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.     

油茶果脱壳装置设计及试验

为提高油茶果脱壳率和降低茶籽破损率,采用撞击、搓擦原理,设计了一种油茶果脱壳装置。该装置由喂料斗、脱壳装置、动力传输部件、机架等构成,通过立式甩盘的撞击以及脱壳室内齿圈的搓擦进行脱壳,能适用含水率在65%以下的油茶鲜果脱壳。确立了影响脱壳的主要因素是甩盘转速和喂料量,并进行了脱壳试验。结果表明,随着甩盘转速的增大,脱壳率及破损率显著增加,而随着喂料量的增大,脱壳率先增加后降低,破损率变化相对较小。该脱壳装置适宜的工作参数为:甩盘转速为700 r/min左右;喂料量控制在500 kg/h左右,在此条件下,脱壳率能达到85.3%,破损率为6.5%左右。     

棉秆切碎还田装置的设计与试验

为南方小面积田块棉秆切碎还田机设计了棉秆切碎还田装置。该装置由切割装置、扶秆装置、除茬装置组成,棉秆由扶秆装置喂入,从上至下依次被切断、除茬。将该装置挂接在土槽试验机上,对影响棉秆切割长度合格率、功耗和除茬率的主要因素,即机具前进速度、锯盘转速和导向槽口宽度进行了单因素试验和回归正交试验。结果表明:影响合格率与除茬率的因素大小依次为机具前进速度、锯盘转速、导向槽口宽度;影响功耗的因素大小依次是锯盘转速、机具前进速度、导向槽口宽度。利用规划求解进行参数优化,在棉杆长度合格率与除茬率分别不低于85%和90%的情况下,锯盘转速为860 r/min,机具前进速度为0.65 m/s,导向槽口宽度为60 mm时,功耗为5.91 k W。     

大豆联合收获机气力卸粮装置的设计与试验

针对现阶段大豆联合收获机传统螺旋运输器卸粮过程中籽粒破碎率较高的问题,设计一种大豆联合收获机气力卸粮装置。以叶轮转速、风机转速、卸粮软管内径为试验因素,破碎率及卸粮效率为试验指标进行三因素三水平响应面试验。结果表明:3个因素对破碎率影响程度的主次顺序为,风机转速、叶轮转速、卸粮软管内径,对卸粮效率影响程度的主次顺序为,叶轮转速、卸粮软管内径、风机转速;通过多目标参数优化分析得到适合气力卸粮的工作参数为,叶轮转速15r/min、风机转速3 166r/min、软管内径100mm,此时破碎率为1.49%,卸粮效率1.3L/s。该装置能有效降低联合收获机卸粮过程对大豆造成的损伤。     

苦荞麦非热脱壳机试验研制

为克服传统的熟化脱壳工艺中热处理造成苦荞麦营养损失严重的问题,基于对苦荞麦结构特性和现存脱壳机缺点的分析,提出苦荞麦动态调压磨削非热脱壳方法,并研制了脱壳机。该机具有脱壳室压力动态调整机构。通过单因素试验,明确了影响因素的取值范围,在此基础上采用二次正交旋转组合试验分别建立了脱壳率和整仁率与各因素的回归模型。采用多指标优化,确定的最佳参数组合为:磨削间隙2.6mm,磨削气囊压强22.3kPa,揉搓间隙4.0mm,揉搓气囊压强5.1kPa,主轴转速470r/min。在最优参数组合条件下进行验证试验结果表明,整仁率为31.8%,脱壳率为88.1%。脱壳效果不理想的主要原因是脱壳室压力动态调整机构不灵活。     

肉兔养殖用弹簧螺旋喂料机输送性能试验研究

针对弹簧螺旋喂料机在肉兔养殖的颗粒饲料输送过程中存在易破碎、易残留、料盒喂料量波动大的问题,同时为了提高弹簧螺旋喂料机的输送量,对弹簧螺旋喂料机输送过程中颗粒饲料的受力状态和输送机理进行分析;采用自行设计的弹簧螺旋喂料机试验平台,以颗粒饲料破碎率、管内残留率、输送量和喂料稳定性为评价指标,以进料口处绞龙固定连接轴的长度、螺旋间隙、螺旋转速为试验因素进行组合正交试验。试验结果表明:1)螺旋间隙对破碎率、残留率、输送量和喂料稳定性均有显著性影响(P0.05),螺旋转速和轴长仅对输送量有显著性的影响(P0.05);2)随着间隙的增大,破碎率、残留率显著降低,喂料稳定性及输送量显著提高;随着转速增加、轴长减少,输送量显著提升;3)优化后的弹簧螺旋喂料机参数组合为绞龙固定连接轴的长度180mm、螺旋间隙4.6mm(螺旋管内径为46mm)、螺旋转速169r/min,与现有的弹簧螺旋喂料机输送性能相比,其破碎率降低了84.7%,残留率降低了3.9%,输送量提高了30.7%,喂料稳定性提高了27.1%     

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%.     

玉米钵盘精量播种性能试验研究

根据玉米钵育机械化的需求,针对自行研制的玉米芽种机械式精量播种装置,对播种性能进行试验研究。选取秧盘偏移量和凸轮转速两因素,以单粒率、空穴率、多粒率、损伤率、破碎率和落点偏移量为播种性能指标,进行两因素五水平的正交旋转组合试验。结果表明:对单粒率、空穴率和多粒率影响的因素主次顺序均为凸轮转速秧盘偏移量,对落点偏移量影响的因素主次顺序为秧盘偏移量凸轮转速。对优化后的参数:秧盘偏移量26.5 mm,凸轮转速13 r·min-1进行验证试验,试验结果为:单粒率93.08%,空穴率3.41%,多粒率3.51%,落点偏移量9.03 mm,损伤率0%,破碎率0%。试验结果满足精量播种技术要求。     

玉米秸秆茎叶分离装置的设计与试验

【目的】设计玉米秸秆茎叶分离机械,为农业废弃物玉米秸秆的资源化利用提供技术支持。【方法】基于压扁碾搓法原理,设计了一种由压辊机构、剥辊机构、清理机构等组成的茎叶分离装置,以实现对玉米秸秆的茎叶分离,并采用含水率为21.68%的玉米秸秆对分离装置参数进行了正交试验优选。【结果】影响秸秆茎叶分离率的主次因素依次是压辊间隙、剥辊速比和压辊转速。玉米秸秆茎叶分离的优选方案为：压辊间隙8 mm,剥辊速比1.6,压辊转速200 r/min。在此条件下,玉米秸秆的茎叶分离率可达到92.9%。【结论】该装置可用于玉米秸秆的茎叶分离,有效提高了分离效果。     

4LZS-1.8型联合收割机脱分选系统性能正交试验

为解决传统横轴流联合收割机在水稻脱分选作业时存在的问题,4LZS-1.8型联合收割机采用差速脱粒滚筒和圆锥形清选风机等新型工作部件,以提升脱分选性能,其结构参数和工作参数有待通过试验来明确。由于田间试验的重复性差,以4LZS-1.8型联合收割机脱分选装置实际结构和尺寸为基础,自行研制了工作性能试验台。利用正交试验方法考察脱粒滚筒转速组合、脱粒滚筒长度比例组合、圆锥形风机叶片锥度等工作参数和结构参数对损失率、破碎率、含杂率、脱粒功耗等性能指标的影响程度。试验结果表明:在喂入量为2 kg/s时,影响4LZS-1.8型联合收割机脱分选工作性能的因素主次顺序为差速滚筒转速组合(B)、圆锥形风机叶片锥度(C)、差速滚筒高低速段长度比(A);最优方案为B=750/950 r/min、C=5°、A=2∶8(28型),对应性能指标为损失率1.28%、破碎率0.32%、含杂率0.48%,对应差速脱粒滚筒总功耗为16.66 k W,其中低速滚筒功耗占总功耗的74.73%,高速滚筒功耗占总功耗的25.27%。     

4LZS-1.8型联合收割机脱分选系统性能正交

为解决传统横轴流联合收割机在水稻脱分选作业时存在的问题,4LZS-1.8型联合收割机采用差速脱粒滚筒和圆锥形清选风机等新型工作部件,以提升脱分选性能,其结构参数和工作参数有待通过试验来明确.由于田间试验的重复性差,以4LZS-1.8型联合收割机脱分选装置实际结构和尺寸为基础,自行研制了工作性能试验台.利用正交试验方法考察脱粒滚筒转速组合、脱粒滚筒长度比例组合、圆锥形风机叶片锥度等工作参数和结构参数对损失率、破碎率、含杂率、脱粒功耗等性能指标的影响程度.试验结果表明:在喂入量为2 kg/s时,影响4LZS-1.8型联合收割机脱分选工作性能的因素主次顺序为差速滚筒转速组合(B)、圆锥形风机叶片锥度(C)、差速滚筒高低速段长度比(A);最优方案为B=750/950 r/min、C=5°、A=2∶8(28型),对应性能指标为损失率1.28％、破碎率0.32％、含杂率0.48％,对应差速脱粒滚筒总功耗为16.66 kW,其中低速滚筒功耗占总功耗的74.73％,高速滚筒功耗占总功耗的25.27％.     

圆锥式巴旦木破壳分离机的设计

针对现有坚果破壳分离机对巴旦木破壳效果不好、破碎率低的现实问题,在研究国内外现有的坚果破壳机械的基础上,设计一种新型的圆锥式巴旦木破壳分离机。该机主要有电动机、传动机构、进料机构、脱壳机构、分离机构、机架等组成。试验表明该机的适用性好,破壳率为大于90%,籽仁破损率为小于8%。     

低喂入量玉米柔性脱粒装置的设计与试验

为解决含水率在30％以上的玉米在籽粒直收时破碎率和未脱净率高的问题,设计一种低喂入量玉米柔性脱粒装置试验台,选取导流角、滚筒转速和脱粒间隙为试验因素,以破碎率和未脱净率为试验指标,对玉米进行了单因素试验和响应雨试验并使用Design·Expert软件分析获得脱粒最佳参数.单因素试验结果表明:所选试验因素对试验结果有显著影响,对于柔性滚筒,当导流角增大,玉米籽粒破碎率先减小后增大,未脱净率随导流角增大而减小;滚筒转速增大玉米籽粒破碎率先减小后增大,未脱净率随转速增大而减小;脱粒间隙增大,玉米籽粒破碎率和未脱净率均为先减小后增大.响应面试验鲒果表明,当导流角为68°、滚筒转速223 r·min-1、脱粒间隙为33 mm时,最优脱粒效果为破碎率2.49％,未脱净率为0.171％.     

马铃薯收获机的设计与试验

结合当前新疆马铃薯种植模式,设计出一种集挖掘装置、振幅可调式振动分离机构、速度可调式输送装置、液压驱动装置及电气控制系统等为一体的马铃薯收获机,可通过电磁比例流量阀实现装置的输送速度、振动转速等参数的可调,通过调节板实现装置振幅参数的可调;使用ADAMS软件对V型振动分离机构进行仿真,得到V型振动分离机构在水平方向上以370 mm左右的位移进行往复运动,在垂直方向上以260 mm左右的位移进行起伏循环运动。最后以输送速度、振动转速、振幅为因素,以明薯率和破皮率为响应指标进行装备田间性能试验,得出3个影响因素中振幅对明薯率有显著影响,输送速度和振动转速的影响不显著,影响程度依次为振幅输送速度振动转速;输送速度和振动转速对伤薯率有显著影响,振幅的影响不显著,影响程度依次为输送速度振动转速振幅。分析各影响因素对明薯率和伤薯率的影响,并对其进行优化得出,当输送速度为110 r/min,振动转速为100 r/min,振幅水平为下时,明薯率达到92.822 3%,伤薯率为2.790 5%。     

龙眼柔性对辊剥壳机的设计与试验

目的 龙眼剥壳是其深加工中的关键工序,针对人工剥壳效率低、机械剥壳损伤大及果肉完整性差等问题,设计了柔性对辊剥壳装置。方法 根据典型龙眼鲜果的物理机械特性,提出了一种先破壳后采用柔性对辊脱壳的方法,对龙眼剥壳机的破壳机构、送料盘、剥壳对辊等关键部件的结构进行设计,其中,破壳刀具切割深度和脱壳柔性对辊的间隙可调。以广东‘储良’龙眼鲜果为研究对象,通过正交试验分析,以对辊间隙、辊子转速和果壳破口为试验因素,剥壳成功率、剥壳损失率和果肉完整性系数为试验指标,进行优化试验。结果 装置中,方便可调的对辊间隙能满足分级后不同直径龙眼的剥壳加工,剥壳装置对不同大小龙眼鲜果的适应性好。对辊间隙对剥壳性能有显著影响,随着对辊间隙由3 mm增至5 mm,龙眼脱壳后的果肉完整性逐渐变差,其损失率由约7%升至18%。各因素对剥壳性能的影响依次为对辊间隙>对辊转速>果壳破口,当对辊间隙为3 mm、对辊转速为13.5 r/min、果壳破口为90°时,龙眼剥壳性能达到最优。结论 该研究为龙眼等柔性果机械剥壳获取灯笼状果肉的深加工研发及剥壳机参数优化提供了参考。     

薏苡压缩力学特性试验及响应面优化

为研究薏苡力学特性,提高机械脱壳方式下的薏苡脱壳质量.以破壳力和破仁力为试验指标进行了薏苡的压缩力学特性试验.采用单因素试验分析施压方向、施压速度和干基含水率对薏苡破壳力和破仁力的影响,通过Box-Behnken中心组合试验设计建立了破壳力、破仁力与试验因素的数学回归模型,并利用响应面法以薏苡可承受的破壳力最小、破仁力最大为优化目标得到薏苡脱壳的最佳组合参数为:施压方向为正向施压,施压速度7.598 mm.min-1,干基含水率7.048％,此时的薏苡可承受的破壳力为22.067 N,破仁力为86.016 N.经平行试验验证得到的破壳力为21.1 N,破仁力为82.6 N.验证结果与优化结果误差均小于5.0％,优化结果具有较高的可信度.研究结论可为薏苡脱壳加工装备的研究与优化提供理论依据与技术参考.     

梳齿式钙果采摘试验台的设计与试验

【目的】针对目前钙果人工采摘效率低下的问题,为实现钙果的机械化采收,设计了梳齿式钙果采摘试验台,并对其工作过程及关键部件参数进行了设计与分析.【方法】以梳齿间隙、梳齿转速、梳齿形状为试验因素,采净率和破损率为试验指标,进行了三因素三水平正交试验,并利用极差、方差,分析各因素对采摘效果的影响.【结果】各因素对采净率影响的主次排序是梳齿间隙、梳齿转速、梳齿形状;对破损率影响的主次排序是梳齿转速、梳齿形状、梳齿间隙.综合分析选取较优参数组合梳齿间隙为20 mm,梳齿转速为30 r/min,梳齿形状为圆弧形;该试验台采净率为96.01%,破损率为2.21%.【结论】梳齿式钙果采摘试验台可以实现对钙果采摘作业,该研究为钙果的机械化采收、作业参数优化提供技术参考依据.     

梳齿式亚麻蒴果梳刷试验台的设计与试验

【目的】探索解决亚麻(胡麻)脱粒机存在的植株缠绕脱粒滚筒问题的有效方案,提升亚麻(胡麻)的机械化收获水平.【方法】为研究不同工作参数对亚麻(胡麻)机械化收获的影响,设计了梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台.阐述该试验台的工作原理与组成结构,对关键零部件偏心摆动机构和梳刷装置进行了结构设计与动力学分析,并进行台架试验.以蓝亚麻(别名宿根亚麻)为试验材料,以蒴果的脱净率和破损率为评价指标,探讨梳刷装置转速、梳齿截面形状、梳齿间隙、导轨输送速度4因素对蒴果的脱净率和破损率的影响,分别进行单因素试验与多因素正交试验研究,获得了梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台的最优工作参数,并进行了试验验证.【结果】SAS9.1软件分析表明:梳齿间隙、梳齿截面形状、梳刷装置转速和导轨输送速度4因素对蒴果的脱净率和破损率的影响都极为显著.以蒴果的脱净率较大、破损率较小为目标,得到的较优参数组合为:梳齿间隙为4 mm、梳齿截面形状为菱形、梳刷装置转速为10 r/min和导轨输送速度为0.16 m/s.对优化结果进行试验验证,结果显示脱净率为99.26%,破损率为5.33%.各因素对脱净率的影响由大到小依次为梳齿间隙、梳齿截面形状、梳刷装置转速、导轨输送速度;对破损率的影响由大到小依次为导轨输送速度、梳齿截面形状、梳刷装置转速、梳齿间隙.【结论】蓝亚麻植株经过试验台的梳刷可得到完整蒴果,梳齿式亚麻(胡麻)蒴果梳刷试验台为亚麻(胡麻)脱粒机的创新设计提供了一种可行性方案和研究依据.     

甘蔗汁澄清工艺研究

为了明确振荡工艺和离心工艺对甘蔗汁澄清效果的影响,采用单因素试验探讨了振荡时间、振荡温度和振荡速度对甘蔗汁澄清效果的影响,并利用L9(34)正交试验得出最优振荡条件组合;在最优振荡条件组合的基础上进一步考察了离心机的转速、离心时间和升降速度对甘蔗汁澄清效果的影响,并利用L9(34)正交试验得出最优离心条件组合。结果表明,最优振荡条件组合为:振荡时间60 min、振荡温度70℃、振荡速度150 r/min,各因素的主次影响顺序依次为振荡温度、振荡速度、振荡时间;最优离心条件组合为:离心机转速9 000 r/min、离心时间12 min、升降速度10档,各因素的主次影响顺序依次为离心机转速、离心时间、升降速度,在最优振荡条件和离心条件下,甘蔗汁的透光率达86.3%。