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研究玉米秸秆转换技术,将废弃的玉米秸秆资源转换为优质的玉米秸秆饲料,是保护生态环境,促进我国农牧业可持续发展的重要课题。本文在借鉴传统秸秆揉搓机设计思想的基础上,采用理论分析设计计算与虚拟样机等技术相结合的方法,设计了玉米秸秆挤丝揉搓机。本文主要研究了玉米秸秆的力学性能、玉米秸秆的揉搓机理、关键部件的选型设计计算、零部件的建模及重要机构的运动仿真和关键部件的有限元分析。本文的研究内容及成果如下:(1)以玉米秸秆为研究对象,对玉米秸秆进行了拉伸、压缩和剪切力学性能试验,得出了其载荷—位移曲线。利用数据处理软件得出了玉米秸秆的拉伸、压缩和剪切的弹性模量和强度等弹性参数。结果表明:拉伸时,弹性模量Ej≈5117.9~7800.5MPa,强度σj≈14.00~24.00MPa;压缩时,弹性模量Kg≈350.32~375.80MPa,强度σg≈6.85~8.55MPa;剪切时,弹性模量Gh≈14.06~29.48MPa,强度τh≈1.84~4.86MPa。(2)从运动学、空气动力学出发,对玉米秸秆的揉搓机理进行了分析,得出了揉搓质量和度电产量等参数受揉搓室内有无齿条、锤片数目、转子转速、玉米秸秆物料与内壁的摩擦系数和气流作用等几个因素的影响。(3)根据本文的研究目的,并结合现有设备的一些功能和特征,设计出了一款功耗低、经济适用的、集压扁挤丝和揉搓功能的玉米秸秆挤丝揉搓机。详细设计了机器的零部件,并对其进行了参数优化。玉米秸秆挤丝揉搓机主要技术参数为:配套动力,11kW;生产率,2t/h;整机质量,360kg,外形尺寸,2850×750×900mm。(4)采用三维建模软件,对玉米秸秆挤丝揉搓机的每一零部件进行了建模,并对关键机构进行了运动仿真;对关键部件锤片进行了有限元分析,为其结构优化设计和安全性验证提供数据支撑。