滚刀刮拉式香蕉茎秆纤维提取机的设计与试验

针对目前我国香蕉茎秆纤维机械提取方法研究匮乏,已有机器工作时刀轮转速高、纤维易缠绕刀轮而断裂的问题,设计了一种新型香蕉茎秆纤维提取机,并对其关键部件的设计进行了理论分析。该机主要由电机传动装置、对辊挤压装置和刮杂装置构成。为确定该机的最优工作参数,利用正交试验研究了刀轮转速(A)、刀片间距(B)、定刀弧长(C)3个因素对纤维含杂率、纤维损失率及生产率的影响。试验结果表明,当刀轮转速为1 200r/min、刀片间距为80mm、定刀弧长为120mm时,该机的综合性能指标达到最优,纤维损失率为9.8%,纤维含杂率为12.4%,生产率为120.9kg/h。该研究对香蕉茎秆纤维提取机的设计具有重要参考意义,可为香蕉产区带来显著的经济效益和环保效益。     

香蕉茎秆纤维提取机刀片的分析和优化设计—基于SolidWorks

为减小香蕉茎秆纤维提取机刀片工作时的最大应力,增大其安全系数,利用SolidWorks软件对刀片进行三维建模,运用软件的Simulation插件分析刀片的应力、应变云图,并对刀片相关尺寸进行优化设计。优化结果显示,刀片的最大应力由68.58MPa下降到49.33MPa,下降约28%;刀片的最小安全系数由3.21上升到4.47,增加了约1.4倍;刀片的质量由0.702kg下降到0.698kg,达到了优化的目标。     

基于ANSYSWorkbench的香蕉茎秆纤维提取刀片改进设计

目前刮麻刀片有限元分析较少,笔者利用ANSYSWorkbench对香蕉茎秆纤维提取机普通刀片和改进刀片进行结构静力学分析。结果表明:在相同载荷和边界条件下,改进后刀片最大应力由71.06MPa降至48.71MPa,降低了31.5%;最小疲劳寿命超过设计寿命;安全系数由0.97增加到1.42,增加了46.4%。由此说明普通刀片在极限载荷下可靠性低,最大加工茎秆片数为4片,而改进刀片性能更加优异,可以用于刀片的更新替换。     

双向刮削式香蕉茎秆纤维提取机的设计

针对我国香蕉茎秆纤维机械提取研究不足,现有设备纤维提取率低、含杂率高及能耗较高的现状,基于纤维提取滚筒刮削机制,研究设计了双向刮削式香蕉茎秆纤维提取机。该机采用两个刮取滚筒异向转动的组合刮取方式,实现对香蕉茎秆纤维的提取利用。试验表明:该机的生产效率平均为203.7kg/h,香蕉茎秆纤维提取率平均为89.7%,香蕉茎秆纤维提取的含杂率平均为16.1%,满足了香蕉茎秆纤维提取的农艺需求。     

响应面法优化沙棘中熊果酸提取工艺

利用响应面分析法对沙棘中熊果酸的提取工艺进行优化。以提取果汁和沙棘籽后的沙棘果皮渣为原料,在单因素实验的基础上,选取对熊果酸浸出率影响较大的因素,利用统计软件SAS中响应面分析法Box-Behnken中心组合设计,以浸出率为参考指标,得出熊果酸最佳提取工艺参数为：萃取压力为22.5MPa,萃取温度为40.4℃、CO2流量为23.3L.h-1。在此条件下熊果酸浸出率为：374mg/100g。     

基于响应面法的旋流泵优化设计

以旋流泵最高效率、高效区范围及在小流量区的扬程-流量曲线稳定性为目标函数,先采用Plackett-Burman试验设计筛选结构参数,并根据结构参数对目标函数的影响将其划分为3个等级:显著因素、次显著因素和非显著因素;再由中心复合设计和Box-Behnken设计及响应面分析确定各级结构参数的最优设计点.该方法以CFD计算结果为基础,构造旋流泵的结构参数与多目标函数的响应面近似模型,分析了结构参数间的交互效应.对最优设计点的泵进行了试验研究,试验结果与CFD计算值吻合,在设计工况下效率的相对误差为4.89％,且较优化前的模型在性能上有明显改善,表明基于试验设计和响应面法可用于旋流泵的优化设计.     

响应面法优化茼蒿中黄酮类物质的提取工艺

利用超声波法提取茼蒿中的黄酮类化合物,采用响应面法优化黄酮类物质的提取工艺。在单因素试验的基础上,根据Box-Behnken试验设计原理,利用响应面法分析可得黄酮类物质的最佳提取工艺条件:料液比1:31.9、乙醇体积分数63.4%、提取时间59.7min和提取温度52.9℃。决定系数R2=94.45%,表明方程拟合度较好。因此,基于响应面法分析所得的优化提取工艺参数准确可靠,具有实用价值。     

响应曲面分析法优化花生粕中可溶性膳食纤维提取工艺

以花生粕为原料,采用酶-质量法探讨花生粕中可溶性膳食纤维提取工艺条件。通过单因素试验和响应曲面分析法,考察糖化酶的加酶量、酶解时间和温度对可溶性膳食纤维提取率的影响,优化提取工艺参数。结果表明:糖化酶的最佳提取工艺条件为:加酶量1.3%、温度60℃、酶解时间78min,该条件下花生粕中可溶性膳食纤维提取率为11.70%。     

基于立式切茎装置的玉米茎秆抛撒规律研究

为了研究立式玉米茎秆切碎装置结构参数对玉米茎秆抛撒规律的影响,该试验以玉米茎秆在切碎过程中运动和切碎后的散布规律为研究对象,采用图像分析学与数理统计学相结合的方法分别对立式切碎装置的抛撒口结构参数、玉米茎秆的运动参数与玉米茎秆抛撒规律之间的联系进行初步研究。研究结果表明:立式切碎装置抛撒口的宽度与位置影响玉米茎秆的切碎与抛撒效果,抛撒口全封闭时玉米碎秆的散布均匀性最高。     

响应面优化葛根浸膏提取黄酮的研究

本文以葛根浸膏为原料,用乙醇提取总黄酮,通过单因素试验对提取时间、提取温度、乙醇浓度和固液比4个因素进行分析,再利用响应面试验来对提取条件进行优化,确定提取葛根黄酮的适宜工艺条件。试验结果表明适宜工艺条件:浸提时间为40min、65%(v/v)的乙醇水溶液作为提取剂、浸提温度为75℃和固液比为1∶9(w∶v)。     

植物纤维餐具干法热压成型工艺响应面法优化

以植物纤维为原料干法热压成型制备餐具过程中,上模温度、加压压力和加压时间与产品外观品质直接相关。在已开发的原料配方和干法热压成型机的基础上,利用响应面分析法,研究了上模温度、加压压力和加压时间对植物纤维餐具干法热压成型产品外观品质影响的规律,确定压制成型工艺的最优条件为:上模温度181℃、加压压力18 MPa、加压时间9 s。     

双动力回转振动式番茄果秧分离装置优化与试验

为满足自走式番茄收获机果秧分离装置国产化适应性的需要,采用响应曲面分析法对果秧分离装置性能进行优化研究。以激振器主轴转速、激振器偏心块质量、滚筒自转转速和番茄果秧的喂入量为影响因子,以果实分离率、破损率、含杂率为响应指标,利用Matlab软件进行响应面分析,建立了多元数学回归模型,运用决定系数R2、P值、残差的方差S2等分析了预测模型的可信性;并基于响应曲面分析了试验因素对试验指标的影响,探究了因素间的影响规律及最佳水平组合,并结合非线性优化计算方法,对果实分离率、破损率、含杂率进行了优化计算。结果表明：最优参数组合为：激振器主轴转速342.86r/min、激振器偏心块质量40kg、滚筒自转转速22r/min和番茄果秧喂入量19kg/s时,对应的果实分离率、破损率和含杂率分别为98.33%、3.37%和4.17%。经试验验证,响应面法所得到的果秧分离参数是可行的。     

基于恒力机构的香蕉落梳装置设计与自适应性分析

针对香蕉机械化落梳过程中出现的自适应性差的问题,设计了基于恒力机构的可自适应环抱蕉茎插切式香蕉落梳装置,并对落梳装置的径向自适应性和转动自适应性进行了分析。采用两斜置压缩弹簧的结构,引入负刚度,再与正刚度的水平压缩弹簧并联组成恒力机构,提高了落梳刀具组对果轴粗细的径向自适应性,对恒力机构的力-位移特性曲线和刚度-位移特性曲线进行分析,并优选关键参数,得出斜置压缩弹簧的刚度系数k1=12 N/mm,水平压缩弹簧的刚度系数k2=3 N/mm,初始状态斜置压簧的倾斜角θ0=36. 87°,恒力行程对应的落梳刀组包络圆直径范围为80～100 mm,对应的恒力f=180 N。在加载有扭簧的虎克铰链基础上设计了可释放两个转动自由度的落梳刀盘,根据测定的香蕉果轴弯曲度设置刀盘旋转角范围为±10°,根据建立的三维模型中的几何参数得出,落梳刀具末端的工作空间是一个半径为300 mm的球面。对落梳刀具末端的柔度矩阵进行分析,结果显示,落梳刀盘旋转角为0°,即刀盘与机架上底面平行时线柔度最大,最大值为0. 818 2 mm/N,落梳刀盘旋转角为10°时线柔度最小,最小值为0. 77 mm/N,说明落梳刀具末端的线柔度随刀盘旋转角的增大而减小。试验结果表明,梳柄切口符合试验指标的蕉梳占所有样本的81. 25%,切口质量良好,该装置设计合理,且满足实际落梳作业的要求。     

基于模态分析的立式香蕉秸秆粉碎还田机机架优化

利用ANSYS Workbench软件对立式香蕉秸秆粉碎还田机机架的三维参数模型进行模态分析,检验立式香蕉秸秆粉碎还田机的作业可靠度。为了防止共振的发生,采用错开激励源频率的方法,对机架结构分两个阶段进行优化。优化结果表明:增加机架后挡板的钢板厚度或减少机架侧挡板及盖板的钢板厚度皆可提高机架的固有频率;机架在质量减小9%的情况下,1阶固有频率将增加28%,作业可靠度将得到显著提高。     

响应面优化茶叶中黄酮类化合物的提取条件研究

为确定茶叶中黄酮类化合物的最佳提取工艺,选取提取时间、水浴温度、乙醇浓度和液固比4个影响提取效果的因素做单因素试验,并利用Design—Expert6．0进行响应面分析试验。试验结果表明,提取茶叶中黄酮类化合物的最佳提取工艺条件为：时间60min、水浴温度80℃、乙醇浓度为60％、液固比（V/V）为10。     

基于响应面的前纵梁柔性焊装夹具优化设计

前纵梁由薄板冲压件焊接而成,具有薄板冲压件的易变形性和制造误差特性。提出一种基于响应面与3DCS仿真分析相结合的汽车前纵梁柔性焊装夹具定位点布置方案设计的方法。对某汽车前纵梁装配过程进行偏差仿真分析,建立能够反映装配偏差源与装配偏差关系的仿真模型。结合汽车前纵梁结构特性以定位点横坐标为设计变量,通过响应面法中Box-Behnken Design(BBD)实验设计方法设计出试验样本方案。利用3DCS偏差分析软件建立某汽车前纵梁柔性装配偏差仿真模型,仿真分析得到装配偏差值,以关键测点偏差的6σ值的均方根作为系统响应,构建响应面代理模型。最后,用Design-Expert软件优化出让装配偏差最小的最优布置方案。     

挤压式核桃破壳机参数优化试验

为了得到挤压式核桃破壳机的最佳工作参数,对破壳机进行了试验研究。选择对核桃破壳影响较大的含水率、弹簧刚度、挤压行程3个因素进行了单因素破壳试验,以此为基础进行了3因素3水平的响应面BoxBehnken破壳试验,分析了因素间的交互作用,建立了回归方程,并进行了验证试验。结果表明:影响破壳效果的因素主次顺序为含水率、弹簧刚度、挤压行程,含水率分别和弹簧刚度、挤压行程有交互作用;最佳工作参数为含水率21%、弹簧刚度15.3N/mm、挤压行程10mm。试验采用陕南商洛核桃,弥补了陕南核桃相关参数的空白,试验数据为核桃破壳机的设计和改进提供了理论依据。     

连续闭式循环氨脱除工艺响应面法优化

针对两阶段闭式循环氨脱除工艺处理猪粪厌氧消化液耗时、耗碱、难以达到工业化大量污水处理的需求问题,进行了连续闭式循环氨脱除工艺的试验研究。试验结果表明,对于起始氨氮质量浓度为(1 444±37)mg/L的猪粪厌氧消化液,在气流量为530 L/h、液流量为445 m L/h、气液比为2 036条件下,氨氮脱除率可达(66.81±0.24)%。经RSM优化的模型能够很好地分析和预测该工艺及系统条件下猪粪厌氧消化液的氨氮去除结果。所选自变量对于氨氮脱除的影响力从大到小依次为:气液比、液流量、气流量。研究结果可为猪粪厌氧消化液的连续处理提供依据。     

大蒜两级取种装置的设计与试验优化

针对勺链式取种方式在蒜箱与取种勺接触部分容易出现空穴而导致漏取的问题,采用两级取种的设计思路,优化了取蒜勺的取种环境,并通过对两级取种装置的结构设计与理论研究,确定了两级取种装置的结构参数.以取种勺的勺宽、弧度半径和挡板高度为试验因素,以漏播指数、重播指数、合格指数为试验指标,进行多因素取种试验,得到试验因素对影响两级...