打叶机工艺参数对一级打叶的影响

为了提高一级打叶中打叶去梗的效率,在宣威复烤厂中,根据烟厂厂内生产线的实际试验结果,通过在一级打叶中改变打叶机的进料量、打辊转速、框栏开口3个参数,研究在不同参数试验下,一打后的大叶率、中叶率、小叶率、叶片率、叶含梗率、梗率、碎片率之间的差异,从而找出提高一级打叶中打叶去梗效率的方法。试验结果表明,在适当加大进料量和降低框栏开口的前提下,可以提高出片率,提高去梗率,但同时会加大叶中含梗率和碎片率。通过相关分析和回归分析,研究一打中进料量、框栏开口、打辊转速与大叶、中叶、小叶、叶片、梗叶、梗、碎片之间的关系,从而更好地实现打叶参数化控制,提高打叶去梗效率。     

基于Fluent的打叶机内部流场数值模拟

烟草打叶机内部流场会影响打叶工艺的效果,为揭示烟草打叶机内部空气的流动规律,利用三维建模软件Creo通过滑移网格技术建立打叶机箱体结构及流场区域模型,并通过流体力学软件Fluent进行模拟仿真,得到打叶机内部的流场压力、速度、温度分布图。从数值计算结果看出,合理范围内的进风速度与刀辊转速不会对机箱内部压力、速度分布造成过大影响,在通入热流体后,打叶机内部温度呈现均匀分布,出料区内部会形成旋转回流场造成烟叶堆积,通过添加挡板或者底部进风口能够消除旋转回流场。     

烟叶打叶后大片率调控关键技术研究

为解决当前烟叶打叶后大片率过高的问题,提出了对打叶后烟片采用振筛机大片叶筛选、图像监控打辊机可控再打叶的技术处理方案。设计实现了烟片分选再处理装置,并通过实验研究了不同控制参数对再打叶后烟叶的影响。结果表明：（1）提高振筛机筛孔孔径有助于大片叶分离;（2）再处理打辊机框栏开口尺寸与形状相比提高转速对再打叶效果的影响更为显著,使用圆形50.8 mm框栏开口的打辊机可实现再打叶后大片率低于30%、中片率高于45%、含末率低于0.3%的水平;（3）提高打辊机转动频率和增加再处理大片叶分料比例有助于降低大片率,但均会导致中片率降低和烟末增加。实验表明打辊机转动频率和分料比例分别控制在40 Hz和50%左右时表现较好。     

基于图像处理的打叶参数研究

目前在打叶效果与各打叶主要参数之间没有一个准确的数学模型,打叶过程主要依靠经验对各参数进行调节。针对上述问题,提出了一种基于图像处理的利用线性回归方程在两者之间建立数学模型的方法。对于烟片面积特征值的提取统计问题,以烟片图像二值化后像素值为0的所有像素点个数之和来表示。通过分析,烟叶片型的大小主要与打辊转速相关。成功建立了打叶后烟片片型与各主要参数之间的联系。     

离线分切工艺对烟叶综合价值的影响研究

为拓宽烟叶在工业环节的原料使用范围,解决烟叶供需结构性矛盾,推进配方打叶技术创新,通过设计实验,在打叶复烤前对选后烟叶按一定长度标准进行叶基与叶身的分切加工处理,再根据配方模块进行打叶复烤,并与未分切的成品片烟进行对比分析,研究二者的加工质量、化学成分、感官质量以及综合利用水平。研究结果表明：烟叶离线分切加工工艺可以有效提高大片率,减低水分和烟碱CV值,改善烟叶感官质量,降低烟叶加工损耗,提高烟叶的综合利用水平,实现1+1>2的效果,对于行业的烟叶利用率提升、模块化配打、均质化加工具有一定的战略意义。     

青贮玉米螺旋缺口锯齿型揉丝破碎辊设计与试验

针对青贮玉米收获机玉米秸秆揉丝破碎效果差、效率低,影响青贮秸秆后期发酵与粗纤维转化的问题,并考虑到青贮玉米秸秆的韧性较大,设计了适合青贮玉米秸秆揉丝破碎的试验台。对秸秆的揉搓破碎机理和辊齿关键参数进行了分析和优化设计,得出当两辊齿锋面对钝面并配合螺旋缺口时,可达到对秸秆的挤压、揉搓和剪切效果,并建立了基于离散元法的玉米秸秆颗粒粘结模型,利用EDEM开展虚拟仿真试验,探究齿数、两辊差速比、缺口螺旋圈数和主动辊转速对秸秆丝化率的影响效果,得出了最优参数组合为：破碎辊齿数166、差速比30%、缺口螺旋圈数80、主动辊转速5000r/min,仿真试验与台架试验结果的相对误差为3.03%;台架试验结束后,采用宾州筛对其筛分,小型物料占比38.37%、标准物料占比52.75%、未完全破碎物料占比8.88%,与仿真试验结果一致。开展了对照试验,结果表明螺旋缺口锯齿型破碎辊对玉米秸秆的丝化率较常规齿型破碎辊提高8.22%,满足行业标准并实现了对玉米秸秆的高破碎和高效率。     

切梗头工艺在打叶复烤中的应用

烟草是一种重要的农业经济作物,是烟草工业生产卷烟制品的重要原料,烟梗是烟叶的粗硬叶脉,占烟叶的25%～30%,烟梗梗头纤维粗硬,质地较厚,预处理的润叶工艺很难对梗头起作用,加之易发霉和含泥沙等杂物较多且所含叶片较少,因此梗头部分通过打叶阶段的意义不大,还易带入杂物。提出一种打叶复烤切梗头工艺,详细介绍了切梗头设备的工作原理和后续的梗头清洗烘干设备的工作原理。将梗头在预处理前置阶段切割分离并清洗烘干,便于后续工序处理,提高成品烟片品质,降低设备故障率。     

气力机械组合式藜蒿脱叶机设计与试验

藜蒿是我国特色蔬菜,可食部为茎秆与顶部嫩叶,因茎秆鲜嫩易折、径向叶片多且易相互缠绕,售前脱叶工序难度大,仍以人工脱叶为主。针对藜蒿脱叶装备匮乏,人工劳动强度大、成本高等问题,在统计分析藜蒿植株特性的基础上,设计了一种气力机械组合式藜蒿脱叶机,通过吸叶滚筒气力吸附引导、脱叶辊机械拉拽脱叶实现藜蒿茎叶的有效分离。统计分析了藜蒿外形几何参数,测试了叶片顺向、垂直、逆向拉拽的抗拉力,明确采用逆向拉拽脱叶方式;开展了吸叶滚筒、脱叶辊等关键部件结构参数和运行参数分析,基于CFD模拟了吸叶滚筒气流场状态,结合仿真正交试验确定了吸孔轴向间距为10 mm,周向分布夹角为10°,有效孔个数为121个,吸孔直径为4 mm、深度为4 mm,脱叶辊相对高度为30 mm;以吸叶滚筒转速、脱叶辊转速和夹持喂入速度为试验因素,以脱叶率和断叶率为评价指标,开展了二次回归正交试验,建立了脱叶率、断叶率与各试验因素之间的回归数学模型,求解得到最佳参数组合为吸叶滚筒转速77 r/min、脱叶辊转速65 r/min、喂入速度40 mm/s;在最佳参数组合条件下,藜蒿脱叶机的脱叶率与断叶率分别为94.32%和12.93%,单辊作...     

基于EDEM的有机肥撒施机抛撒性能试验研究

为解决有机肥流动性差、机械抛撒难的问题,基于自制的卧式有机肥撒施机,建立了有机肥在抛撒过程中的运动模型,分析了影响抛撒均匀度的主要因素;采用SolidWorks软件建立了有机肥和卧式有机肥撒施机的三维模型,运用EDEM软件以输肥速比(作业速度与刮板输肥速度比值)、抛撒辊转速、螺旋叶片螺距为试验因素进行了响应面设计试验;采用Design-Expert 8.0.5软件优化了作业参数,并进行仿真试验验证和田间试验验证。仿真结果表明：影响抛撒均匀度横向变异系数的主次顺序为螺旋叶片螺距>抛撒辊转速>输肥速比;当输肥速比为-16.42、抛撒辊转速为557.90 r/min、螺旋叶片螺距为365.40 mm时,抛撒均匀度横向变异系数为14%,仿真验证值与预测值误差≤5%,响应面模型合理。田间试验表明,当输肥速比为-16.6、抛撒辊转速为560 r/min、螺旋叶片螺距为360 mm时,抛撒均匀度横向变异系数为14.5%,与EDEM仿真值误差≤5%,满足有机肥撒施机的田间作业标准,仿真模型及优化参数合理。该研究可为有机肥撒施机的优化设计及抛撒性能提升提供参考。     

烟草加工中打叶复烤工艺参数优化

为了满足中式细支卷烟需要和提高遵义复烤厂新线打叶复烤加工质量，对遵义复烤厂打叶复烤工艺参数和片烟质量数据进行了分析。选定了3个关键参数，采用了多指标权重分析和正交试验对遵义复烤新线工艺参数进行优化。研究结果表明:采用一润后端加水开启80 °、二打电机34 Hz和回潮区混合水30%的工艺参数能明显提高打叶复烤片烟质量。      

基于离散元法的苎麻茎秆分离装置仿真优化与试验

以现有剥麻机的关键机构辊齿结构为研究对象,通过分析苎麻茎秆与辊齿结构之间相互作用,建立茎秆折断分离的动力学模型,得到了辊齿转速、剥麻辊齿数及啮合深度等因素与茎秆分离力关系的表达式。运用EDEM软件建立茎秆分离与辊齿相互作用的离散元模型,利用建立的虚拟模型为仿真平台,以脱骨量和剩皮量为评价标准,采用4因素5水平的正交试验方法,对辊齿结构的参数与茎秆分离效果仿真试验分析。仿真结果表明,其影响性大小顺序为压辊转速、啮合深度、剥麻辊转速、剥麻辊齿数,最佳工作参数组合为压辊转速150r/min、啮合深度12mm、剥麻辊转速800r/min、剥麻辊齿数20。根据正交试验的最佳参数组合进行台架验证试验,茎秆分离脱骨率为98.5%。该理论研究为苎麻茎秆分离机理提供一种新的研究方法,也为研制新型苎麻茎秆分离机械设备提供理论依据。     

腐熟剂喷施装置出料部件数值模拟

基于离散元法的基本方法,采用Hertz—Mindlin接触模型,运用EDEM软件对腐熟剂喷施装置出料部件工作过程进行模拟仿真,分析不同螺旋升角、螺旋转速、出料口径对出料过程的影响。仿真结果表明,在其他条件一定的情况下,螺旋升角越大出料量越少;螺旋转速越高出料量越少;出料口径从7mm开始每减少1mm,出料量呈成倍减少趋势。得出螺旋升角为10°,螺旋转速为300r/min,出料口径为7mm时出料效果理想。     

基于EDEM和3D打印成型的外槽轮排肥器排肥性能研究

外槽轮排肥器是使用最广泛的排肥器之一,目前外槽轮排肥器结构和几何尺寸单一,无法适用不同肥料颗粒排肥需求,直接影响了排肥效果。EDEM为目前对于颗粒类仿真最有效的方法之一。采用测量和统计学方法获得肥料颗粒的三轴尺寸,以近似球体假设肥料颗粒形状,建立肥料颗粒和外槽轮排肥器的EDEM模型,通过改变槽轮的结构尺寸等,对其排肥过程进行仿真,分析外槽轮排肥器的排肥特性;3D打印成型设计槽轮,通过台架试验验证仿真结果的准确性。结果表明:凹槽半径、槽轮转速对施肥量影响较大,满足线性正相关,螺旋升角对施肥量影响不显著(P0.05),仿真结果与试验结果的相对误差为0.85%~15.98%,平均相对误差为7.21%。本文所建立的EDEM仿真模型准确,具有实际工程应用价值。     

玉米通用剥皮机构设计与试验

针对玉米联合收获机的重要部件——玉米剥皮装置通用性差等问题,设计了可更换不同辊型、调节转速以及调节两辊相对位置角的玉米通用剥皮机构。以先玉335为试验材料,进行了剥皮辊配置形式、转速和两辊相对位置角的3因素3水平正交试验,分析了各参数对剥皮性能：玉米苞叶剥净率、籽粒破碎率、籽粒损失率的影响,确定了最优组合方案：剥皮辊配置形式为螺旋橡胶辊与凸棱螺旋橡胶辊交替排列;剥皮辊转速为350r/min;两辊相对位置角为30°。     

开沟旋耕机渐变螺旋升角轴向匀土刀辊设计与试验

针对长江中下游农业区开厢沟后旋耕作业地表平整度差、土壤轴向分布不均匀等问题,设计了一种渐变螺旋升角轴向匀土刀辊。分析了旋耕刀轴向运土力学条件,建立了匀土刀辊旋耕刀扰土体积参数方程和旋耕刀渐变螺旋升角排列螺旋线方程,并分析确定了影响匀土刀辊轴向匀土性能的关键因素为刀辊转速、旋耕切土节距、初始螺旋升角。运用离散元法模拟匀土刀辊作业过程,以耕后地表平整度为试验指标,以刀辊转速、旋耕切土节距、初始螺旋升角为试验因素,进行了正交试验,建立地表平整度回归方程。利用Design-Expert分析软件得到最优参数组合为：刀辊转速260r/min、旋耕切土节距8.3cm、初始螺旋升角71°,此时仿真地表平整度为17.35mm。在最优参数组合下进行了田间试验,结果表明,匀土刀辊作业后,地表平整度、土壤轴向分布均匀度、耕深稳定性系数、碎土率的均值分别为14.5mm、8.82%、92.34%、81.66%,整体耕整效果优于常用旋耕刀辊。     

绿茶杀青机茶叶颗粒运动学仿真分析

绿茶杀青及炒制加工过程中,杀青炒干机核心构件滚筒的结构参数及转动速度对绿茶的卷曲成形起着关键作用。为优化设计滚筒式杀青炒干机的滚筒结构尺寸,制定有利于茶叶卷曲成形的工艺参数,提出一种茶叶杀青过程中的茶叶颗粒运动学分析方法,推导茶叶颗粒运动学方程,基于EDEM软件进行运动学仿真,进而对不同滚筒转速下的理论计算结果及仿真结果进行分析对比,仿真结果验证了在常规杀青工艺的速度下,茶叶颗粒运动学模型的正确性。通过研究,获取优化的滚筒结构参数和改进的生产工艺：导叶板倾斜角调整到15°,茶叶炒制过程中,杀青时滚筒转速为25 r/min,成形时滚筒转速为40 r/min。研究为后续优化设计滚筒关键结构尺寸及绿茶杀青工艺参数优化提供理论参考。     

有机基质臭氧消毒设备设计与试验

为实现有机基质的绿色、高效消毒,设计了有机基质臭氧消毒设备。基于离散元软件EDEM建立了有机基质颗粒模型,根据有机质物料输送及抛撒动力学特性与臭氧消毒工艺流程,利用Solid Works软件构建了有机基质臭氧消毒设备结构模型,并对两种模型进行接触参数标定。以有机基质倾尽角为评价指标,以抄板弯折角、转筒转速、填充率为试验因素,进行了三因素五水平正交旋转组合仿真试验。根据仿真结果,利用Design-Expert软件回归分析法建立倾尽角回归数学模型,对有机基质臭氧消毒设备模型中的抄板弯折角、转筒转速、填充率进行了参数优化与试验验证。结果表明,在各因素取值范围内,抄板弯折角对有机基质倾尽角影响极显著,转筒转速对倾尽角影响显著,填充率对倾尽角影响不显著;有机基质臭氧消毒装置最优作业参数组合为:抄板弯折角124.23°、转筒转速6.29 r/min,此时物料倾尽角仿真值为89.3°。臭氧消毒灭菌性能试验验证结果为:臭氧初始质量浓度64.2 mg/m~3,消毒60 min后,细菌灭菌率88.9%,真菌灭菌率97.9%,能够满足有机基质消毒生产要求。     

基于EDEM的马铃薯收获机分离输送装置仿真分析

为了实现提高马铃薯收获效率并减少其机械损伤,关键在于优化滚筒式马铃薯收获机分离输送装置的运动参数,包括滚筒筛转速、切削角度和行进速度.为此,建立了土壤颗粒的仿真模型、马铃薯颗粒的仿真模型和马铃薯收获机分离输送装置的仿真模型,通过EDEM软件仿真土壤和马铃薯颗粒的分离输送试验并收集数据;运用Design-expert软件...     

基于Fluent仿真的烟叶流体运动轨迹数值模拟

为了探究烟叶风分过程中影响风分效果的因素,通过采集某烟厂烟叶风分的生产数据,优选出叶含梗量最少的工况。基于Fluent模拟出相应工况下的烟叶流体在风分器中的风分过程,得到了打后叶片在风分过程中的运动轨迹,实现了烟叶风分过程的可视化,提高了仿真的可靠性和精度,也为打叶复烤工艺流程中的烟叶风分工序提供科学依据。     

自走式全混合日粮制备机取料仿真与参数优化

针对国内自走式全混合日粮制备机缺乏取料机理和参数优化的现状,对自走式全混合日粮制备机的取料机构进行设计与分析,建立了取料作业的理论模型,并对螺旋叶片螺距、螺旋叶片直径、辊筒转速、前进速度、每刃进给量和取料刃长比等关键参数进行了计算和选取。采用EDEM对影响取料过程的前进速度、辊筒转速、螺旋叶片螺距、刀刃长比因素采用正交试验方案进行了仿真分析,并对仿真结果进行方差分析。分析表明,各因素对取料效率影响的主次顺序为：前进速度、螺旋叶片螺距、刀刃长比、辊筒转速,各因素对回流率影响的主次顺序为：螺旋叶片螺距、刀刃长比、辊筒转速、前进速度。综合考虑取料效率和回流率,最优参数组合为前进速度为4 m/min、螺旋叶片螺距230 mm、取料刀刃长比1.8、取料辊筒转速230 r/min。此时取料效率为82.6 m3/h,回流率为38.93%。采用最优参数组合进行试验,试验测得取料效率为77.02 m3/h,回流率为39.76%,与仿真分析基本一致。