈進(jìn)行夾緊和輸送。測(cè)控系統(tǒng)由測(cè)力傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、運(yùn)動(dòng)控制卡以及Labview軟件組成，可實(shí)現(xiàn)輸送速度和切割速度連續(xù)可調(diào)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集的功能，并將數(shù)據(jù)以EXCEL格式保存，便與觀察分析。
　　 然后，使用單擺式切割試驗(yàn)臺(tái)對(duì)影響黃瓜藤切割性能的秸稈橫截面積、切割速度、刀

5、具型式和切割方式進(jìn)行了單因素試驗(yàn)和多因素交互試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得到:橫截面積越大、切割速度越小，則切割力越大，同等條件下，采用直刃刀和削切方式可減小切割力;通過(guò)切割方式、刀片型式和切割速度的多因素方差分析，得出:切割方式、刀片型式和切割速度對(duì)應(yīng)的F值分別為21.316、49.141和0.222，這說(shuō)明切割方式和刀片型式對(duì)切割力影響較為顯著。
　　 最后，進(jìn)一步使用3FC-500型小型秸稈切割粉碎機(jī)進(jìn)行切割粉碎試驗(yàn)，考查單次加料量