压力磨盘式薏苡脱壳装置的设计与试验

为提高薏苡脱壳质量，运用柔性剪切揉搓脱壳原理，设计了一种压力磨盘式薏苡脱壳装置。装置主要由进料搅龙、动磨盘、压力磨盘和压力调节装置等部件组成。工作时，薏苡随进料搅龙进入脱壳空间，依靠两磨盘之间的压力和摩擦力对薏苡进行揉搓脱壳，当压力磨盘受力大于薏仁破碎力时被顶起，以增大脱壳间隙，保护薏仁。对薏苡在导流区、破壳区和分离区的受力进行分析，确定影响薏苡脱壳质量的主要因素为薏苡含水率、脱壳转速、脱壳间隙和预紧力。以脱净率、破损率为试验指标，通过单因素试验确定薏苡脱壳装置的最佳参数范围；基于单因素试验结果，选取含水率为7%的薏苡，以脱壳装置的转速、脱壳间隙和预紧力为试验因素，脱净率和破损率为响应指标，进行三因素二次回归正交旋转组合试验，结果影响薏苡脱净率的主次因素依次为预紧力、脱壳间隙、脱壳转速，影响薏苡破损率的主次因素依次为脱壳间隙、预紧力、脱壳转速；基于响应曲面法对回归模型进行多目标优化，优选出脱壳装置的最佳作业参数组合为脱壳转速513.625 r/min、脱壳间隙2.061 mm、预紧力119.628 N，薏苡脱净率为91.731%、破损率为9.612%。将优化参数圆整，对薏苡进行连续脱壳作业，测得薏苡脱净率为91.12%，破损率为8.93%，可满足实际生产要求。     

麻风果脱壳机的设计与试验研究

为了适应麻风果深加工产业化,实现机械化脱壳工艺,作者自行研制了一种高效、可靠的麻风果脱壳机.并通过以脱壳率和破损率为试验测量指标,进行了麻风果初始含水率、挤压滚轮转速、挤压间隙三因素三水平正交试验,采用综合评价法对所选的参数进行优化和试验对比.分析结果表明,含水率和挤压间隙在显著性水平α=0.01的水平下对综合评价值影响极显著;辊轮转速在显著性水平α=0.05的水平下对综合评价值影响显著.其影响主次因素依次为:挤压间隙→麻风果含水率→辊筒转速.最佳组合为:麻风果初始含水率20%、辊筒转速300 r/min、挤压间隙5 mm.经过参数优化后,可得到脱壳率大于85%,而破碎率可控制在10%以内的脱壳效果.     

手动银杏脱壳机的设计与试验

针对银杏物料特性和脱壳要求,分析对比了主要的脱壳方法,设计了一种手摇链传动碾搓式银杏脱壳机.通过对不同预处理银杏的脱壳对比试验,发现脱壳效果主要取决于动、定碾搓砂轮之间的间隙和动砂轮的转速.当碾搓砂轮外缘间隙12 mm,转速50～60 r/min时,分别经水煮、微波、晒干处理和未经预处理的银杏破壳率接近100%,整仁率分别为58%、73%、45%和43%.     

立锥式小区花生脱壳装置的优化与试验

花生科研涉及的小区种植试验具有品种多、处理多、重复多等特点,而每个小区需单独脱壳处理。因尚无满足要求的小区花生脱壳机,科研人员只能手工花生脱壳,工作十分繁重且影响花生科研效率。为研制出适应花生科研的小批量、破损率低、清种方便的小区花生脱壳机,在已研制的立锥式小区花生脱壳机及其试验基础上,重点进行了脱壳装置主要结构及参数优化,加工出第二代样机并进行了验证试验。针对原有立锥式小区花生脱壳装置存在的荚果下移速度较慢、环锥形脱壳间隙上端间隙过大、脱壳强度较小和脱壳损伤率与脱壳效率有待提高等问题,经过理论分析和综合判断,对脱壳装置的锥凹板和锥滚筒结构参数、环锥形脱壳间隙和锥滚筒的脱壳棱筋参数等进行了优化,同时将均料锥的螺旋叶片数从6个减少到4个。根据优化后的参数研制出新一轮样机,进行了验证试验。以四粒红品种为试验对象,以脱净率和破损率为指标,以锥滚筒转速n、锥凹板半锥角α和脱壳棱筋升角β为因素进行三因素三水平试验及响应面分析。结果表明:锥滚筒转速、锥凹板半锥角和脱壳棱筋升角对试验指标的影响极为显著。经双目标优化得到最优参数值,参数圆整后的样机试验表明,在转速320r·min~(-1)、锥凹板半锥角30°、棱筋升角45°时脱壳综合指标最优,脱净率97.34%,破损率2.27%,优于行业标准,较好地满足了小区育种花生脱壳要求。该研究为科研小区种植试验用花生脱壳机的设计及优化提供了有效途径。     

花生脱壳机的不同部件对脱壳性能的影响

利用两种主要不同脱壳部件的花生脱壳机进行了试验研究,分析了脱壳时破碎率、生产率与脱壳间隙与滚筒转速之间的关系,并提出不同目标参数下工作参数的优化配合。     

人力花生脱壳机的设计

[目的]减轻农户劳动强度,提高花生生产的经济效益。[方法]根据江西山区和丘陵地区的自然条件和经济欠发达的实际情况,通过分析和试验计算出最佳的脱壳工作部件参数值,设计了人力、机力两用的花生脱壳机。[结果]脱壳工作部件按纹板倾角50°、沟槽倾角45°、纹板宽度50mm、2块对称纹板、踏板速度60～80r/min、剥壳间隙6mm、凹板间隙9～12mm设计,当花生最佳含水率为13%～16%时,设计出的花生脱壳机剥壳率为90.9%,破碎率为43.4%,且人力和机力两用,省力、人体不易疲劳,价格低廉。[结论]该研究设计出的花生脱壳机基本上满足了农民的要求,为江西省花生生产提供了新型农机具。     

动静磨盘式薏苡脱壳机构性能参数试验研究

研究了动静磨盘式薏苡脱壳机构对薏苡脱壳的可行性,以及机构性能参数(动静盘间隙A、进料速度B、动盘转速C)对考察指标(薏苡脱壳率、薏苡破碎率)的影响规律和参数的优化结果,影响薏苡破碎率的主次因素依次为:ABC,即动静盘间隙进料速度动盘转速;影响薏苡脱壳率的主次因素依次为:ABC,即动静盘间隙进料速度动盘转速。综合考虑脱壳率和破碎率对脱壳的影响,确定最优方案为A3B3C2,即动静盘间隙为10 mm,进料速度为330 kg/h,动盘转速为1 120 r/min。为生产中应用上述脱壳机械对薏苡进行脱壳加工提供科学依据。     

双轴全混合日粮混合机的试验研究

优化本研究设计的双轴卧式全混合日粮混合机的结构与加工工艺参数.采用二次回归正交旋转组合试验设计对影响该机剪切、揉搓及混合功能的各因素进行试验,得到了其结构与加工工艺参数的合理组合切刀数量16个,叶板角度35°,齿杆4排,转子间隙11～13 mm,齿杆角度50°～10°,揉搓转子转速45～50 r/min,剪切转子转速60～65r/min,加工时间6～10 min,充满系数0.2.按上述参数组合采用双轴全混日粮混合机搅拌加工全混合日粮,变异系数为8.6%～11.6%,粗饲料揉丝率51.2%～53.6%,粗饲料长度12.4～12.8mm,满足全混合日粮加工质量要求.     

复式花生脱壳机振动分选装置试验及参数优化

通过单因素试验和Box-Behnken试验设计及响应面分析,建立复式花生脱壳机振动筛作业含杂率和损失率数学模型,采用响应曲面优化分析和多目标优化设计方法,获得复式花生脱壳机振动分选装置振动筛作业最佳工作参数为振幅3.8 mm、振动频率485 Hz、振动臂角度35°,此条件下分选装置含杂率为2.18%,损失率为1.74%。     

玉米秸秆皮瓤分离机剖瓤机构试验研究

为了确定玉米秸杆皮瓤分离机的结构和运动参数,利用本研究设计的玉米秸秆剖瓤实验台对玉米秸杆皮瓤分离机的关键机构—剖瓤机构进行了试验研究。为优化剖瓤机构的结构和运动参数,利用二次回归正交旋转组合设计安排了影响剖瓤质量的主要因素的四因子试验,并以剥净率和茎秆外皮损伤率作为评价指标。通过试验,得出了结构和运动参数的合理组合:剖瓤辊转速1550～1700r·min-1,切刀与支持板的间隙1.4～2.5mm,切刀数量4～5把,秸秆含水率最宜范围55%～65%。     

苦荞麦麸皮黄酮类化合物在微波辅助提取过程中的动态变化

利用HPLC-UV和HPLC-ESI-MSn技术,测定了苦荞麦麸皮中黄酮类化合物在微波辅助常压和高压提取过程中化学组分的动态变化,观察提取压力和提取时间对其化学组分的影响.结果表明,在提取压力超过400 kPa时芦丁开始失去1个芸香糖转化为槲皮素;随着微波照射时间的延长,芦丁、表儿茶素和槲皮素提取产率先增加,而后下降;提取压力越大,提取速率越快,分解的速度也越快,达到最高提取产率的时间越短.     

微波提取苦荞籽粒总黄酮最佳工艺的研究

以苦荞籽粒为原料,采用单因素试验和正交试验结合,研究了微波功率、乙醇浓度、固液比、萃取时间等工艺参数对总黄酮含量的影响.结果表明,微波萃取苦荞籽粒黄酮,微波功率、乙醇浓度、固液比、萃取时间对总黄酮含量都有影响,次序为乙醇浓度＞微波功率＞固液比＞萃取时间.微波提取苦荞麦黄酮的较优组合为:微波功率360 W、乙醇浓度60%、固液比1:60、萃取时间4 min.     

基于正交试验的制粒机成型仿真及结构参数优化

制粒机是饲料行业重要设备之一，其结构参数影响饲料成型。为了进一步优化制粒性能，采用COMSOL有限元分析软件对物料的挤压过程进行分析模拟，设计L9(34)正交试验研究制粒机环模内径、模孔长度、压辊直径和模辊间隙对成型性能的影响，通过权矩阵分析确定较优的参数组合并加以验证。结果表明：①制粒机内部模型的仿真模拟能够有效地反映物料在实际工作时的运动状态；②对性能影响由大到小的结构因素排序为模辊间隙、模孔长度、压辊直径、环模内径；③制粒最优组合为环模内径425 mm、模孔长度54 mm、压辊直径178 mm、模辊间隙1.5 mm，制粒机的成型速率较优化前得到提升。上述结果表明，采取的仿真试验及优化办法具有一定的实效性，可为制粒机内部成型模拟分析以及后续的结构设计与参数优化提供方法借鉴。     

荞麦剥壳机性能参数试验研究

针对砂盘式荞麦剥壳机存在效率较低、重复搓擦、能耗大等问题,改进了剥壳机主要工作部件,分析产生间隙调整误差的原因,在此基础上对提高荞麦剥壳机的出米率及降低相对碎米率进行研究。以粒径为4.6~4.8mm的荞麦为试验原料,将出米率和相对碎米率作为评价指标,对影响剥壳效率的主要因素:剥壳间隙、砂盘转速及间隙周向误差进行试验研究。试验结果表明:剥壳间隙接近5.0mm时,出米率较高而相对碎米率较低;随着砂盘转速的增大,相对碎米率呈二次函数逐渐递升,最佳转速为950r/min。正交试验结果表明:剥壳间隙周向误差对碎米率影响显著;剥壳间隙和砂盘转速对出米率、相对碎米率均有显著影响。最终优化方案为:剥壳间隙4.8mm,砂盘转速950r/min,间隙周向误差±0.05mm,此时出米率为35.4%,相对碎米率5.8%,出米率高于目前荞麦米生产水平10%~25%。     

纤维在研磨流场区域流动状况的数值模拟

根据纤维的流动特性及热磨机实际工况下的压力参数和设定的动磨片转速,选择一对动/静磨片;将由动/静磨片和磨片间隙组成的研磨流场区域,划分为3个域,对纤维在研磨流场区域中的流动状况进行了数值模拟研究。结果表明:纤维在研磨流场区域中的压力、速度、剪切应力分布,与实际工况中磨片的磨损状况相符;3种参数分布相互关联,符合流体力学的运动规律。     

气吹式三七精密排种器充填性能的仿真与试验

【目的】为了满足三七Panax notoginseng的机械化种植需求,减少机械式清种过程中对种子造成的损伤,设计了一种适用于播种三七种子的气吹式精密排种器。【方法】确定了排种器的主要结构参数,并建立了清种过程中的力学模型。通过建立排种器内部流场模型,运用Fluent软件对不同清种风压条件下流场进行仿真分析,验证了清种风压范围。为了检验仿真确定的风压范围的可行性并寻求最佳工作参数组合,选取合格指数、漏播指数和重播指数作为试验指标,作业速度、种层高度、清种风压作为试验影响因素,采用正交试验方法,对排种器进行了台架试验研究。【结果】最优参数组合:作业速度为0.6 m/s、种层高度为90 mm、清种风压为0.5 kPa,此时试验合格指数为90.48,漏播指数为4.24,重播指数为5.28。【结论】该气吹式排种器能够满足三七的播种要求,为进行排种器的田间试验提供了参考。通过试验结果与之前仿真分析的过程对比,清种风压变化对于排种器充填性能的影响一致,验证了利用Fluent模拟确定清种风压的可行性。     

激光淬火工艺对小麦磨粉机磨辊表面硬度及磨损性能的影响

【目的】研究激光淬火后小麦磨粉机磨辊表面材料性能变化,解决磨辊磨损严重、使用寿命较短等问题。【方法】采用响应曲面的旋转二次组合设计原理,按照3因素5水平试验方法建立激光功率、光斑直径、扫描速度与磨辊材料表面硬度的数学模型,分析激光功率、光斑直径与扫描速度3因素及各因素间的交互作用对磨辊金属材料表面硬度的影响规律,找出最优的参数组合,探讨淬火后磨辊表面材料的磨损机理。【结果】激光功率、光斑直径与扫描速度对磨辊材料表面硬度影响显著;激光功率、光斑直径和扫描速度对磨辊材料表面硬度的影响依次由强到弱;最优工艺参数组合为激光功率190 W、光斑直径0.70 mm、扫描速度220 mm/s,该参数组合下得到的试样表面硬度为688.67 HV,比原始硬度提升了35%;经激光淬火最优参数组合处理的试样磨损质量损失约为未处理试样的7%;经激光淬火后的磨辊表面材料与小麦粉料间的摩擦磨损作用减弱,小麦粉料在试样表面产生的划痕较轻较短,沟槽更加浅窄。【结论】磨辊表面材料经激光淬火处理后其抗小麦粉料磨损性能明显增强。     

钙果采摘装置技术参数的试验研究

为实现钙果的机械化采摘,根据钙果果实的生长特性及种植方式,设计了一种钙果采摘机。该机构利用旋转的钢丝碰撞果实进行脱果,通过调整双摘果辊轴心距,可适应不同形状和尺寸钙果的采摘。为确定机构的最佳工作参数,在分析机构特点和工作原理的基础上,对研制的样机进行了三因素混合的正交试验研究。根据因素的不同搭配对摘不净率的综合影响效果,得到各指标的最佳参数:摘果辊直径140mm,转速300r·min-1,进给速度80mm·s-1。研究结果可为钙果采摘装置的后续优化设计与改进提供重要的依据和技术基础。     

三七育苗播种覆土镇压装置的研究设计与试验

【目的】为提高三七育苗品质,针对槽式三七育苗播种行株距小、播深浅的特殊农艺要求,设计一种集覆土、镇压功能为一体的密集型种沟覆土镇压装置。【方法】在田间试验确定三七出苗率高、种苗品级最佳的基质紧实度范围的基础上,对镇压辊与土壤接触进行动力学分析,确定覆土镇压装置相关参数;借助离散元法对覆土镇压过程进行仿真分析;以开沟深度、播种机前进速度为试验因素,以覆土厚度及一致性为试验指标进行土槽试验,验证覆土镇压装置相关结构参数是否满足要求。【结果】由田间试验得到基质紧实度范围为200～400 kPa。覆土镇压装置结构参数为:镇压轮直径150 mm、弹簧最大刚度140.5 N/mm。由仿真分析得到覆土厚度为9.77～11.40 mm,粒距偏移量为0.07～6.23 mm,行距偏移量为0.03～1.43 mm。土槽试验结果表明,最优工作参数为:开沟深度为25 mm、播种机前进速度为0.16 m/s,此时覆土厚度均值为11 mm、覆土厚度一致性为85.15%,覆土镇压后基质紧实度为300～360 kPa。【结论】由仿真分析和土槽试验可知,覆土镇压装置设计满足三七育苗播种时基质紧实度和覆土厚度的农艺要求,...