双螺带式搅拌器的搅拌特性及关键结构参数研究

运用Fluent软件对双螺带搅拌器的混合过程进行模拟,利用多功能搅拌实验平台进行功耗测试,验证仿真模型的合理性。结合实例,分析了边界间隙、螺带直径以及螺距对搅拌特性的影响。针对混合效果和效率(经济功耗)的定量评价难点,提出用功耗因子与轴向功耗因子的数值,表征高黏度流体混合时的能量利用效果与整体混合效果,并以此为依据对螺带式搅拌器关键几何参数进行优化。实例的模拟结果表明:当螺带直径为1 200 mm时,即螺带直径达到罐体直径0.8倍时,轴向功耗因子最大为0.232 6 s,表明轴向流体宏观混合效果最好;螺距为1 350 mm时,即螺距与螺带直径之比为1(螺旋升角为45°)时,轴向功耗因子达到最大为0.180 6 s,表明轴向流体宏观混合效果最好;随着边界间隙的减小,罐壁总速度峰值增大,表明防附着效果增强,罐壁内侧的热边界层减薄。

分离禽蛋壳膜粉碎装置刀片的设计与试验

为高效分离回收蛋壳膜,设计了一款采用剪切和碾压的粉碎方式专用于分离禽蛋壳膜的粉碎装置。采用干燥的蛋壳膜进行试验,通过理论分析和预试验确定刀片类型、刀片间隙、转子转速、筛网目数为主要影响因素,根据实际生产情况确定各因素的试验水平,以分离率和损耗率为评价指标进行四因素三水平响应面试验;利用Design-Expert 12.0对试验结果进行响应面分析,研究不同影响因素对评价指标的影响规律。验证试验结果表明:当调整转子转速为1374r/min、安装2目筛网、刀片间隙为1mm的50°剪切式刀片时,分离率为86.72%,损耗率为3.71%,大粒径蛋膜较多。试验装置有效提高了粉碎蛋壳膜后蛋膜的分离效果,降低了损耗率,具有极大的优越性。

基于锥齿轮传动的变速三螺杆挤出机的三维流场分析

针对传统三螺杆在豆粕加工过程中混合剪切性能较差的问题,基于锥齿轮传动设计了一种新型变速三螺杆的结构,旨在提高三螺杆挤出机的混合剪切性能。采用MATLAB软件的粒子群算法对螺杆的螺槽深度和螺距进行了优化处理。采用SolidWorks三维建模软件进行建模,基于有限元法ANSYS/CFX流道模块对豆粕在加工过程中的运动情况进行模拟,以传统三螺杆作为对照,分析其压力场、速度场和速度流线场等。结果显示,通过使用中性捏合块元件,可以有效减缓豆粕的流动速度,并对物料流进行多次分割和重新组合;内嵌变速装置的变速段螺杆起到了反向螺纹的作用,阻碍了物料的向前运输,且在与前段螺杆处产生回流。二者都使物料在流道中的停留时间延长,改善物料混合的均匀性。因此新型三螺杆挤出机相较于传统三螺杆挤出机,具有更优越的混合剪切性能。

基于CFX摆线减速双螺杆的优化设计与流场分析

针对传统双螺杆挤出机混合性能低下问题,研究设计了一种带有反螺纹元件的摆线减速新型双螺杆,旨在提高双螺杆挤出机流道内物料的混合性能。文章以流体力学为理论基础,运用MATLAB软件优化参数,选用SOLIDWORKS建立对应几何模型,运用ANSYS/CFX模拟分析流道运动情况,以传统双螺杆挤出机为参照,进行宏观压力场、速度场、速度矢量以及螺杆截面速度流线图对比分析。分析结果显示,反螺纹元件能够使物料在流道内出现回流现象,摆线减速装置有效地降低了螺杆转速,致使物料在流道内被反复剪切,混合更加充分。研究结果表明:新型双螺杆提升物料20%左右的停留时间;变速段出现物料回流现象,此处物料发生反复剪切,混合性能提升;摆线针轮减速器的减速效果有效地延长了物料传输时间,提高了物料的混合性能。

新型饲草揉碎机可靠性预测与分配的研究

试验针对新型饲草揉碎机工作过程中普遍存在关键零部件故障率较高且整机可靠性较低的问题,采用专家评分法对饲草揉碎机进行可靠性预测,改进综合因素法(IFM)进行可靠性分配。结果显示,饲草揉碎机可靠性预测值为0.668,无法满足我国饲草揉碎机可靠性标准要求。基于预测结果对可靠性进行重新分配,为转子与动力传动部分分配了较低的失效率权重、较高的可靠度;为揉碎机机体分配了较高的失效率权重、较低的可靠度。重新分配各子系统可靠度后,整机的可靠度为0.90259,满足饲草揉碎机系统可靠性要求。研究表明,研究可为饲草加工机械可靠性预测与分配提供方法参考。

基于模糊PID控制的粉碎机转速和位置自适应控制研究

为提高粉碎机的控制性能,提出一种基于模糊PID控制的粉碎机转速和位置自适应控制算法。方法以粉碎机STM86步进电机控制为研究对象,构建粉碎机驱动电机数学模型,并结合PID控制和模糊控制设计基于模糊PID控制算法,以实现粉碎机的自适应控制。结果表明,模糊PID控制算法对粉碎机速度和位置控制的超调量分别为4.20%和0.13%,调节时间分别为0.21 s和0.02 s、平均跟随误差分别为0.02 mm和0.01 r/min;相较于PID控制、模糊滑模控制、模糊自抗干扰控制算法,模糊PID控制算法具有更低的超调量,更短的调节时间和更小的平均跟随误差。由此得出,模糊PID控制方法可实现更优异的粉碎机自适应控制,且具有一定的实际应用价值。

计算机图像智能识别下的割草机器人设计研究

为了提升割草机器人的工作效率、安全及自主性,基于堆叠降噪自动编码机设计了智能图像识别算法,用于实现割草机器人进行作业时自动化识别环境,以进一步提高工作效率。将割草机器人视觉传感器所采集的草地图像作为输入信号,通过叠加多层自动降噪编码机组成深度神经网络,可以深入挖掘草地图像所携带的信息,识别并提取图像特征。通过训练所建立网络,获得稳定输出,提高了割草机器人识别目标准确率。试验结果表明:本算法可进一步提高割草机器人识别准确率,从而提高工作效率。

模块化培养方案下草业机械课程教学改革——以《草业机械与设备》课程为例

模块化培养方案是顺应国家发展战略对人才双创能力要求的背景下提出的,旨在通过减少理论教学时数,增加实践教学时数来提升学生创新实践能力的培养。本文以草业科学专业《草业机械与设备》课程教学改革为例,阐述在新的培养方案下,课程改革和教学实施对人才创新思维和创新能力培养的举措,旨在为高校专业课程教学改革提供一定的参考。

袋装饲料自动装车机码包装置的设计与优化

文章提出了一种应用于袋装饲料装车的凸轮连杆机构式码包装置,并根据实际工况运用解析法对凸轮连杆机构进行了尺寸综合设计。随后利用MATLAB软件绘制了凸轮的轮廓曲线和压力角曲线;然后利用ADAMS软件对凸轮连杆机构进行仿真分析,从仿真的结果曲线中发现其运动的速度和加速度幅值过大,需要对其进行优化;采用MATLAB软件中的NSGA-Ⅱ算法对凸轮连杆机构进行尺寸优化,再将优化后的参数带入ADAMS软件中进行模拟仿真。最后将仿真得到的速度与加速度曲线与之前的曲线进行对比,可以发现优化后的速度和加速度明显降低,提高了码包机构运动的平稳性,达到了优化设计的目的。为袋装饲料装车机码包装置的设计提供了新思路,并且为平面凸轮连杆机构的优化设计提供了一定参考价值。

转轮式日粮混合机叶板结构优化设计

试验旨在对有效容积为0.5 m^(3)的转轮式日粮混合机的叶板结构进行优化设计,以提高其混合均匀性。利用Solid works软件建立整机模型,通过改变搅拌架叶板形状的方式进行优化设计,分别将优化前后的模型导入ANSYS软件进行有限元分析和利用EDEM软件进行离散元仿真分析;并搭建台架试验,通过叶板所承受最大转矩及离散系数两个评价指标来验证优化的可行性。有限元分析结果表明:叶板形状优化后最大应力较优化前下降40.38%;最大结点位移较优化前下降40.42%;对优化前后的转轮式日粮混合机进行离散元仿真,计算优化前后的离散系数。从整体数据上看,优化后结构的离散系数较小,即优化后日粮混合机的混合均匀度更高,且进行台架试验得出的结果符合上述分析。得出优化后结构的刚度和混合均匀性均优于优化前,验证了结构优化的可靠性。

西南丘陵山区青贮玉米收获机评价体系研究

文章旨在研究我国西南丘陵山区青贮玉米收获机评价方法。依据农机选型的理论基础和青贮玉米适口性相关研究结果,通过专家咨询和实地调研的方法,基于定性与定量结合、理论与实际结合、农机与农艺结合等原则,从多维度对青贮玉米收获机进行评价,并采用层次分析法,构建了由能耗、作业效率、作业效果、收获后地表情况、机具安全性、收获饲料适口性组成的6个二级指标和16个三级指标,并确立各指标权重。根据建立的青贮玉米收获机选型评价体系,在云南省陆良县选用当地常用的森睿4QZ-2400(1)、迈赛德4QZ-2300(2)、坤禾农装4QZ-265(3)三台青贮玉米收获机进行试验验证。结果表明:三台青贮玉米收获机的综合得分分别为0.76、0.69、0.55。试验结果与当地农户使用情况相同,表明青贮玉米收获机评价体系构建的合理性,为我国丘陵山区青贮玉米全程机械化的发展和农机企业的研发提供了一定的方向。

秸秆揉切机用刀片磨损的研究

对 9RZ 6 0型揉切机用刀片进行了磨损试验 ,探讨了刀片材料、作业对象、装机位置和刃口形式对刀片磨损的影响 ,对 6 5 Mn、T10和 Cr12 Mo V三种材料的刀片磨损表面形貌进行了微观分析 ,指出加工羊草时 ,刀片材料为主要影响因素 ,加工玉米秸和豆秸时 ,刃口形式为主要影响因素。刀片加工秸秆的磨损形式是以抛光磨损为主 。

双圆盘式苜蓿旋转切割器设计与试验

针对我国苜蓿收割设备研发不足、苜蓿收获质量不高的现状,结合作物农学特点及生理特性,设计了一种新型双圆盘式旋转切割器,进行了田间性能试验研究。该装置可通过外置支架悬挂在拖拉机前方,或作为自走式割草机的割台使用,也可以内置压扁辊等调质装置,完成割草、调质、集草3道工序。集成了异形割刀、装配导草装置的锥形转筒、圆形刀盘、滑掌、传动系统、四连杆提升装置以及固定支架。往返行程重合刈割的方式保证割茬平整,苜蓿植株在锥形转筒的作用下被提升一定高度,该高度与锥形转筒的母线与水平面的夹角呈三角函数关系。田间性能试验表明,所设计的双圆盘式旋转切割器的重割率、漏割损失率和超茬损失率分别为0. 8%、0. 19%和0. 3%,比标准规定的技术要求分别低46%、24%和40%,各项测试指标均远高于标准要求水平,切割质量满足切割要求。

锤片式秸秆加工机械噪声研究

农作物秸秆经过揉丝、粉碎、铡切等加工处理后可以作为饲料、肥料、工业原料或燃料等使用。对秸秆进行多种加工的锤片式秸秆加工机械普遍存在振动与噪声大的问题,制约了该类机械向高品质方向发展。文章总结了锤片式秸秆加工机械噪声特点,即该类机械工作时同时存在气动噪声与振动噪声,其中气动噪声主要由锤片式转子旋转扰动内部流场产生的离散噪声以及流场中涡流和边界层的吸附与分离产生的宽频噪声组成;振动噪声主要由不平衡转子传递到机壳或机架产生的离散噪声以及机器内部秸秆物料与锤片、物料与机壳、物料与物料间的碰撞产生的随机宽频噪声组成。基于噪声基础理论与方法研究现状,综述了锤片式秸秆加工机械气动与振动噪声、内流场特性、结构动态特性、锤片等零部件磨损后对振动及噪声影响以及结构声优化设计方面的研究现状。在此基础上,对该类机械噪声的研究进行总结与展望,为锤片式秸秆加工机械降噪及减振设计提供参考与借鉴。

基于Netty和Marshalling的青饲机工况远程监测系统研究

针对青饲机工况信息数据的采样频率、并发量不断增大时,会造成I/O速度降低和数据丢包率上升等问题,研究了车载终端与云服务的数据通信协议和长字符串编解码方法,分析了Netty框架和传统NIO框架对并发量的影响,比较分析了Java序列化、Protobuf和Marshalling等3种编解码方法,提出数据采集、数据传输、Web应用三者分开的技术方案,设计了基于CAN总线技术、Netty自定义通信协议的青饲机工况信息远程监测系统。模拟试验结果表明,在500 ms发送周期下,本系统比传统的数据采集系统在并发总量上提高了0.8倍;在200、100、50 ms发送周期下,采用Marshalling的系统性能比采用Java序列化的系统,在I/O速度上分别提高0.4、3.9、1.5倍。田间试验结果表明,系统运行平稳,具有很好的稳定性和可靠性。对青饲机主要部件的工况数据统计分析表明,数据对工况诊断具有参考性,系统基本满足对青饲机主要部件工况的监测需求。该系统能够在高频次、高并发量下提高I/O速度,保证稳定的数据接入量。

燕麦茎秆理化组分分析与动态力学特性研究

燕麦茎秆的机械力学特性是燕麦生长、收获、脱粒和清选工艺与装备设计的基础,也是作为一种高分子资源深加工改性的基础。考察了不同节间的燕麦茎秆理化组分和微观结构特点;试验分析了燕麦茎秆在静态加载条件下的剪切和压缩特性,结果表明含水率显著影响其剪切和压缩力学参数;利用动态力学分析仪,重点研究了不同含水率燕麦茎秆的动态机械力学特性,结果表明燕麦茎秆具有粘弹特性,含水率在15. 14%时,应变最小,为0. 005 2。随着含水率的增加,茎秆弹性降低,粘性增加;试验获得的蠕变-恢复和应力松弛曲线分别引入Burgers模型和五元素广义Maxwell模型进行拟合,决定系数均达到0. 99以上。其中,随着含水率的增加,弹性模量和平衡弹性模量呈下降趋势,应力松弛时间增大。燕麦茎秆的组分结构分析与力学特性变化规律研究,可以为燕麦收获、茎秆收集和加工机械的研制提供试验基础。

我国秸秆饲料加工机械现状及发展

概述了我国秸秆饲料加工机械的发展现状,对已有加工机械的主要结构特点、性能参数及机型进行了分析,指出了目前加工机械尚存的问题,并就进一步发展的动向作了分析。因此,对秸秆饲料加工机具主要技术问题做深入的研究具有重要的现实意义。

我国饲用苎麻青贮加工技术与加工机械研究现状及发展趋势

苎麻嫩茎叶是一种优质的青贮饲料来源,是我国南方地区植物蛋白饲料的重要资源。文章阐述了我国青贮饲料加工工艺技术及分析了加工机械的现状,指出了饲用苎麻青贮加工机械所存在的问题,并根据苎麻青贮饲料的发展新趋势,提出发展建议。

饲料粉碎机发展现状分析

主要从技术角度综述了我国饲料粉碎机械的发展现状,并对国外的典型粉碎机进行了介绍。通过国内外粉碎机械的对比,初步探讨我国饲料粉碎机械目前存在的问题,并提出了相应建议。

新型变速单螺杆挤出机中熔体流动特性的数值模拟

针对目前传统单螺杆挤出机因输送能力差、不节能等问题而导致的挤出效率不好,设计了一种新型变速单螺杆挤出机,用以提高单螺杆挤出机的挤出效率。文章基于有限元体积法、利用Pro/E三维绘图软件建模、并以ANSYS/CFX流体模块为平台,对新型变速单螺杆挤出机进行数值模拟,参照传统单螺杆挤出机,通过分析了压力场、速度场以及挤出性能指标与其进行对比。分析结果显示,螺杆转速的提高能有效扩大流道压力差,增强建压性能,减少物料的停留时间,从而增加输送率;其普通段与增速段分界处因增速所产生的速度差,以及反转引起的对流效果,使物料的流动由层流变为紊流,大大增强了对物料的分散混合。研究结果表明,新型变速单螺杆挤出机在保证挤出品质的基础上提高了输送能力,并减少了能耗,从而有效改善了挤出效率。