玉米秸秆皮穰分离机剥叶机构的试验研究

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1、2015年3月农机化研究第3期玉米秸秆皮穰分离机剥叶机构的试验研究112李利桥，王德福，马丽君(1．东北农业大学工程学院，哈尔滨150030;2．黑龙江省农业机械试验鉴定站，哈尔滨150301)摘要:为提高玉米秸秆的利用价值，进行玉米秸秆皮、穰、叶分离加工非常有必要。为此，对茎叶分离的关键机构—剥叶机构进行了试验研究。依据自行设计的剥叶试验装置，选取影响剥叶效果的主要因素喂入速度、剥叶辊转速、剥叶板间隙、剥叶板夹角为试验因素，以剥叶率为试验评价指标，采用四因子二次回归正交旋转组合设计方法，建立了4个试验因素对剥叶率的影响规

2、律模型。综合考虑各影响因素，确定最佳参数组合为:喂入速度1m/s、剥叶辊转速1000r/min、剥叶板间隙24mm、剥叶板夹角15°。关键词:玉米秸秆;剥叶机构;剥叶辊;剥叶板;试验中图分类号:S817．19文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)03－0207－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.03.051研究自行设计了以剥叶板为主要工作部件的剥叶机0引言构，并对其进行了试验研究，所得结论对研制高效的我国玉米秸秆的年产量达到2．5亿t左右，占各玉米秸秆茎叶或皮穰分离机械具有理论

3、和现实意义。［1］类农作物秸秆总量的30%之多。目前，玉米秸秆作1试验设备和方法为一种非常有价值的可再生资源，在种植业、畜牧业［2］及工业生产中均得到了不同程度的利用;但由于受1．1玉米秸秆剥叶试验装置到经济与技术发展水平的限制，对玉米秸秆的利用尚本研究设计的剥叶试验装置主要由喂入机构、剥处于初级阶段。叶机构、传动机构等组成，其总体尺寸为1500mm×玉米秸秆主要由皮、穰和叶组成，不同部位的化1040mm×940mm，如图1所示。［3］学成分差异较大，营养物分布不均匀。穰和叶含有丰富的粗蛋白、粗脂肪、半纤维素和糖等，是养畜

4、的优良饲料;皮的主要成分是纤维素和木质素，强度高、韧性好，是造纸、人造板等行业的好材料。同时，由于玉米秸秆分布分散、蓬松、容重小、整秆不易压缩、叶片占比高、存贮占空间大(叶的体积比约为47%)，致使玉米秸秆收贮困难且运输成本高。因此，将玉米秸秆皮、穰、叶分离加工非常有必要，尤其应先解决茎叶分离问题，以促进其在饲料化、材料化、能源化等方面的［4－5］应用。目前，我国在玉米秸秆茎叶(或皮穰)分离方面已［6－9］进行了一些研究，如采用冲击去叶、压扁碾搓的原1．喂入台2．输送辊3．夹持辊4．支撑辊5．上剥叶辊理来实现茎叶分离，但尚

5、存在冲击部件易受损、秸秆6．下剥叶辊7．机架外皮损伤大、结构复杂、生产效率低等问题。为此，本图1玉米秸秆剥叶试验装置Fig．1Leaf－strippingdeviceforcornstalk收稿日期:2014－04－15其中，喂入机构由喂入台、输送辊、夹持辊和支撑基金项目:黑龙江省科技攻关项目(GC13B604);“十二五”国家科技支撑计划项目(2011BAD20B08)辊(后两者等速反向旋转)组成。剥叶机构由一对等作者简介:李利桥(1988－)，女，河南濮阳人，硕士研究生，(E－mail)速反向旋转的剥叶辊组成，两者中心

6、距为144mm，每liliqiao1108@163．com。个剥叶辊在圆周方向上均布安装3对可变换夹角的剥通讯作者:王德福(1964－)，男，哈尔滨人，教授，博士，(E－mail)df-wang640203@sohu．com。叶板，其主要尺寸为50mm×60mm×10mm。·207·2015年3月农机化研究第3期工作时，将秸秆根部朝前由喂入机构喂入，并被验结果的平均值，其计算公式为夹持输送到剥叶机构，沿喂入方向做匀速运动;当玉mY=×100%M米秸秆从上下剥叶辊的空隙通过时，高速旋转的剥叶辊以较高的相对线速度对秸秆上的叶进

7、行多次冲击式中Y—剥叶率(%);和搓擦，从而完成剥叶过程;当秸秆通过夹持辊时，秸m—剥去叶的质量(g);秆主要受剥叶辊的冲击作用而向前加速运动，此时无M—玉米秸秆叶的总质量(g)。表1试验因素编码表法进行剥叶作业;当剥叶辊对玉米秸秆上叶的作用力Table1Experimentalfactorsandlevels［10］大于叶与茎秆之间的连接力(一般为0．7～16N)时，叶从茎秆上被分离下来。喂入速度剥叶辊转速剥叶板间隙剥叶板夹角编码值－1－1X/mmX/(°)X1/m·sX2/r·min341．2试验仪器BSA3202S型

8、电子天平，DHG－9420A型电热恒温－20．5400210鼓风干燥箱，F700型变频器，LZ－45型转速表。－11．060024151．3试验材料01．58002730采用2012年秋季收获的玉米秸秆，平均直径为12．01000304521～27mm，含水率为10．86%。22．5120033601．