6P-400型荞麦脱皮机设计与试验

针对荞麦脱皮机脱皮率低、整仁率低等问题,设计了一种卧式滚筒荞麦脱皮装置。采用柔性脱皮元件,与滚筒间形成大间隙配合,来实现对荞麦籽粒的撞击、揉搓和挤压作用,完成脱皮过程。在对甜荞籽粒结构参数和破皮压力进行测试的基础上,分析了该装置的脱皮过程及机理。以转速和喂入量为试验因素,荞麦籽粒脱皮率、半仁率和整仁率为试验指标,完成单因素试验和正交试验。单因素试验表明:转速1 200 ~1 300 r/min时,脱皮率达到80%以上;喂入量0.09~0.11 kg/s时,半仁率和整仁率分别为45%和15%。运用Design-expert 8.0软件对正交试验进行数据处理和响应面分析,确定最优参数为转速1 200 r/min、喂入量0.09 kg/s。对最优参数重复3次验证试验,结果取平均值得到脱皮率82.5%、半仁率50.8%、整仁率16.3%,误差较小,模型预测可靠。      

高效智能半夏清洗脱皮装置设计

半夏是一种药用价值和经济价值非常高的植物,但半夏的清洗和脱皮是一个复杂和繁琐的过程,并且是其后续利用、制成药材的重要前提。为提高半夏的清洗脱皮效率、降低半夏损伤率和提升清洗洁净度,实现工作过程中智能化控制和水资源的最大化利用,分析了半夏清洗脱皮机理,给出了一种高效智能半夏清洗脱皮装置的总体结构方案,完成包括进料系统、清洗脱皮系统、电控系统和水循环系统中主要工作部件的设计和参数确定,旨在为半夏的清洗脱皮的规模化、高效化提供一种新型装置。     

摩擦式胡椒鲜果脱皮装置的设计与试验分析

针对胡椒鲜果脱皮机脱皮不彻底、碎果及浪费严重等问题。本文阐述一种适用于胡椒鲜果磨皮的装置,该装置利用离心力施压在胡椒鲜果表皮与摩擦网上完成脱皮,且可利用风压完成对碎皮和果核的分离。试验结果表明:摩擦式胡椒鲜果脱皮装置的脱皮率达95%以上,且果核损伤率低于5%,符合设计要求。     

油莎豆收获机双层滚筒筛式果杂分离装置设计与试验

针对油莎豆机械化收获过程中块茎(果)与土壤草团(杂质)分离不彻底导致收获损失率与含杂率较高的问题,设计了一种双层滚筒筛式果杂分离装置,通过理论分析确定了该装置的主要结构参数与工作参数。建立了分离装置-收获物料互作的EDEM-MBD耦合仿真模型,以双层滚筒筛转速、分离螺旋输送器转速、柔性齿段长度为试验因素,以块茎分离率和含杂率为试验指标,依据Box-Behnken试验原理开展三因素三水平仿真试验。对试验结果进行方差分析,建立了分离率、含杂率与各显著因素之间的回归模型,利用回归模型进行参数寻优,结果表明：当双层滚筒筛转速为24.9 r/min、分离螺旋输送器转速为148.5 r/min、柔性齿段长度为1 277.8 mm时,分离率最大,为96.23%,含杂率最小,为25.55%。田间验证试验结果表明：最优参数组合下的果杂分离装置平均分离率为93.19%,平均含杂率为26.65%,与回归模型寻优结果基本一致;果杂分离装置与清选装置联合使用时,分离率增加1.05个百分点,含杂率降低9.97个百分点,可满足油莎豆收获生产需求。     

夏威夷果脱皮装置关键参数设计

针对目前夏威夷果脱皮装置存在需先分级后脱皮、多是半自动、果径要求一致、效率低、合格率低、破损率高等缺点,研制一种螺旋对辊挤压式自适应脱皮装置。采集885个夏威夷果样本,测取带皮及脱皮果实三个方向上的果径,统计检验证实三径在0.05水平上均服从正态分布且相互之间在     

横轴流式玉米柔性脱粒装置设计与试验

针对黄淮海地区玉米籽粒直收过程中籽粒破碎率和未脱净率高的问题,结合现有玉米脱粒滚筒的结构特点,设计了横轴流式玉米柔性脱粒装置。该装置内置柔性脱粒滚筒,脱粒元件采用柔性钉齿和弹性短纹杆组合结构,实现了玉米果穗的柔性低损伤脱粒。研究了滚筒关键设计参数对脱粒性能的影响,建立了该脱粒滚筒关键结构参数的设计方法;利用ADAMS软件进行了动平衡模拟仿真,开展脱粒系统的动平衡试验,保证了整机工作的可靠性;选取滚筒转速、脱粒间隙和喂入量作为试验因素进行了室内台架正交试验,确定较优参数组合:喂入量为8 kg/s,滚筒转速为450 r/min,凹板间隙为40 mm。在该条件下,玉米果穗的籽粒破碎率为0. 65%,未脱净率为0. 59%,符合国家相关标准要求。     

板刷式青核桃脱皮成套设备的改进设计

本文针对新疆南疆地区小型合作社及加工企业的需求,对当前应用的板刷式青核桃脱皮设备进行了改进设计,对脱皮装置刀片板排列方式和生产线配套设备进行了改进。改进后的设备进一步提升了青核桃脱皮加工生产效率和产品品质,并通过试验示范辐射带动当地核桃产业发展和农户就业增收,助力精准脱贫。     

番茄红外加热去皮试验与分析

番茄果皮较薄、硬度低、可加工性差,工厂化生产去皮效率低和去皮损失率高且成本高昂一直是制约番茄深加工发展的瓶颈。为实现低损高效脱皮,本文设计红外脱皮装置,以番茄去皮等级和表面温度为试验指标,运用中心组合Box-Benhnken试验,分析红外管功率、加热管与物料间距、辐射加热时间在不同水平下的脱皮效果。采用Design-Expert数据处理软件对试验数据进行分析,结果表明:对去皮等级与表面温度影响显著性从大到小顺序为:单根红外管功率,加热管与物料间距,辐射加热时间。建立番茄去皮的回归数学模型并优化求解一组最优参数组合,最优参数组合为单根红外管功率1.1 kW,加热管与物料间距6.32 cm,辐射加热时间4.78 min。经验证试验在此条件下去皮率达到90.4%,表面温度为119.2℃能够保证番茄品质的同时实现高效去皮。     

纵轴流双柔性碾搓式谷子脱粒装置设计与试验

针对谷子机械收获过程中谷码率高、破损率高、未脱净损失率高的问题,设计了一种纵轴流双柔性碾搓式谷子脱粒装置。该装置采用纵轴流脱粒滚筒,脱粒滚筒上通过安装柔性橡胶辊降低了谷子籽粒破损率,从而实现谷子柔性低损伤脱粒,橡胶圈外表面的波浪形凸起对谷子具有很好的碾搓脱粒性能。柔性凹板筛由空心圆柱旋转筛分单元两两相互交错组成,每组两排空心圆柱旋转筛分单元相互交错配合,形成适合谷子籽粒分离的U形孔,凹板筛支撑装置具有微动性,与柔性凹板筛配合形成柔性微动凹板筛,有利于谷子籽粒分离和降低谷码率。选取喂入量、滚筒转速和脱粒间隙为试验因素,以谷码率、破损率、未脱净损失率和功耗为指标,进行了三元二次回归正交旋转组合试验,确定了喂入量、滚筒转速和脱粒间隙的最佳参数组合。结果表明：当喂入量1.4kg/s、滚筒转速735r/min和凹板间隙9mm时,谷子籽粒破损率为0.35%,谷码率为1.78%,未脱净损失率为0.64%,功耗为10.6kW。     

巴旦木脱青皮机螺旋脱皮辊的设计及有限元分析

为分析巴旦木脱青皮机中的核心关键部件螺旋脱皮辊的结构强度和力学性能,计算分析并确定了螺旋脱皮辊的结构参数,采用ANSYS有限元分析软件,建立螺旋脱皮辊的三维有限元模型并对脱皮辊进行了静力学分析和模态分析。结果表明:螺旋脱皮辊可实现物料的脱青皮和输送功能;螺旋脱皮辊的最大变形和等效应力分别为4 307.74×10-6 mm和0.787 35MPa,在空转与工作工程中最大等效应力远小于零件材料屈服强度;螺旋脱皮辊的模态分析前三阶固有频率分别为:19.599Hz、19.597Hz和44.491Hz,而机构工作频率远小于所分析零件的固有频率。该螺旋脱皮辊结构不仅满足强度和刚度要求且在正常工作条件下不会发生共振,为研制巴旦木机械化脱青皮装置提供理论数据和科学依据。     

莲藕清洗设备的研制

介绍了莲藕清洗原理和设备的基本组成,建立了莲藕清洗的数学模型,优化了清洗装置的结构和运动参数,分析了各参数对清洗性能的影响规律。试验结果表明,莲藕清洗装置的未洗净率和损伤率均较低。在生产实践中,用此装置代替手工清洗作业,可提高生产效率,降低劳动强度和生产成本。     

鲜莲子去皮机设计与参数优化

鲜莲子莲皮紧紧依附在莲仁表面,采用手工去皮成本高、效率低,难以满足生产需求。由于缺乏对水射流去皮机理及参数的研究,造成莲子去皮率低、损伤率高,为此设计一款基于水射流去皮的鲜莲子去皮机。将水射流压力、水射流倾角以及带轮直径作为影响去皮效果的因素,以去皮率、损伤率、带帽头率、开边率、掉莲率为评价指标,采用Design-Expert软件进行三因素三水平的响应曲面优化试验。结果表明：对去皮率、损伤率以及带帽头率的影响程度从大到小均依次为水射流压力、水射流倾角、带轮直径;对开边率的影响程度从大到小依次为水射流倾角、水射流压力,带轮直径对开边率的影响非常小;掉莲率都在1%左右,与3个影响因素无关。优化后最佳作业参数分别为：水射流压力0.7MPa、水射流倾角18°、带轮直径68mm,其指标预测值分别为：去皮率91.16%、损伤率0.96%、带帽头率2.40%、开边率0.04%。采用优化后的参数进行验证试验,得出去皮率为92.63%、损伤率为1.24%、带帽头率为2.72%、开边率为0.21%,各项指标的试验结果与理论预测结果的绝对误差均小于1.5%,验证了模型与所优化参数的合理性。     

鲜食莲籽剥壳机多通道集成式剥壳机构设计与试验

针对鲜食莲籽剥壳加工困难、损失率高的问题,设计了一种多通道集成式剥壳机构。该机构由多通道仿形凹槽轮、外刃齿板、内外刀盘等结构组成,可实现莲籽单粒排出、姿态调整与环切。仿形凹槽可保护莲籽避免因刀具切割、输送挤压而带来的破损。对剥壳机构工作过程进行理论分析和参数计算,确定了影响剥壳性能的主要结构和工作参数。采用EDEM离散元软件仿真分析了齿形结构、刃齿间距、齿间距、剥壳轮转速对莲籽排出、姿态调整的影响;采用ADAMS虚拟样机软件对莲籽在剥壳机构内的运动轨迹进行了仿真。根据理论计算与仿真结果完成了样机试制,并在样机上开展试验验证。以产自湖北省洪湖市的含水率大于64.2%的太空莲36号鲜莲籽为试验对象,以齿形、刃齿距、齿间距为影响因素,以剥壳率为评价指标,开展了三因素拟水平正交试验,结果表明对剥壳率的影响由大到小依次为齿形、齿间距、刃齿距,最优因素水平组合为向心齿、齿间距5 mm、刃齿距82 mm,在此条件下,剥壳率为97%。设计的剥壳机构能够满足乳熟期、蜡熟期莲籽剥壳的实际生产需要。     

柔性刷辊式葡萄藤清土机设计与试验

为解决新疆地区现有葡萄藤清土机械伤藤率高、彩条布上方大量覆土影响葡萄藤清土上架和彩条布回收的问题,采用柔性刷辊设计了一种刷辊式葡萄藤清土机。该机关键部件为清土装置,作业时通过清土刷的旋转运动和横向伸缩机构的往复运动将彩条布上方的覆土清除。首先进行清土刷结构设计和材料选择,然后对清土刷工作过程进行运动学理论分析,得到影响清土机作业性能的主要参数。通过单因素试验确定清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径的合理取值范围,以清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径为试验因素,以清土率和伤藤率为评价指标,开展三因素三水平正交试验。试验结果表明,各试验影响因素对清土率和伤藤率的影响显著性大小顺序为清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径。较优参数组合为：清土刷转速250r/min、横向伸缩机构往复速度0.14m/s和清土刷回转直径600mm,在此参数组合下进行3次验证试验取平均值,清土率为90.98%,伤藤率为3.27%,与优化值相对误差均小于5%,证明样机设计合理。     

刀削结合滚动摩擦进料竹笋剥皮机设计与试验

针对目前我国竹笋剥皮机械化程度低的问题,设计一种刀削结合滚动摩擦进料竹笋剥皮机。根据竹笋物理特性参数和人工剥笋原理,对竹笋剥皮过程进行力学与运动学分析,确定了影响剥皮效率、损伤率和剥净率的主要因素为刀片安装倾角、剥皮辊转速以及滚筒与剥皮辊轴心高度差,在此基础上,给出了竹笋剥皮机关键部件的设计依据。为获得样机最佳试验物料,以竹笋长度、基部直径作为试验因素进行单因素试验,确定长度为300～320mm、基部直径为29～32mm的竹笋作为剥皮机正交试验物料样本。利用Design-Expert软件设计三因素三水平正交试验,并结合实际工作情况确定最优参数组合,结果表明：当刀片安装倾角为30.12°、剥皮辊转速为229.18r/min、滚筒与剥皮辊轴心高度差为15.43mm时,笋肉损伤率为6.81%,笋皮剥净率为94.59%。在该条件下开展验证试验,得到损伤率、剥净率分别为7.10%、93.22%,与优化参数基本一致,满足剥笋要求。     

拨辊推送式马铃薯清选分选机设计与试验

针对现有马铃薯清选分选机的薯土分离效果差、伤薯率较高、工作效率低等问题,设计了一种拨辊推送式马铃薯清选分选机。对该机器的工作机理进行了阐述,确定了清选装置、分选装置的结构参数,分析了马铃薯在清选分选过程中的力学特性。选取机组的转速、上料量、机组提升角度作为试验因素,伤薯率、分选清洁率为试验性能指标进行正交试验,并对试验结果进行显著性分析。结果表明,各因素对伤薯率影响的主次因素顺序为:机组提升角度、机组转速和上料量;对分选清洁率的影响主次因素顺序为:上料量、机组转速和机组提升角度。按照以马铃薯的伤薯率较低,兼顾分选清洁率较高的原则,确定较优组合,即机组转速为145 r/min,上料量为20 t/h,机组提升角度为12°,并对该参数组合进行了验证试验,结果表明,在该条件下机器伤薯率为0.773%,分选清洁率为95.42%,符合基本作业要求。     

组合式大蒜柔性去皮装置设计与试验

为解决去皮率低、蒜仁易损伤等问题,设计了一款组合式大蒜柔性去皮装置。通过浮动搓擦单元分离蒜皮,振动机构完成输送,蒜瓣经过浮动搓擦、振动梳刷及气吹等组合作用完成柔性去皮。结合大蒜的物理机械特性,设计了搓擦机构、振动机构、梳刷机构、气吹机构等关键部件;通过对蒜瓣在浮动搓擦单元和振动筛内的动力学分析,确定了影响去皮性能试验的主要因素和取值范围。以搓擦筒轴转速、梳刷间距和曲柄转速为试验因素,以去皮率和损伤率为试验指标,进行三因素三水平响应面试验,求得搓擦筒轴转速、梳刷间距和曲柄转速的最优参数组合并进行了试验验证。试验结果表明最优参数组合为：搓擦辊轴转速70.73 r/min、振动频率6.68 Hz、梳刷间隙18.00 mm;最优参数组合下,蒜瓣去皮率为93.68%、损伤率4.40%,试验验证结果与优化结果相对误差均小于5%,满足大蒜去皮要求。     

干壳莲子剥壳机及刀具参数研究

根据干壳莲子加工的现状,设计了莲子脱壳机,介绍了整机的主要结构特点;以提高剥净率,降低破碎率为目的,采用正交试验方法,对剥壳刀具的参数进行了试验研究.同时,探讨了剥壳刀具刀齿的刃角 ,齿间距 ,剥壳力对剥净率、破碎率的影响.通过数据分析,得到较优参数组合.     

刀盘式马铃薯削皮装置设计与试验

国内马铃薯净菜和鲜切产品的需求巨大，针对我国马铃薯加工和机械化去皮技术发展滞后的问题，设计了一款刀盘式马铃薯削皮装置，可实现马铃薯的切削、排屑和排料等作业。利用该装置进行削皮试验研究，结果表明，削皮效果影响程度依次为刀盘转速＞削皮时间＞尺寸规格＞单次喂入量。最佳切削工艺参数为中型马铃薯（90 mm＜长径≤120 mm，200 g＜单个质量m≤400 g），一次喂入4 kg，以325 r/min加工50 s，在此加工参数下，基于图像处理的削皮评分94.1，损耗评分89.6，损伤评分99.3，综合评分94.3。