狗尾草压缩特性试验研究

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1、2015年3月农机化研究第3期狗尾草压缩特性试验研究胡彩旗，陈夕尧，张兆玉，黄新平(青岛农业大学，山东青岛266109)摘要:目前国内的压捆机生产出的草产品密度还比较低，向高密度发展是一个必然的发展趋势。为此，通过对狗尾草的高密度压缩试验，研究其压缩过程的基本规律，获得了体积模量与压缩密度、压力与压缩密度及压缩密度与压缩量之间的变化规律，旨在为压缩设备及压缩工艺的优化提供理论依据。关键词:高密度;狗尾草;草片;压缩规律+中图分类号:S124．9文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)03－0175－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.201

2、5.03.043藏。所以需要制成草产品，增大草物料的密度，而无0引言论将这类草物料资源开发成成品还是半成品，一般都［4］我国草物料资源丰富，包括天然的和人工种植的需要中间的“压缩”这一环节。压缩是对松散物料牧草以及农作物残留秸秆等，是一种非常经济实惠的施以压力，使其体积减小、密度增大。农业纤维物料［5］可再生资源，可作为养殖牲畜的饲料或发电厂的原料属于粘弹性生物物料，其压缩特性必然会对农业纤等，具有很高的经济价值。据统计，我国各类非人工维物料的压缩工艺、压缩设备和压缩后产品的质量等2种植的草地面积就达4亿hm，世界上居第二位。可有影响。因此，弄清这些特性对完善压缩理论及压

3、缩见，我国草资源非常丰富，潜在非常巨大的经济效益。设备的研制、优化尤为重要。本文主要研究压缩的基2其中，天然草原约有3．6亿hm，农耕区山坡和丘陵上本规律，最终为压缩设备及压缩工艺的优化提供理论2生长的草资源有0．9亿hm，滩涂、沼泽草地等约有依据。20．12亿hm，它们是我国草物料生产的主要场所，是1试验方案［1］我国畜牧业发展的重要生产资源。据不完全估计，全世界每年可产生近20亿t的秸1．1试验装置的设计秆，我国年产作物秸秆约6亿t多，占全世界秸秆总产物料压缩方式分为闭式压缩和开式压缩两种，且量的20%～30%［2］。这些草资源的利用涉及到了整我国主要以“闭式”压缩为

4、主。压捆室为草物料压缩个农业生态系统中土壤肥力、水土保持、环境安全以试验台的主要工作部件，一般采用厚板焊合结构。压及可再生资源有效利用等可持续发展问题。对草物捆室焊合后，在压缩室全长范围的内侧尺寸偏差不低料的合理开发利用不但可以实现可观的经济价值，而于GB/T1800．3－1998规定的公差等级IT16，取正值。且还可以改善人类的生存环境。目前，草物料资源的本文根据试验要求，设计了如图1所示的压缩装置。开发己引起世界各国的普遍关注，并逐步发展成为可材料为钢材，压缩室的内部截面尺寸设置为230mm×持续性农业的重要方面［3］。2013年中央一号文件仍230mm，压缩室的高度

5、为350mm，活塞杆的材料为45继续关注“三农”问题，第一次定义了“家庭农场”的工钢。为了压缩过程的顺利进行，压板与压缩室内壁留作模式，激励农民创办家庭农场，这就需要大量的草有2mm的间隙。1．2试验材料和试验设备产品。本次试验所用狗尾草皆选自山东青岛(位于北纬但由于牧草、农作物秸秆等草物料资源都有一个35°东经119°附近)，且均已晒干，晒干后的狗尾草含共同的特点，即在自然堆放状态下比较松散、占用空水率在(5±1)%。间比较大、密度比较小，导致运输费用高同时不便储本次试验在WAW31000型微机控制电液伺服万收稿日期:2014－04－01能试验机上进行，如图2所示。该试

6、验机由中科院长基金项目:山东省自然科学基金项目(ZＲ2011EEQ014)春科新公司试验仪器研究所开发研制，能提供的最大作者简介:胡彩旗(1974－)，女，山东郯城人，副教授，硕士生导师，(E－mail)hucaiqi@163．com。试验力为1000kN，测量范围1%～100%F．S，下横梁·175·2015年3月农机化研究第3期最大升降速度v＞200mm/min。该试验机采用的是100mm)、过渡阶段(100＜S＜120mm)和压实阶段(SYawTEST液压式压力试验机测量控制系统(Ver1．6)，＞120mm)。具有自动采样数据、自动分析、操作高度智能化等特1)松散

7、阶段:随着压缩量的增加，压缩狗尾草所点，性能稳定、控制可靠。需的压缩力增长比较缓慢，且压缩量与所受的压缩力近似呈线性关系。该过程主要是以克服狗尾草之间空隙为主。该阶段可以用较小的压缩力获得较大的压缩量(压缩密度)。2)过渡阶段:随着压缩量的增加，施加的压缩力增长较快，压缩量与压缩力呈非线性关系。这一过程从以主要克服狗尾草间空隙为主，变为以主要克服狗尾草本身内部的空隙为主，此过程后狗尾草本身均已被破坏。3)压紧阶段:压缩力与压缩量近似呈线性关系。压缩量稍有增加，压缩力增加非常明显。此阶段狗尾草内部的空隙基本被克服，增加较大的压缩