夹持压力可控的香梨采摘末端执行器设计与试验

库尔勒香梨是新疆特色水果,其酥脆特点为香梨机械化采摘带来较大挑战。为了降低香梨机械损伤及实现自动采摘,在分析物理特性、力学模型的基础上研制了夹持压力可控的夹持-扭转协同工作的香梨采摘末端执行器,主要包括夹持部件、旋转部件、压力反馈单元及控制单元等。以夹持-扭断时间、放果时间和采摘成功率为指标,进行采摘试验,结果表明:夹持压力阈值和扭转角度分别为7N和60°时,夹持-扭转时间在1.01～1.75s之间,放果时间在0.43～0.91s之间,采摘成功率约为94.6%。该末端执行器采摘速度快、成功率高,可为香梨采摘机器人的研发提供参考。     

U型混合机内颗粒混合运动的离散元模拟

为探究机械搅拌式混合机内分层颗粒混合运动过程,应用离散元法对U型混合机内颗粒径向混合过程和运动规律进行模拟研究,定量分析转速对分层颗粒混合程度的影响。结果表明:U型混合机内对流、扩散和剪切作用机制对颗粒体系混合起着主要作用,颗粒运动存在小瀑布和不规则两种运动形态,颗粒混合系统可分为三个混合区域,三个混合区域之间的颗粒移动交换致使颗粒体系混合均匀,不同转速下各混合区域范围所占比例变化不明显。三种转速下,搅拌轴旋转圈数相同,混合程度相近。     

成熟期库尔勒香梨理化指标变化规律及相关性研究

为了研究库尔勒香梨成熟过程中理化指标的变化规律,探求成熟期库尔勒香梨主要理化指标间的相关性,以成熟期库尔勒香梨为研究对象,研究库尔勒香梨果实硬度、叶绿素含量、SSC(可溶性固形物含量)和维生素C含量的变化规律;采用相关分析和回归分析的方法,应用Spss软件和Excel软件对指标均值以及各指标间相关性进行了分析,并对试验结果进行了实验验证。研究结果表明:在成熟期内,库尔勒香梨果实理化参数变化范围分别为:硬度4.23~7.99 kg/cm2、叶绿素3.17~6.54 mg/100 g、SSC11.54%~15.41%、维生素C 1.9~4.2 mg/1 0 0 g;随着成熟的深入,果实硬度逐渐降低、叶绿素含量逐渐减少、SSC逐渐增加、维生素C含量逐渐增加;各指标均值在0.01水平上显著相关。回归分析过程中选取最优的拟合方式,并建立相应的数学模型,果实硬度和SSC与叶绿素含量和维生素C含量间决定系数均大于0.95,验证试验预测值与测量值误差小于3.2 1%,在库尔勒香梨成熟过程中可应用果实硬度和SSC对叶绿素和维生素C含量进行预测。研究结果能够为库尔勒香梨成熟度评价和分级提供参考。     

糙米二次加湿调质工艺优化与试验

为解决干燥后储藏的低含水率稻谷碾米加工时存在整精米率低且能耗高以及单次加湿又无法满足加湿目标的问题,以糙米(含水率12%)为原料,研究二次加湿调质工艺中单次加湿量、润糙温度及润糙间隔时间对整精米率的影响规律.在单因素试验的基础上,采用二次旋转组合设计方法,用SAS软件处理试验数据,并进行验证试验.结果表明,在单次加湿量为1.56%、润糙温度为29.6℃、润糙间隔时间为64.6 min的条件下,整精米率提高15.42%,碾米能耗降低26.86%.     

循环加湿工艺对发芽糙米中γ-氨基丁酸含量的影响

为提高发芽糙米中γ-氨基丁酸(GABA)含量,提出以循环加湿替代浸泡的一种发芽糙米生产新工艺。以东北粳稻为原材料,采用二次正交旋转中心组合设计试验,研究了循环加湿工艺中单次加湿量、间隔时间和温度对发芽糙米中GABA含量的影响规律,建立了GABA含量与各因素之间的数学模型,并以GABA含量为考核指标,将循环加湿工艺与浸泡工艺对比试验。试验结果表明,单次加湿量、间隔时间和温度对GABA含量影响显著(p<0.05),影响主次顺序为单次加湿量、间隔时间、温度,优化工艺参数为单次加湿量1.6%,间隔时间67min,温度31℃,此条件下每100g发芽糙米的GABA含量为27.33mg;循环加湿处理后发芽糙米中GABA含量为浸泡发芽处理的2.09倍。研究结果可为发芽糙米生产新工艺提供依据。     

坚果壳仁分离的研究现状与分析

坚果破壳取仁是坚果深加工的基础,是提高坚果附加值的重要途径,壳仁分离是坚果破壳取仁的重要工序,是提高坚果壳仁分净率和降低损失率所面临的一个重要技术难题。为此,简要介绍了国内外坚果壳仁分离的现状,重点从壳仁分离技术、壳仁混合物空气动力学特性及壳仁分离机械三方面进行了详细阐释,分析了坚果壳仁分离加工中存在的不足,指出今后坚果壳仁分离的发展方向,旨在为坚果壳仁分离术及分离设备的开发研究提供参考。     

基于ANSYS的残膜回收机提土筛膜组件机架静力学及模态分析

残膜回收机提土筛膜组件机架是重要的承载部件,为避免作业过程中出现机架结构强度不足和共振问题,运用Solidworks软件建立三维几何模型,并采用ANSYS软件分别对其进行有限元静力学及模态分析。静力学分析结果表明:机架在静载荷51.975×10~(-3) MPa下最大位移0.118 9 mm,最大应力为23.441 MPa,小于机架材料的屈服强度235 MPa。模态分析结果表明:机架前6阶固有频率的范围是93.617～32.582 Hz,与激励频率0～15 Hz不在相同范围,故工作时不会引起机架发生共振。研究结果可为相关机械结构设计提供参考。     

碾后白米形变消除规律试验

为解决碾后白米抛光时碎米多的问题,该研究以碾后的白米为原料,研究温度、相对湿度以及含水率对白米形变消除时间的影响规律,采用二次旋转组合试验方法设计试验,比较了白米形变消除后抛光与碾后直接抛光的整精米率。用EXCEL软件和SAS软件处理数据,建立相关数学方程。结果表明：在试验参数范围内（温度5～45℃,含水率13%～17%,相对湿度25%～85%）,碾后白米的形变经过46～69?min可以消除;含水率、环境温度和相对湿度对形变消除时间影响显著;白米消除形变后抛光的整精米率明显高于直接抛光的整精米率。所建数学模型对碾后白米形变消除具有指导作用。     

双轴桨叶式混合机内椭球颗粒混合特性模拟

为探讨双轴桨叶式混合机内椭球颗粒的随机运动和混合特性,采用离散元法对颗粒混合过程进行了模拟研究。从单颗粒的随机运动轨迹、颗粒群的流线运动轨迹的角度分析了颗粒运动规律及混合特征,定量描述了混合程度与转子旋转圈数的数学关系。结果表明:混合机内椭球颗粒的随机运动剧烈,径向和轴向上的混合效果良好;分层颗粒的混合均匀是在对流混合,剪切混合和扩散混合共同作用下实现的;分层颗粒的混合度与转子旋转圈数直接相关,混合度与圈数的关系符合指数增长模型。     

棉田耕层残膜回收机的设计与机架模态分析

针对现有残膜回收机存在土壤旋耕后残膜过碎不易捡拾、残膜缠绕工作部件、耕层残膜回收量少等问题,设计一种深松铲松土,轧辊翻膜、旋转锹二次抛膜,多齿捡拾和输送带收膜的棉田耕层残膜回收机。该机翻土深度180 mm,作业幅宽2000mm,配套动力51. 5 KW,作业速度2～5 m/s,具有深翻土、少碎膜、捡拾残膜干净等特点。通过ANSYS Workbench16. 0对整机机架进行有限元模态分析,得出机架前6阶固有频率范围为21. 084～57. 865 Hz,分析得出机架主要受到的外激频率不在固有频率范围内,在作业过程中不会出现共振现象。该文可为耕层残膜回收机的设计提供理论依据与参考。