發(fā)布時(shí)間：2020-02-25所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:為研究在開(kāi)式壓縮過(guò)程中，棉稈物理特征參數(shù)(棉稈含水率、棉稈切斷長(zhǎng)度)和壓捆機(jī)構(gòu)的工藝參數(shù)(棉稈喂入量、壓縮活塞頻率)與棉稈壓捆時(shí)的功率消耗、壓縮活塞拉壓力、壓縮室壓力和壓捆密度的關(guān)系，設(shè)計(jì)了一種基于側(cè)喂入打捆機(jī)的壓捆試驗(yàn)平臺(tái)及其測(cè)試系統(tǒng)。
摘要:為研究在開(kāi)式壓縮過(guò)程中，棉稈物理特征參數(shù)(棉稈含水率、棉稈切斷長(zhǎng)度)和壓捆機(jī)構(gòu)的工藝參數(shù)(棉稈喂入量、壓縮活塞頻率)與棉稈壓捆時(shí)的功率消耗、壓縮活塞拉壓力、壓縮室壓力和壓捆密度的關(guān)系，設(shè)計(jì)了一種基于側(cè)喂入打捆機(jī)的壓捆試驗(yàn)平臺(tái)及其測(cè)試系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)打捆機(jī)的改造，在主軸處添加扭矩傳感器、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的連桿處添加拉壓傳感器、壓縮室處添加壓力傳感器，使其能夠一次性實(shí)時(shí)檢測(cè)棉稈在開(kāi)式壓縮過(guò)程中打捆機(jī)主要零部件的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將試驗(yàn)數(shù)據(jù)以Excel表格和波形圖的形式保存下來(lái)。分別進(jìn)行單因素和多因素正交試驗(yàn)，單因素試驗(yàn)結(jié)果表明:棉稈切斷長(zhǎng)度為25cm、喂入量為3.5kg/s、壓縮頻率為90Hz、含水率為30%時(shí)，壓捆功率消耗、壓縮活塞拉壓力和壓縮室壓力相對(duì)較小，且壓捆密度相對(duì)較大。多因素正交試驗(yàn)結(jié)果表明:各因素對(duì)壓縮活塞拉壓力和壓縮室壓力影響最大的是棉稈切斷長(zhǎng)度，其次為含水率，喂入量和壓縮頻率對(duì)其的影響差不多;各因素對(duì)壓捆密度影響程度從大到小依次為含水率、棉稈切斷長(zhǎng)度、壓縮頻率、喂入量，且當(dāng)含水率為30%、喂入量為2.5kg/s、壓縮頻率為90Hz、棉稈切斷長(zhǎng)度為20cm時(shí)，棉稈壓捆密度最好。
關(guān)鍵詞:棉稈;壓捆;壓捆試驗(yàn)平臺(tái);力學(xué)特性;運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù);測(cè)試系統(tǒng)
引言
農(nóng)作物秸稈壓捆作業(yè)是打捆機(jī)具田間作業(yè)的一項(xiàng)重要工序，它與農(nóng)作物秸稈物理特征參數(shù)和壓捆機(jī)構(gòu)工藝參數(shù)的關(guān)系直接影響秸稈收獲的效率和收儲(chǔ)運(yùn)成本。農(nóng)作物秸稈壓捆試驗(yàn)參數(shù)是衡量秸稈壓捆作業(yè)的重要指標(biāo)，但采用打捆機(jī)直接進(jìn)行田間作業(yè)獲取壓捆試驗(yàn)參數(shù)時(shí)，存在收獲季節(jié)性強(qiáng)、田間種植情況差異大、試驗(yàn)重復(fù)性大和采集的數(shù)據(jù)精度不高等問(wèn)題[1-2]。因此，為獲得高精度的秸稈壓捆試驗(yàn)參數(shù)，一些學(xué)者研制了壓捆試驗(yàn)平臺(tái)及其測(cè)試系統(tǒng)，并對(duì)稻麥、牧草等作物秸稈進(jìn)行了壓捆試驗(yàn)研究[3-6]，得出了影響該物料的影響機(jī)理。
目前，研究農(nóng)作物秸稈物理特征參數(shù)和壓捆機(jī)構(gòu)的工藝參數(shù)與壓捆時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的關(guān)系的方式主要分為“閉式壓縮”和“開(kāi)式壓縮”[7]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者大多采用“閉式壓縮”方式研究牧草等的壓縮特性，得出了部分經(jīng)驗(yàn)公式及結(jié)論[8-11]。但是，農(nóng)作物實(shí)際壓捆作業(yè)中采用的是“開(kāi)式壓縮”方式，“閉式壓縮”與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程有較大差異。因此，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)楊明韶等將苜蓿、稻麥、牧草等作為研究對(duì)象開(kāi)展了一系列的“開(kāi)式壓縮”試驗(yàn)研究，并得出了開(kāi)式壓縮的壓縮力-密度數(shù)學(xué)模型、牧草在壓縮室內(nèi)不同位置的壓縮力與壓縮時(shí)間之間的關(guān)系，以及草片在壓縮全過(guò)程承受最大壓縮力的變化規(guī)律等[12-16]。以上研究多數(shù)采用桶式壓縮室或液壓驅(qū)動(dòng)的活塞，而實(shí)際打捆機(jī)采用的是方形壓縮室和機(jī)械驅(qū)動(dòng)的活塞，因此研究結(jié)論與實(shí)際生產(chǎn)存在一定偏差;研究對(duì)象為苜蓿、稻麥、牧草等軟質(zhì)農(nóng)作物秸稈[17-18]，而棉稈作為一種木質(zhì)素含量較高的硬質(zhì)農(nóng)作物秸稈，力學(xué)性能不同于軟質(zhì)農(nóng)作物秸稈，硬度和剛度均比稻麥和牧草大[19]。
為此，設(shè)計(jì)了一種基于側(cè)喂入打捆機(jī)的壓捆試驗(yàn)平臺(tái)及其測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)采集棉稈在實(shí)際壓捆過(guò)程中的功率消耗、壓縮活塞拉壓力和壓縮室壓力，開(kāi)展棉稈壓捆機(jī)理的基礎(chǔ)性研究，綜合分析影響棉稈壓捆質(zhì)量的影響機(jī)理，為棉稈壓捆作業(yè)和棉稈壓捆新機(jī)具的研發(fā)提供理論支持。
1試驗(yàn)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)及工作原理
1.1整體結(jié)構(gòu)
壓捆試驗(yàn)平臺(tái)及其測(cè)試系統(tǒng)主要由物料輸送裝置、動(dòng)力機(jī)架、液壓升降系統(tǒng)、側(cè)喂入打捆機(jī)及測(cè)試系統(tǒng)等組成，如圖1所示。壓捆試驗(yàn)平臺(tái)基于常用的側(cè)喂入打捆機(jī)，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)更接近實(shí)際的壓捆作業(yè)，對(duì)棉稈實(shí)際壓捆作業(yè)更有指導(dǎo)意義。
為了能夠獲取不同棉稈喂入量和壓縮頻率，物料輸送裝置和側(cè)喂入打捆機(jī)由不同的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。測(cè)試系統(tǒng)主要包括扭矩傳感器、拉壓傳感器、壓縮室壓力傳感器和采集軟件等，可一次性實(shí)時(shí)采集棉稈壓捆過(guò)程的主軸扭矩和轉(zhuǎn)速、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的拉壓力(壓縮棉稈的壓力)及壓縮室四周的壓力信號(hào)，并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)以Excel表格和波形圖的形式保存下來(lái)，便于數(shù)據(jù)處理和分析。
為了消除棉稈壓捆過(guò)程由于側(cè)牽引打捆機(jī)的振動(dòng)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響，在進(jìn)行試驗(yàn)之前采用液壓升降系統(tǒng)將動(dòng)力機(jī)架和側(cè)喂入打捆機(jī)升到同一高度。液壓升降系統(tǒng)主要包括雙作用液壓缸、手動(dòng)分配閥和電動(dòng)液壓站。壓捆試驗(yàn)平臺(tái)及其測(cè)試系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)，如表1所示。
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1.2工作原理
將預(yù)處理的棉稈平鋪到物料輸送裝置上;啟動(dòng)電動(dòng)液壓站，控制手動(dòng)分配閥給雙作用液壓缸供油使其動(dòng)作將動(dòng)力機(jī)架和側(cè)牽引打捆機(jī)升到距離地面12cm處;啟動(dòng)主變頻器，根據(jù)所需活塞壓縮頻率設(shè)定頻率，啟動(dòng)輸送變頻器，根據(jù)喂入量設(shè)定頻率;啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集軟件，根據(jù)采集需要設(shè)定參數(shù);啟動(dòng)主電機(jī)和輸送電機(jī)，達(dá)到規(guī)定壓縮頻率和喂入量后，開(kāi)始采集數(shù)據(jù);按數(shù)據(jù)采集要求采集完數(shù)據(jù)，先關(guān)閉輸送電機(jī)，再關(guān)閉主電機(jī);最后，將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，并統(tǒng)計(jì)壓捆密度。壓捆試驗(yàn)平臺(tái)工作流程如圖2所示。
2.2壓縮活塞頻率
側(cè)喂入打捆機(jī)通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(見(jiàn)圖3)對(duì)棉稈進(jìn)行壓縮，其壓縮頻率是影響棉稈壓捆質(zhì)量的另一個(gè)重要因素。本研究通過(guò)改變主變頻器的頻率改變曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的壓縮頻率。根據(jù)變頻電機(jī)頻率、轉(zhuǎn)速、主電機(jī)主軸與曲柄的轉(zhuǎn)速比，得出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)壓縮頻率與主變頻器頻率之間的關(guān)系為
2關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)
2.1棉稈喂入量
棉稈喂入量是影響棉稈壓捆質(zhì)量的一個(gè)重要因素，本研究主要通過(guò)改變輸送變頻器的頻率改變棉稈喂入量，從而研究棉稈喂入量與壓捆質(zhì)量之間的關(guān)系。根據(jù)變頻電機(jī)頻率、轉(zhuǎn)速、輸送輥線速度之間的關(guān)系，得出棉稈喂入量與輸送變頻器頻率之間的關(guān)系為
2.2壓縮活塞頻率
側(cè)喂入打捆機(jī)通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(見(jiàn)圖3)對(duì)棉稈進(jìn)行壓縮，其壓縮頻率是影響棉稈壓捆質(zhì)量的另一個(gè)重要因素。本研究通過(guò)改變主變頻器的頻率改變曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的壓縮頻率。根據(jù)變頻電機(jī)頻率、轉(zhuǎn)速、主電機(jī)主軸與曲柄的轉(zhuǎn)速比，得出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)壓縮頻率與主變頻器頻率之間的關(guān)系為
3測(cè)試系統(tǒng)
由于傳感器輸出的是4～20mA的電流信號(hào)，數(shù)據(jù)采集卡采集模擬電壓信號(hào)，之后將其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)輸送給安裝在PC機(jī)上的數(shù)據(jù)采集軟件，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的實(shí)時(shí)采集。因此，在傳感器和數(shù)據(jù)采集卡之間并聯(lián)100Ω精密電阻，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。
3.1電機(jī)控制系統(tǒng)
電機(jī)控制系統(tǒng)主要包括主電機(jī)控制和輸送電機(jī)控制:主電機(jī)控制用來(lái)為打捆機(jī)主軸提供動(dòng)力，使打捆機(jī)按照指定壓縮頻率完成壓捆作業(yè);輸送電機(jī)控制用來(lái)為輸送帶提供動(dòng)力，使輸送帶按照指定線速度將物料輸送到打捆機(jī)的喂入口，確保打捆機(jī)按指定喂入量進(jìn)行壓捆作業(yè)。電機(jī)控制系統(tǒng)箱內(nèi)安裝有24V直流電源，為傳感器提供激勵(lì)電源，確保傳感器能夠正常工作。電機(jī)控制系統(tǒng)電控箱如圖5所示。
3.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集卡及數(shù)據(jù)采集軟件:數(shù)據(jù)采集卡采集傳感器信號(hào)，將傳感器的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，便于傳感器信號(hào)的可視化顯示;數(shù)據(jù)采集軟件將采集的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)可視化，并自動(dòng)保存為EXCEL表格，便于數(shù)據(jù)的后續(xù)分析處理，可同時(shí)采集15路信號(hào)，每路信號(hào)可根據(jù)采集需要(扭矩、轉(zhuǎn)速、拉壓力、壓力)進(jìn)行設(shè)置。數(shù)據(jù)采集軟件界面如圖6所示。
1)扭矩傳感器。為了保證數(shù)據(jù)采集精度，扭矩傳感器通過(guò)彈性聯(lián)軸器安裝在主電機(jī)主軸上，且同軸度≤0.05mm。根據(jù)試驗(yàn)需要，試驗(yàn)平臺(tái)使用的主電機(jī)功率為55kW，主軸轉(zhuǎn)速最小為300r/min，根據(jù)式(3)計(jì)算得主軸的最大轉(zhuǎn)矩為1750.8N·m。因此，選擇量程0～±2000N·m的扭矩傳感器。有
2)拉壓傳感器。本研究將拉壓傳感器安裝在連桿和軸承座之間(見(jiàn)圖3)，用來(lái)測(cè)量棉稈在壓捆過(guò)程中連桿力的變化。為正確選擇拉壓傳感器的量程，本研究采用Adams動(dòng)力學(xué)仿真軟件對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真[20-22]，得出主電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時(shí)，連稈作用力的變化曲線，如圖7所示。為確保拉壓傳感器工作時(shí)的安全性，連桿最大作用力為18750N(安全系數(shù)1.5)，因此選擇量程0～±2.0T的拉壓傳感器。
3)壓縮室壓力傳感器。為能正確采集棉稈壓捆過(guò)程中，壓縮室三維應(yīng)力變化情況，在壓縮室左右側(cè)板對(duì)稱安裝3組壓力傳感器(稱為側(cè)板壓力傳感器);
上下壓板對(duì)稱安裝2組壓力傳感器(稱為壓板壓力傳感器)，且中心線與安裝在側(cè)板上的后2組壓力傳感器的中心線位于同一平面內(nèi)。壓縮室壓力傳感器如圖8所示。
4.1試驗(yàn)方案
為研究棉稈物理特征參數(shù)(棉稈含水率、棉稈切斷長(zhǎng)度)和壓捆機(jī)構(gòu)的工藝參數(shù)(棉稈喂入量、壓縮活塞頻率)與棉稈壓捆時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的關(guān)系，選取棉稈含水率、棉稈切斷長(zhǎng)度、棉稈喂入量和壓縮活塞頻率作為試驗(yàn)變量;將棉稈壓捆密度、消耗功率、壓縮活塞拉壓力和壓板(側(cè)板)壓力作為試驗(yàn)指標(biāo)，每個(gè)試驗(yàn)變量選取4個(gè)試驗(yàn)水平(見(jiàn)表2)[23]，進(jìn)行棉稈壓捆的單因素和多因素試驗(yàn)[24]。試驗(yàn)時(shí)，每組試驗(yàn)連續(xù)壓10個(gè)捆，每個(gè)捆的數(shù)據(jù)單獨(dú)采集，壓每個(gè)捆時(shí)的力值取最大值作為壓這個(gè)捆時(shí)的最終值;最后，取10個(gè)捆的平均值作為這組試驗(yàn)的力值和密度的最終值。
4.2試驗(yàn)結(jié)果與分析
設(shè)定上面的壓板為上壓板，在下的壓板為下壓板，面向打捆機(jī)分為左右兩側(cè)，按照物料沿壓縮室流動(dòng)的反向分為前后，如圖11所示。因此，壓板壓力傳感器分為上前、上后、下前及下后4個(gè)壓板壓力傳感器;側(cè)板壓力傳感器分為右前、右中、右后、左前、左中及左后6個(gè)壓板壓力傳感器。
4.2.1單因素試驗(yàn)
采用控制變量法進(jìn)行單因素試驗(yàn)時(shí)，固定含水率(15%)、喂入量(2.5kg/s)、壓縮頻率(80Hz)、切斷長(zhǎng)度(20cm)的其中3個(gè)及另一個(gè)在確定的試驗(yàn)水平中變化。
1)含水率15%、喂入量2.5kg/s、壓縮頻率80Hz時(shí)，棉稈切斷長(zhǎng)度變化時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果如圖12所示。
分析可知:棉稈在壓捆過(guò)程中，棉稈捆對(duì)上壓板和下壓板的壓力均由前向后增大;對(duì)右側(cè)板的壓力均為前面最大，中間最小;對(duì)左側(cè)板的壓力均由前向后逐漸減小;壓捆密度與消耗功率成正相關(guān)，且在棉稈切斷長(zhǎng)度為30cm時(shí)最大;棉稈切斷長(zhǎng)度≤25cm時(shí)，壓捆密度、消耗功率與棉稈切斷長(zhǎng)度成負(fù)相關(guān)。
由于棉稈切斷長(zhǎng)度為25cm時(shí)，在壓捆過(guò)程中，壓縮室整體壓力、壓縮活塞拉壓力、消耗功率均最小，且壓捆密度相差不大。因此，在其他條件不變時(shí)，進(jìn)行棉稈壓捆，棉稈切斷長(zhǎng)度為25cm是比較理想的。
2)含水率15%、壓縮頻率80Hz和切斷長(zhǎng)度為20cm時(shí)，棉稈喂入量變化時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果如圖13所示。
分析可知:棉稈在壓捆過(guò)程中，棉稈捆對(duì)上壓板和下壓板的壓力均由前向后增大;對(duì)右側(cè)板的壓力均為前面最大，中間最小;對(duì)左側(cè)板的壓力均由前向后逐漸減小;壓捆密度與消耗功率成正相關(guān)，與喂入量成反相關(guān)，且在喂入量為1.5kg/s時(shí)最大;消耗功率與喂入量成負(fù)相關(guān)。
由于棉稈喂入量為3.5kg/s時(shí)，在壓捆過(guò)程中，壓縮室整體壓力、消耗功率均最小，且壓縮活塞拉壓力也比較小，壓捆密度相差不大。因此，在其他條件不變時(shí)，進(jìn)行棉稈壓捆，棉稈喂入量為3.5kg/s是比較理想的。
3)含水率15%、喂入量2.5kg/s和切斷長(zhǎng)度為20cm時(shí)，壓縮頻率變化時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果如圖14所示。
分析可知:棉稈在壓捆過(guò)程中，棉稈捆對(duì)上壓板和下壓板的壓力均由前向后增大;對(duì)右側(cè)板的壓力均為前面最大，中間最小;對(duì)左側(cè)板的壓力均由前向后逐漸減小;壓捆密度與消耗功率、喂入量均成反相關(guān)，且在壓縮頻率為80Hz時(shí)最大;消耗功率與壓縮頻率成正相關(guān)。
由于壓縮頻率為90Hz時(shí)，在壓捆過(guò)程中，消耗功率最小、壓捆密度最大，且壓縮室壓力、壓縮活塞拉壓力也較小。因此，在其他條件不變時(shí)，進(jìn)行棉稈壓捆，壓縮頻率為90Hz是比較理想的。
4)喂入量2.5kg/s、壓縮頻率80Hz和切斷長(zhǎng)度為20cm時(shí)，含水率變化時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果如圖15所示
分析可知:棉稈在壓捆過(guò)程中，棉稈捆對(duì)上壓板和下壓板的壓力均由前向后增大;對(duì)右側(cè)板的壓力均為前面最大，中間最小;對(duì)左側(cè)板的壓力均由前向后逐漸減小;壓捆密度與含水率成正相關(guān)相關(guān)，且在含水率為30%時(shí)最大;棉稈含水率≤25%時(shí)，壓捆密度與消耗功率成正相關(guān)、消耗功率與含水率成正相關(guān);壓縮活塞拉壓力與含水率成正相關(guān)。
由于含水率為30%時(shí)，在壓捆過(guò)程中，消耗功率最小、壓捆密度最大，且壓縮室整體壓力、壓縮活塞拉壓力相差不大。因此，在其他條件不變時(shí)，進(jìn)行棉稈壓捆，含水率為30%是比較理想的。
分析圖12～圖15可知:不管在何種工況條件下，棉稈壓捆過(guò)程中，壓縮室左右兩側(cè)板前端所受的壓力遠(yuǎn)大于中部和后面的壓力。因此，為延長(zhǎng)側(cè)喂入打捆機(jī)的使用壽命，壓縮室左右側(cè)板的前端必須使用加強(qiáng)筋進(jìn)行加強(qiáng)。壓縮室壓力由前向后的變化趨勢(shì)與棉稈的切斷長(zhǎng)度、喂入量、含水率和壓縮活塞的壓縮頻率無(wú)關(guān)。
4.2.2多因素試驗(yàn)
試驗(yàn)選取了4個(gè)因素，每個(gè)因素又選取了4個(gè)水平(見(jiàn)表2)，如果采用全面試驗(yàn)法進(jìn)行試驗(yàn)，則需要進(jìn)行256次試驗(yàn)，將使試驗(yàn)的工作量很大。因此，為保證多因素試驗(yàn)的高效性、全面性及準(zhǔn)確性，本研究采用4因素4水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行多因素試驗(yàn)[25]，僅需進(jìn)行16次試驗(yàn)。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表3所示。
根據(jù)表3中的試驗(yàn)因素、水平組合進(jìn)行多因素正交試驗(yàn)，得到壓縮活塞拉壓力、壓縮室壓力和壓捆密度的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析(見(jiàn)表4)，比較各因素對(duì)各試驗(yàn)指標(biāo)的影響程度(見(jiàn)表5)[26]。
分析表5可知:棉稈壓捆過(guò)程中，各因素對(duì)壓縮活塞拉壓力和壓縮室壓力影響最大的是棉稈切斷長(zhǎng)度，其次為含水率，喂入量和壓縮頻率對(duì)其影響差不多;各因素對(duì)壓捆密度影響程度從大到小依次為含水率、棉稈切斷長(zhǎng)度、壓縮頻率、喂入量。
由于棉稈壓捆密度是衡量棉稈壓捆質(zhì)量最重要的指標(biāo)，有必要確定各因素影響棉稈壓捆密度的優(yōu)組合。
通過(guò)計(jì)算每個(gè)因素的第j個(gè)水平的均值[27]，得出:當(dāng)含水率為30%、喂入量為2.5kg/s、壓縮頻率為90Hz、棉稈切斷長(zhǎng)度為20cm時(shí)棉稈壓捆密度最好。
5結(jié)論
1)設(shè)計(jì)的壓捆試驗(yàn)平臺(tái)及其測(cè)試系統(tǒng)基于常見(jiàn)的側(cè)喂入打捆機(jī)，可一次性實(shí)時(shí)采集棉稈壓捆過(guò)程的主軸扭矩和轉(zhuǎn)速、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的拉壓力(壓縮棉稈的壓力)及壓縮室四周的壓力信號(hào)，并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)以Excel表格和波形圖的形式保存下來(lái)，便于數(shù)據(jù)的處理和分析。
2)單因素試驗(yàn)結(jié)果表明:棉稈切斷長(zhǎng)度為25cm、喂入量為3.5kg/s、壓縮頻率為90Hz、含水率為30%時(shí)，棉稈進(jìn)行壓捆作業(yè)時(shí)，功率消耗、壓縮活塞拉壓力和壓縮室壓力相對(duì)較小，且壓捆密度相對(duì)較大。
3)多因素正交試驗(yàn)結(jié)果表明:各因素對(duì)壓縮活塞拉壓力和壓縮室壓力影響最大的是棉稈切斷長(zhǎng)度，其次為含水率，喂入量和壓縮頻率對(duì)其影響差不多。各因素對(duì)壓捆密度影響程度從大到小依次為:含水率、棉稈切斷長(zhǎng)度、壓縮頻率、喂入量。
4)試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)含水率為30%、喂入量為2.5kg/s、壓縮頻率為90Hz、棉稈切斷長(zhǎng)度為20cm時(shí)，棉稈壓捆密度最好。
