| 摘 要： | 目的: 针对竹片粗铣前分选定向作业效率低、分选效果差、人工依赖程度高等问题, 设计一种竹片粗铣连续化定向进料系统, 以实现竹片分选定向的机械化、自动化和连续化。方法: 以破竹去竹节后的竹片为研究对象, 提出竹片粗铣连续化定向进料系统技术方案, 设计倾斜式振动升运链、阶梯式分离系统、竹青黄面识别和翻转系统及自动送料系统等机械结构。分析竹片振动分选过程、抛送过程的运动特征, 建立振动分选过程竹片运动轨迹数学模型、描绘竹片抛物运动轨迹, 确定竹片分选定向过程的主要影响因素。选取升运链转速、倾斜角和竹片长度为考察因素, 运用三因素五水平二次回归正交旋转组合设计优化试验, 以竹片分离率和竹青黄面识别率为评价指标, 在福建建瓯中试基地对设备进行测试。结果: 单因素试验结果表明, 升运链转速从1.5 m·s-1升至2.7 m·s-1, 竹片分离率呈先上升后下降趋势; 升运链倾斜角由25°增至45°, 竹片分离率显著提升; 随着竹片长度增加, 竹片分离率呈先上升后下降趋势, 但相比升运链转速和倾斜角对竹片黏连分离的影响较小。竹青黄面识别率主要受升运链转速影响, 升运链转速较慢, 识别系统能够获得更清晰的竹青黄面图像, 竹青黄面识别率较高。二次回归正交旋转组合试验结果表明, 三因素对竹片分选效果的影响顺序为升运链倾斜角＞升运链转速＞竹片长度。升运链转速1.6~2.0 m·s-1、升运链倾斜角35°~42°、竹片长度1 750~1 850 mm, 竹片分离输送效果最好, 分离率达96.5%~96.8%。结论: 1) 基于振动和阶梯分离方式设计的竹片粗铣连续化定向进料系统, 可实现对破竹后成堆竹片的黏连分离、有序定向进料、竹青黄面智能识别定向和粗铣自动进料, 为竹片粗铣连续化定向进料系统研发提供一种思路; 2) 在竹片粗铣连续化定向进料系统应用试验中, 升运链转速1.6~2.0 m·s-1、升运链倾斜角35°~42°、竹片长度1 750~1 850 mm, 竹片分离输送效果最好, 分离率达96.5%~96.8%; 实际生产中, 可选定升运链转速2.0 m·s-1, 升运链倾斜角40°, 在上述参数水平下, 对长度1 800 mm竹片的分离效果最佳, 分离率达96.7%, 竹青黄面识别率达97.6%, 竹片分选及竹青黄面识别效果较好, 满足现场应用需求。
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