自适应仿形甘薯削皮机优化设计与试验

针对甘薯人工削皮劳动强度大、效率低,传统去皮方式污染严重等问题,基于甘薯的物理特征,设计了一种柔性自适应仿形甘薯削皮机。为确保甘薯削皮厚度的一致性与削皮作业的稳定性,首先对甘薯削皮过程进行理论分析,确定了影响仿形削皮性能的关键部件结构参数及取值范围,以仿形限位球半径、仿形力、电缸与卡爪转速比为试验因素,以甘薯削皮厚度均匀性为响应值,利用Design-Expert 8.0. 6软件采用BBD法设计三因素三水平试验,建立了各因素与甘薯削皮厚度均匀性的回归数学模型,分析了影响削皮性能的主要原因。结果表明,各因素对甘薯削皮厚度均匀性影响的主次顺序为:仿形力、仿形限位球半径、电缸与卡爪转速比;最佳参数组合为仿形力68.1 N、仿形限位球半径28.1 mm、电缸与卡爪转速比0.95。甘薯削皮性能验证试验表明,在优化后的工作参数下,该甘薯削皮机削皮效果较好,平均每个甘薯削皮时间为10 s,工作效率达360个/h,满足甘薯削皮的工业化加工需求。     

哈密瓜削皮机的设计

为提高哈密瓜削皮机的实用性和工作效率,解决夹持旋转式哈密瓜削皮机两端夹持部分的残留瓜皮削除问题,一次性完成彻底削皮,提出一种自动夹持和去除哈密瓜两端瓜皮的机构。为使夹持机构即能牢固夹持又不夹坏瓜体,研究夹持构型对哈密瓜受力的影响,为机构设计提供设计依据,并对机构进行优化,确定主要部件的合理参数。     

夹持式木薯削皮机设计与试验

目前,木薯主要靠人工去皮,劳动强度大、效率低,易造成木薯变质,为了克服这一阻碍,综合考虑相关机构的工作原理和结构设计,并结合木薯块根本身特点,研制了夹持式木薯削皮机。通过设计参数和要求对传动系统进行了设计,建立简化模型并结合相关理论对夹持机构和削皮机构进行了受力分析和计算,同时对削皮机的关键部件进行了静力学分析,以确保削皮机的稳定性和安全性达到设计要求。     

哈密瓜削皮机的设计与试验

哈密瓜削皮机将哈密瓜两端用卡爪夹持,并随卡爪以一定速度旋转。削皮刀紧贴瓜皮表面,通过自动仿形的刀杆以一定速度上下移动,实现哈密瓜削皮。为此,介绍了采用机械方法去除哈密瓜皮的原理和方法,设计并进行了削皮的试验。通过分析试验数据找出影响该机性能的显著因素和水平,获得了最优参数:仿形力大小为80~100N,丝杆与卡爪的最佳转速比为2,削皮刀的入切角为20°。     

双刀型哈密瓜削皮机的改进与回归试验

为提高哈密瓜的去皮率,同时降低哈密瓜两顶端的残留量,设计改进一种内圆弧式的定位叉结构。同时针对抱果夹机构安全性的问题,把夹持块结构改进为抱抓型,以增强人工作业过程中的安全性。为确定驱果电机转速频率、削刀电机转速频率和入切角的最佳值,采用SPSS软件对这三个参数进行多元线性回归分析,建立多元线性回归数学模型,通过回归试验得出试验因素与试验指标之间的回归方程,并确定试验因素参数的最佳值:驱果电机转速频率为32 Hz,削刀电机转速频率为25 Hz,入切角为26°。试验结果表明:双刀式哈密瓜削皮机的去皮率达到89.1%以上,平均去皮率为91.1%,满足企业的实际加工要求。     

薯类作物去皮技术及设备研究进展与展望

去皮是薯类作物加工过程中重要工序之一，对于后续加工产品的质量有重大影响。综述了国内外去皮技术现状，分析比较常见去皮方法的特点，详细介绍4种可用于薯类作物的削皮设备结构及原理，并分析削皮设备的优缺点，提出该领域的未来发展趋势。      

菠萝去皮装置的研究现状及发展趋势

菠萝去皮是所有菠萝制品加工工艺过程的重要环节,针对目前菠萝削皮人工作业劳动强度大、效率低等现状,提出菠萝机械式去皮的重要性和意义。介绍现有机械式菠萝去皮装置研究现状,对比不同装置的特点及存在问题。提出菠萝去皮装置研发要以高效、环保、多功能为首位,同时应与菠萝的加工和去皮工艺结合起来,提高装置自动化和智能化程度。为我国菠萝加工业快速健康发展及菠萝加工机械设计和研发提供参考。     

脐橙自动去皮机的研制

为提高脐橙自动去皮效率,满足脐橙深加工需求,以Pro/e等三维软件为设计手段,基于可编程控制器技术成功研制了一种脐橙自动去皮机。本文主要根据拟定的自动去皮机方案对自动去皮机的具体结构设计进行详细介绍,并通过样机试切发现,自动去皮机的去皮效率为25.7个每分钟,破损率低于3%。     

杭白芍去皮机的开发应用

东阳市千祥镇盛产元胡、杭白芍、贝母等中药材,尤其是千祥镇三联是国内最大的杭白芍生产基地,种植面积67hm2多,总产量70万kg.但是,许多年来,杭白芍的外表面去皮都采用人工去皮办法,不但效率低,劳动强度大,而且由于农事紧张,农户往往来不及加工就出售,售价因此打了折扣.未去皮的杭白芍售价仅为1～2元/kg,而去皮后售价可达6～20元/kg.去皮加工技术的落后,严重影响了农户的种植效益和经济收入.试制和推广杭白芍去皮机,非常具有现实意义.     

基于PLC控制的甘蔗去皮机的研究

新出现的甘蔗果汁加工行业及高品质食用蔗糖生产行业需要对甘蔗进行去皮,目前国内没有高效的甘蔗去皮机的这一现状限制了这两种行业的发展。为此,设计了一种甘蔗去皮机,具有通过PLC控制的进给机构结合特殊的刀具可自动适应甘蔗难切削的特点。该甘蔗去皮机可以代替人工去皮,提高生产效率,减少安全事故的发生,为甘蔗加工企业的高效生产提供了基础。     

双锥压缩式哈密瓜承载托辊的设计及参数计算

针对当前水果检测分级过程中大型水果承载托辊形式单一的问题,设计了一种新型双锥压缩式哈密瓜承载托辊。该托辊不仅能够实现哈密瓜的360°旋转,还能够在蓄能弹簧的作用下自动适应不同大小的哈密瓜,增加哈密瓜在旋转过程中的稳定性。通过对100个成熟哈密瓜样本进行测量,建立了哈密瓜的质量及纵横径尺寸数据库,并在此数据库的基础上对双锥压缩式哈密瓜承载托辊的参数进行了设计和计算。计算结果表明:双锥压缩式哈密瓜承载托辊的承载范围为1.5~5kg,锥形滚子的斜边与中心轴线之间的角度为29°,弹簧刚度为0.169 N/mm。本文所设计的双锥压缩式哈密瓜承载托辊能够较好地适应哈密瓜的检测分级,具有一定的创新性。     

基于响应面法的哈密瓜片热风干燥工艺优化研究

为提高哈密瓜片的干燥品质,优化哈密瓜片的热风干燥工艺。在单因素试验的基础上,以干燥温度、干燥风速、切片厚度为自变量,感官评价为响应值,通过Box Behnken中心组合试验设计,进行响应面优化分析,确定哈密瓜片的最优干燥工艺。结果表明,随着干燥温度的升高,哈密瓜片的色差值会增大,复水比会降低;随着干燥风速的增大,色差值变化不明显,但复水比同样会降低;随着切片厚度的增大,哈密瓜片的色差变化增大且比干燥温度变化明显,复水比会降低。响应面优化结果表明,哈密瓜片的最佳干燥工艺为干燥温度55 ℃,干燥风速2 m/s,切片厚度8 mm,此时感官评价的得分最高为92.1。     

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。     

3ZFD-440型玉米大垄双行动力中耕追肥机设计与试验

针对我国玉米大垄双行栽培技术缺少复式中耕联合作业机具的问题,设计适配于118.4～154.4 kW系列拖拉机的3ZFD-440型玉米大垄双行动力中耕追肥机。该机具一次作业可完成垄沟碎土除草、垄底深松、多苗带侧深施肥、垄台培土等多项工作。根据玉米大垄双行中耕作业的农艺要求,通过理论计算和试验分析完成施肥系统、碎土除草部件、导流式培土器的设计。碎土刀选用凿形直刀,回转半径为235 mm,刀片厚度为10 mm,碎土刀入土夹角选择35°,刃口宽度为2 mm,侧刃长度10 mm;采用导流式培土器,基础元线角为32°、导曲线切线与垂直面夹角为30°、导曲线切线与垂直面夹角增量为5°、导曲线半径为248 mm。田间试验结果表明：该机具在作业时能充分发挥大功率拖拉机的动力优势,作业时垄台台顶宽度变异系数为1.64%,垄台深度变异系数为4.34%;导流式培土器性能稳定,作业后垄形规范。碎土率为91.7%;垄沟沟底浮土厚度为4.6 cm;排肥一致性变异系数为3.1%,完全达到设计要求和国家标准。     

联合作业打瓜取籽机关键部件的设计与研究

打瓜是新疆地区的主要经济作物,其生产过程机械化程度低,严重制约了新疆大田生产的发展。为此,拟定了一种将打瓜破碎和分离清选的设计方案,阐述了破碎装置的工作原理、结构组成和结构尺寸的设计。通过取样试验测得打瓜样本的平均值,设计了对辊破碎机构的间隙极限值,间隙极限值分别为dmax=1 0 0 mm,dmin=2 0 mm。阐述了籽瓤分离装置的工作过程、结构布局和结构尺寸的设计,设计了一种双滚筒式分离清选装置。通过取样试验测得新疆地区打瓜籽的三轴尺寸样本平均值,确定了内外筛网孔的尺寸,内外尺寸分别为20mm≤D1≤25 mm,5 mm≤D2≤8 mm。通过对破碎、分离清选装置的设计,提高了打瓜取籽机的工作效率,降低了破损率,对大面积种植模式,尤其是新疆地区具有促进作用。     

基于离散元法的种子玉米剥皮过程籽粒损失分析与试验

种子玉米在剥皮过程中存在大量的籽粒破碎、脱落等损失问题,严重影响种子玉米的单产与经济效益。因此,本研究采用理论分析、离散元仿真与正交试验相结合的方法,探究种子玉米果穗与剥皮机构的互作机理,确定剥皮机构的最优工作参数组合以优化种子玉米剥皮过程。首先,对种子玉米果穗在剥皮机构中的受力及运动进行了理论分析,探究了在剥皮过程中剥皮机构-种子玉米的相互作用关系,并确定了影响剥皮性能的主要因素。其次,基于DEM建立种子玉米果穗-剥皮机构相互作用仿真模型,通过对玉米果穗籽粒损伤及脱落分析,确定了剥皮辊转速、剥皮辊倾角和摆杆摆幅的较优工作范围。最后,根据Box-Behnken设计方法,设计了三因素三水平的正交试验,通过方差分析和响应面分析,筛选出种子玉米剥皮机构的最佳工作参数组合：剥皮辊转速为300r/min,剥皮辊倾角为10°,摆杆摆动幅度为5°,此时苞叶剥离率为94.13%,籽粒脱落率为1.564%,籽粒破碎率为1.292%。试验获得的剥皮装置的最优工作参数组合,明显提高了种子玉米的剥皮效果。     

螺旋运动式自动割胶装置设计与试验

针对人工割胶劳动强度大,工作效率低,人工成本高且胶工紧缺等问题,设计了一种螺旋运动式自动割胶装置。通过分析割胶轨迹与割胶刀作业状态下的受力情况,获得螺旋化轨迹方程,设计仿割胶轨迹螺旋轨道与齿轨;利用ADAMS软件对3种不同齿形的传动轴与螺旋齿轨的传动稳定性进行仿真分析,确定螺旋传动机构的结构和工作参数,基于柔性连接方式设计贴树仿形割胶机构。以传动轴转速、耗皮厚度与橡胶树直径为试验因素,以割胶深度和割面平滑度合格率为试验指标,进行正交试验。结果表明：割胶装置在传动轴转速12.00 r/min时,对不同直径橡胶树具有最优的割胶效果,其割胶深度平均合格率为89.60%,割面平滑度平均合格率为91.19%;其中,对直径为200 mm的橡胶树进行耗皮厚度2 mm的割胶作业时割胶效果最佳,其割胶深度平均合格率达到93.93%,割面平滑度平均合格率达到94.32%,满足割胶作业要求。     

基于COMSOL有限元法的电涡流传感器仿真

为了研究电涡流传感器中电涡流探头线圈的结构参数对检测性能的影响,以电磁场理论为基础,采用有限元分析法,以有限元仿真软件COMSOL为工具,建立电涡流传感器的检测模型,通过仿真研究电涡流传感器探头的电磁特性和影响其性能的探头线圈内径、外径、厚度等结构参数.结果表明:电涡流传感器探头线圈的电阻值与电抗值随线圈内径和外径的增大及厚度的减少而呈上升趋势,当内径和外径越大、厚度越小时,电涡流传感器的灵敏度越高,且线圈厚度对传感器灵敏度的影响更明显.研究结果对研制用于钢闸门缺陷检测的电涡流传感器的优化设计具有一定的参考价值.     

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