玉米秸秆皮瓤分离碾压揭皮辊设计与试验

为提高玉米秸秆皮瓤分离效率,达到皮瓤分类利用,以秸秆群为研究对象,设计辊齿式碾压揭皮辊,实现秸秆皮瓤有效分离。采用密度理论法(SIMP)设计了辊齿式碾压揭皮辊,并进行了有限元模拟仿真分析,确定了碾压揭皮辊半径为33 mm,齿型刀片齿刃高2 mm、厚度2 mm、刃角30°。为寻找最佳参数组合,以皮瓤分离率为试验指标,碾压揭皮辊转速、辊齿间隙、切段长度为试验因素,进行二次回归正交旋转组合设计试验。运用Design-Expert进行试验数据处理与分析,建立评价指标与试验因素之间的数学模型,并对参数进行优化,确定玉米秸秆皮瓤分离碾压揭皮辊的最佳参数组合为:碾压揭皮辊转速为295 r/min,辊齿间隙为5 mm,切段长度为22 mm时,皮瓤分离率为85%。经试验验证,试验结果与分析结果基本一致。     

异速圆盘动态支撑式玉米秸秆粉碎装置设计与试验

针对玉米秸秆粉碎过程中秸秆力学和能耗变化规律不明确,限制秸秆粉碎还田质量提升,不利于秸秆还田技术在东北黑土区推广应用的问题,本文基于异速圆盘动态支撑式玉米秸秆粉碎装置和秸秆受力状态,将玉米秸秆粉碎全过程分为秸秆捡拾阶段、秸秆升举输送阶段和入侵粉碎阶段,建立秸秆各阶段受力数学模型,确定其关键影响参数及范围。以捡拾粉碎刀转速、对数螺线支撑圆盘刀滑切角和捡拾粉碎刀与对数螺线支撑圆盘刀间的传动比为试验因素,选取秸秆最大破碎力、滑切切割功耗和滑切冲量为试验指标,应用有限元分析方法研究试验因素对试验指标的影响规律。结果表明,捡拾粉碎刀转速为1950 r/min、对数螺线支撑圆盘刀滑切角为40°和捡拾粉碎刀与对数螺线支撑圆盘刀间的传动比为0.5时,秸秆最大破碎力、滑切切割功耗和滑切冲量分别为101.71 N、1049.42W和0.032N·s。田间验证试验结果表明,滑切切割功耗为1150.43W,与模型预测值误差为9.63%,秸秆粉碎长度合格率为93.34%,满足行业标准要求。     

双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

针对我国香蕉秸秆粉碎还田作业过程中香蕉秸秆粉碎质量差,秸秆缠绕堵塞等问题,设计了一种双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机。基于滑切定理,解析了粉碎刀随轴转动过程中的动态滑切角和粉碎定刀滑切角的相对作用原理,以等速螺线设计L形粉碎定刀刀刃曲线,确定了粉碎刀结构参数;对香蕉秸秆缠绕粉碎刀辊进行受力分析,设计防缠绕板并确定装配数量与结构参数;以装置前进速度、粉碎刀辊转速、防缠绕板高度为试验因素,以香蕉秸秆粉碎合格率、抛撒不均匀度和香蕉秸秆缠绕数量为评价指标进行三因素三水平正交试验,建立因素与指标的响应面数学模型。试验结果表明,最优参数组合为作业机前进速度1.5 m/s、防缠绕板高度41.6 mm、粉碎刀辊转速1 800 r/min,此时香蕉秸秆粉碎合格率为93.8%,香蕉秸秆缠绕数量为26,香蕉秸秆抛撒不均匀度为12.1%。以最优组合进行田间试验验证,试验结果表明双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机整机防缠性能优越,满足设计要求。     

动定刀支撑滑切式秸秆粉碎装置设计与试验

设计了适用于卧式玉米秸秆粉碎还田机的动定刀支撑滑切式秸秆粉碎装置,该装置利用等滑切角式粉碎定刀和随粉碎刀辊高速旋转的粉碎动刀形成的支撑滑切作用对秸秆进行粉碎。其中等滑切角式粉碎定刀刃口曲线采用对数螺线方程,粉碎动刀设计为并联直刀和L改进型弯刀组合结构。结合玉米秸秆的特性,明确了各关键部件的参数,并运用ANSYS-Workbench软件对粉碎定刀进行了静强度校核和对粉碎刀辊进行了模态分析,得出了粉碎定刀的应力分布图和粉碎刀辊的前6阶固有频率和振型;粉碎定刀最大应力发生在刀片上端部后侧,最大应力为13841MPa,刀片材料满足要求;〖JP3〗粉碎刀辊最低阶数的固有频率为102.62Hz,高于其工作激励频率23.3~30.Hz,不会形成共振。田间试验表明,当动定刀支撑滑切式秸秆粉碎装置刀辊转速为1600r/min时,其秸秆粉碎长度合格率可达91.5%,相对无支撑切割（1800r/min）可降低作业功耗17.4%。     

玉米秸秆剥穰机构参数优化

为了研制玉米秸秆皮穰叶分离设备,对剥穰机构进行了试验研究.利用试验台对其主要影响因素:剥穰刀与支持板间隙、剥穰刀数量、剥穰刀安装角和剥穰辊转速进行了试验,并以秸秆外皮完整率和含穰率作为评价指标.试验表明,当间隙2.0～3.0 mm、剥穰刀6把、剥穰刀安装角15°和剥穰辊转速l000 r/min时,其外皮完整率达95％且含穰率低于2％.     

基于EDEM的番茄秸秆切割性能仿真及试验研究

为了研究粉碎机中秸秆切割时刀片的结构参数对秸秆切削效率、切割性能等的影响,采用离散元方法及EDEM软件建立切割粉碎机中番茄秸秆切割仿真模型,对切割能耗、切割力、切割效果等进行数值模拟,并与试验结果进行对比,结果表明:与等滑切角平型刀片和普通刀片相比,等滑切角锯齿型刀片在切割过程中受到的合力较小,受力较均匀,波动较小,切割能耗最低,切割效率最高,切割时间最短,切割效果较好,优势明显.切割番茄秸秆时,40°等滑切角锯齿型刀片受到的切割力、消耗的能量、消耗的切割电能和切割时间都低于45°等滑切角锯齿型刀片,切割效率较高,切割效果更好.研究结果为番茄秸秆切割刀片及其结构参数的选择提供了理论依据.     

小型甘蔗收割机断尾质量影响因素的试验研究

以研究甘蔗断尾断面质量及切割功耗为目的,采用试验方法,研究了进给速度、刀盘转速、刀盘悬伸长度对断面质量及切割功耗的影响.应用综合评分法处理实验结果,得出较优参数组合,即刀盘转速为900r/min,进给速度为0.488m/s,刀片悬伸为60mm.通过方差分析得知,刀盘转速对试验结果影响高度显著.同时,探讨了3种不同圆盘切割器的断尾效果,得出工具钢刀片的断尾质量最好且功耗最小的结论.     

秸秆铡切揉搓装置优化设计与试验

利用自行设计的秸秆铡切揉搓试验台,以刀刃形状、喂入速度、锤片数量和主轴转速为变量,对含水率约为75％的玉米秸秆进行四因素三水平正交试验,得出该铡切揉搓装置的最优组合参数为:主轴转速为1 000 r/min、刀齿为多齿、锤片数量3个、喂入速度为0.88 m/s.该机构揉搓高水分玉米秸秆时,破节率大于96％,揉搓效果好.将传统的凸型刀刃加工成锯齿形状,可以提高揉搓机构生产率.     

六头螺旋秸秆还田耕整机刀辊设计与试验

针对长江中下游两熟制地区土壤黏重板结,传统秸秆还田耕整机作业质量不理想、刀辊易缠绕和功耗大等问题,提出了一种六头螺旋秸秆还田耕整机刀辊。基于滑切原理设计了等滑切角二次切刀,阐述了刀辊结构及工作原理,分析了二次切刀减阻程度及主要作业参数。田间试验结果表明:各因素对功耗和秸秆掩埋率影响显著性由大到小分别为刀辊转速、耕深、作业速度和耕深、作业速度、刀辊转速,对秸秆粉碎率和碎土率影响显著性由大到小为刀辊转速、作业速度、耕深,通过软件分析得到最优参数组合为:耕深12. 7 cm,作业速度0. 7 m/s,刀辊转速273 r/min。验证试验结果表明:最优参数组合下六头螺旋秸秆还田耕整机功耗、秸秆掩埋率、秸秆粉碎率和碎土率分别为31. 9 k W、93. 1%、87. 5%和78. 3%,与软件预测值之间的误差分别为4. 7%、1. 4%、1. 9%和2. 6%。对比试验结果表明:六头螺旋秸秆还田耕整机功耗和秸秆掩埋率较水旱两用秸秆还田耕整机分别低8. 8%和2. 3%,秸秆粉碎率和碎土率分别高3. 0%和6. 1%。     

刀盘内倾式甘蔗切根装置设计与试验

针对现有甘蔗收获机切根装置存在刀盘最大入土位置与切根位置不重合的特点,及由此造成的原料蔗含杂土较多的问题,设计了一种刀盘内倾角可调式切根装置,可实现最大入土位置与切根位置重合。以刀盘转速、刀盘内倾角为影响因素,以破头率、含杂率为指标,通过二次正交旋转中心组合试验得到了其性能指标和工作参数的响应曲面模型。试验结果表明,刀盘倾角对破头率、含杂率影响较大。通过多目标优化,得到了最佳工作参数组合为刀盘转速269 r/min、刀盘内倾角16.4°。该最佳参数组合下期望结果为破头率9.45%、含杂率6.61%,验证试验结果为破头率9.66%、含杂率6.88%。通过对比试验发现,在维持破头率基本不变的前提下,内倾式刀盘与原刀盘相比含杂率降低10.6%。      

黄河水泥沙分离用水力旋流器分离效率的研究

在模拟黄河水泥沙分离试验装置上，改变底流口直径、进口压力、进口物料浓度以及进口物料颗粒粒度分布等参数，进行了正交对比试验．通过对不同试验条件下的溢流口悬浮液进行粒级效率分析，定性地总结出旋流器的某些结构和操作参数对分离效率的影响规律．研究结果表明，水力旋流器的分离效率与进料口颗粒分布有关；在进料口悬浮液固相颗粒粒级分布相同的情况下，进料口压力和底流口直径的变化同样对分离效率产生影响．     

马铃薯联合收获薯土分离技术与装置研究

马铃薯主粮化战略的实施使得国内更加重视马铃薯行业的发展,马铃薯全程机械化、自动化受到更多关注。马铃薯联合收获是其生产过程中的重要一环,而决定收获质量的关键就是薯土分离技术。为进一步了解和掌握国内外薯土分离技术的研究现状,进行综述分析,并重点阐述带杆振动式、振摆结合式、拨动式、旋转式四种不同分离技术的结构原理以及联合收获中的二次薯土分离形式,并对目前联合收获中薯土分离装置的应用做了介绍,明确马铃薯联合收获薯土分离环节当前的主要问题是分离效果和块茎损伤之间的矛盾关系。从不同土壤类型、不同种植区域对薯土分离技术装置的设计思路进行分析,并从智能化、复合型、绿色化三个方面对未来进行展望,以期对从事相关研究的学者提供一定的参考。     

一种新型气液分离器的设计

在食品发酵行业中压缩空气脱水不足会造成发酵染菌,同时发酵罐的发酵液随尾气排出罐体时,会造成生产产量降低及造成空气二次污染,加大发酵染菌机率,导致停产。针对行业需求,本文介绍了一种新型气液分离器,该设备与同类产品相比有较高的分离效率。      

工业番茄果实分离原理

基于工业番茄果实与其茎秧在形状和物料特性上的差异,本文在总结工业番茄果实分离机构的基础上,从番茄果实分离的原理着手,结合分离机型简述几种番茄果实分离方法、分离过程及各自的特点,并对番茄果实分离装置的发展趋势进行探讨。     

泔水组份分选机的设计

泔水富含有丰富的营养成分且经固液分离后能生产有机饲料、有机复合肥以及各种皂类物质。由于固液分离在泔水处理工艺中十分重要,因而设计了泔水组份分选装置。该分选装置主要通过电机控制滚筒筛和螺旋输送器,实现固液分离,再经过抽屉式油水分离层进行油液分离,以达到绿色环保和节能的目的,在固液分离方面有一定的应用价值。     

畜禽粪便固液分离研究

畜禽粪便的固液分离是处理和利用畜禽粪便的重要环节之一。为此,论述了固液分离在畜禽粪便处理中的作用,介绍了几种主要的分离方法及其基本原理;综合分析了国内外各种分离设备的特点、结构形式、适用范围及不足之处;并就开发新的分离设备提出建议。此研究有助于在畜禽粪便的处理中合理选择固液分离设备,对提高固液分离的技术水平提供参考。     

种子风力筛选机分离室内气固两相流仿真与优化

分离室是种子风力筛选机的重要组成部分,对其室内气流和种子进行气固两相流仿真研究具有重要的工程意义。为此,利用Fluent软件中RNG k-ε湍流模型计算分离室内的气流场分布,在此基础上采用DPM(Discrete Phase Model)模型模拟分离室内饱满种子和轻质杂质运动状态。基于该分离室两相流模型,分析不同的种子喂入量、风门开度和离心风机频率对清选分级效果的影响,并通过正交仿真试验,计算最优工作参数。该研究可为基于气体动力学工作原理的农用机械优化设计提供参考。     

绿茶风选装备设计与性能试验

针对茶叶风选装备存在结构简单、风选效果差及风选试验对象单一等问题,为提高茶叶风选效果及茶叶品质,设计了一款绿茶风选装备并开展不同工序下茶叶的风选性能试验。首先,根据风选装备的工作原理,设计了绿茶风选装备,并确定了风选室、风机、传动装置以及物料传递装置的相关设计参数;然后,基于流体力学仿真方法研究风选室内部流场的流线、速度及压力情况,基于离散元仿真方法模拟不同时刻茶叶颗粒群的风选状态,探究不同风速对茶叶风选效果的影响,得出风机风速为6~6.5m/s时流线稳定,且风选效果较好;最后,对风选装备进行了性能测试、风选效果等试验,探究了不同运行频率对风选效果、不同风选顺序对成品茶品质的影响。试验结果表明,绿茶风选装备4种风机变频器频率下风速变异系数均小于8%,风机变频器最佳运行频率为35Hz;单位有效宽度生产率大于7kg/(cm·h),千瓦小时产量大于420kg/(kW·h),绿茶风选装备性能测试的各项指标符合国家规程要求;茶鲜叶及杀青叶由B级提升为A-和A级,茶叶复选率均高于90%,风选效果显著,茶叶品质得到提升;各试验组中,主出茶口整体优于其余出茶口,杀青分级中主出茶口茶叶品质最佳,茶叶感官评审得分最高。     

环形六孔纳米磁珠分离器设计与试验

免疫磁珠分离技术在生物检测中的应用日益广泛,能提供高强度大梯度磁场环境的纳米磁珠分离器是免疫磁珠分离技术中的关键技术之一。设计了一种新颖的环形六孔纳米磁珠分离器,通过瓦状钕铁硼磁块的优化布局和斜壁坡莫合金导磁片设计,实现了在同一台纳米磁珠分离器上形成6个强磁场高梯度分离区域(分离孔),分离器最高磁场强度达1.44 T,最高磁场梯度达96.3 T/m(体积865.5 cm3,质量4.8 kg),同一分离器内6个分离孔内磁场分布相同,孔间平均相对偏差在2.0%~3.3%之间。对磁分离孔磁场分布的测试和仿真结果表明:磁珠分离器体积、导磁片材料和导磁片形状等因素对磁珠分离器磁场强度和梯度有不同程度的影响,采用大体积磁块的磁珠分离器比采用小体积磁块的磁珠分离器、采用坡莫合金作为导磁片比采用软铁材料作为导磁片、采用斜壁形状的导磁片比采用直壁形状的导磁片均能实现较大的磁场强度和梯度。该纳米磁珠分离器已成功应用于大肠杆菌和禽流感病毒的免疫磁分离试验研究,并可以根据不同应用需求,组合相关要素以获得理想的免疫磁珠分离器。     

链齿式残膜回收机膜土分离装置的设计及试验研究

膜土分离装置作为机构工作过程中的重要环节,在残膜回收的过程中膜土分离装置是不可缺少的,其主要完成土和膜的分离并对回收的残膜进行输送。为此,研究设计一种膜土分离装置并介绍了其设计要求与基本结构,通过试验研究确定了该装置的各个重要参数,通过正交试验确定参数的不同组合对膜土分离装置性能的影响。试验结果表明:当膜土分离装置的转速为540r/min、膜土分离装置的角度为35°、抛送速度为1.5m/s时,该装置的膜土分离率最佳。该膜土分离装置结构设计简单,制作加工方便,工作稳定性良好。