生物质成型技术及LH-600型生物质颗粒成型机设计

针对大型养殖场固体粪污、生物质秸秆、茶园茶梗、果园枝条、木屑及蘑菇渣等农业固体废弃物资源化利用过程中,生产生物质颗粒存在产量过低、设备故障率高、易堵塞模孔和成型率差等问题,研发设计了LH-600型生物质制粒成型机。对成型机喂料装置、颗粒成型装置、动力传动机构进行了创新设计,并利用Solidworks软件进行辅助设计。试验、工程实践应用表明,成型机具有使用寿命长、维护成本低、传动机构润滑降温效果好及高效节能等优点,适合大中型饲料加工厂、养殖场及有机肥厂使用。

基于SolidWorks Simulation的圆捆机喂入辊设计与试验

喂入辊对圆捆机作业效率有重要影响。为提高喂入效率,设计一款3叶单排形式的喂入叉,喂入辊主体滚筒长度为1370 mm,滚筒上分布23个喂入叉,喂入叉工作直径为550 mm。为避免作业过程中,喂入辊因强度不足或模态相近引起共振等导致损坏,使用SolidWorks软件对圆捆机进行设计并建立三维模型,使用SolidWorks Simulation软件对喂入辊进行有限元静力学和模态分析。分析结果表明:喂入辊最大位移为2.77 mm,变形量仅为0.5%,最大应力为378 MPa,小于考虑安全系数后的材料许用应力;影响最大的一阶固有模态角频率为1117.3 rad/s,与工作转速角频率(16.75 rad/s)相差较大,喂入辊不会发生共振现象。田间试验过程表明:圆捆机进料顺畅、不堵塞、进料干净,圆捆机所压秸秆草捆密度为161.4 kg/m^(3),成捆率为99.6%,生产率为23 t/h,喂入辊无损坏,喂入辊设计合理可靠。

食品级润滑脂在饲料制粒机上的应用研究

环模制粒机是饲料加工过程中的关键设备,在制粒机中主要的润滑部位就是制粒机压辊,每个压辊有2套圆锥滚子轴承需要加入润滑剂进行润滑和防护。在制粒过程中,压辊和粉状饲料直接接触,受密封性、润滑工况和注脂操作习惯影响,使用后的润滑剂最终又不可避免的混入饲料中,通过食物链迁移进入人体,给人民群众健康与卫生带来风险。结合制粒机压辊轴承的工况研制出一款高温食品级润滑脂,通过理化性能测试、二噁英含量检测和现场实际应用评估,该润滑脂具有良好的抗高温流失、抗潮湿乳化和减摩性能,以及良好的食品卫生安全性和综合经济效益,在饲料行业具有很广阔的推广应用前景。

热轧加热炉上料辊道问题分析和解决方案

对热轧厂加热炉上料辊道在实际生产过程中所暴露出的主要故障进行了深入系统的分析,并针对不同故障点采取了相对应的设计改造。设备改造投入使用后,上料辊道故障得到了有效控制,不但满足生产需求,而且降低备件消耗,起到降本增效的作用。

喂入辊轴流滚筒组合式大豆种子脱粒机设计与试验

针对大豆种子机械脱粒损伤率高与脱净率低等问题,提出了对辊喂入预脱、轴流滚筒抓脱的组合式脱粒方案,进行了滚筒脱粒元件、喂入装置和传动系统等装置和部件的结构设计并设计了脱粒样机。滚筒脱粒元件由螺旋排列的钉齿、弓齿、板齿组成,与凹板筛构成组合式脱粒装置;喂入装置主要由双喂入辊组成;气力清选装置主要由振动筛和风机组成。以'辽豆10'为试验对象,通过正交试验分析,以下喂入辊转速、脱粒滚筒转速和凹板间隙为试验因素,脱净率和损伤率为试验指标,进行了优化试验研究。结果表明:下喂入辊转速为222 r/min、滚筒转速为500 r/min、脱粒间隙40 mm时,大豆脱粒综合指标最优,脱净率为98.4%,大豆损伤率为1.4%。

地下式热带卷取机夹送辊偏转角的分析与研究

对目前广泛用于热轧带钢车间的三辊地下式热带卷取机上下夹送辊的偏转角大小进行了深入分析与研究,利用弹塑性弯曲变形理论建立了带钢进入夹送辑后弯曲变形的力学模型,并进行了求解,为夹送辊的国产化设计提供了理论依据。

对辊半喂入式小区育种花生摘果装置设计与试验

花生小区育种涉及品种多、小区处理多、每小区产量小,且严格要求小区之间和品种之间的花生不能混杂。为解决小区花生育种收获中存在的人工摘果费工、费时、效率低且容易出现混杂等问题,提出了半喂入式花生摘果装置总体方案:采用差相组配的对辊结构、回转直径可调节的直杆式、弓齿式和矩形齿式作为摘果元件,进行了花生摘果辊与摘果元件的结构与参数设计,研制出一种小型对辊半喂入式小区育种花生摘果装置。以辽宁省主栽的花生品种"花育30"为试验材料,对3种摘果元件的摘果性能进行了试验研究,结果表明矩形齿式摘果元件摘果效果最佳;以摘果对辊重叠距离、摘果对辊差相角和摘果对辊转速为试验因素,以花生摘净率、损伤率为试验指标,通过正交试验表明:摘果对辊重叠距离为10 mm、摘果对辊差相角为45°、摘果对辊转速为400 r/min时,花生摘果综合指标最优,摘净率为98.96%,荚果损伤率为1.03%。

烧结机布料新技术

为了满足烧结工艺对布料的要求,保证台车横向布料均匀、平整,并实现料层上、中、下部粒度的合理偏析,北京钢铁研究总院与北京金都冶金机械厂合作开发了宽皮带给料,多辊布料器布料,可调松料器调节料层透气性的布料新技术。该技术在本钢一铁厂采用后,取得了良好的效果。

半喂入花生收获机除膜摘果装置设计与试验

针对半喂入花生联合收获机摘果辊易缠绕塑料覆膜的问题,设计了螺旋刀除膜摘果装置,并对其进行了结构优化与试验分析。基于UG对螺旋刀片建立高级仿真模型,由应力云图确定刀片的最佳布置形式;通过试验数据的分析与处理,确定了螺旋刀除膜摘果辊最佳结构与作业参数:间隙为5.3 mm,摘果辊转速为326 r/min,刀片倾角为43°,优化后的螺旋刀花生除膜摘果装置的覆膜绞碎率为95.66%。

基于Pro/ENGINEER的伐木头进料辊设计

近年在森林抚育采伐中,联合伐木机伐木头进料辊存在进料不稳的缺点。利用Pro/ENGINEER(CAD/CAM/CAE一体化的三维软件)对联合伐木机伐木头进料辊进行三维建模,并通过虚拟装配和运动仿真,完成对该进料辊的虚拟样机设计。最后确定进料辊的齿轮辊套的圆周工作面采用弧形齿凹形表面结构,在齿轮辊套和辊轴本体之间设有压缩弹簧。多面实体运动包络模型最大长度1 308 mm,最大宽度645 mm,最大高度706 mm,两个进料辊在采伐作业过程中无碰撞。结果表明,该进料辊设计结构合理并且能解决进料不稳的缺点,缩短装备开发周期和减少研发费用,并为后续研究提供良好基础。

SQ35切丝机刀辊进刀压链轮故障分析与改进

SQ35切丝机在生产过程中经常出现刀辊不进刀故障,原因在于压链轮与轴的间隙过大,压链轮中的滑动轴承内圈孔径磨损严重,导致1、2级涡轮蜗杆出现胶合、滚压变形、折断等现象。为此,对SQ35切丝机的进刀压链轮进行了改进,将滑动轴承改为滚针轴承,采用骨架油封圈结构保证润滑油不受污染,从而降低了摩擦阻力以及链条的张力,提高了轴承的承载能力,减少了进刀系统故障次数,保证了设备的正常运转以及切丝质量的稳定。实际应用表明,单台切丝机的年换件故障维修次数由改进前的43次减少为12次,由于设备故障造成的不合格烟丝量由2365kg减少为660kg。

基于PROFINET的复卷机自控系统

结合复卷机的工作过程及其高精度要求,以S7-300PLC为核心,运用G120和MP277,通过PROFINET通信协议实现了复卷机与PLC之间的通信,系统的配置和组态由STEP7完成。详细介绍了底辊负荷分配、退纸辊张力控制和压纸辊压力控制的实现方法及其流程。实际运行证实了该系统运行稳定、可靠,控制精度也较高。

采煤机斜切进刀过程动力响应分析

为了研究采煤机斜切状态下滚筒负载特性,推导了滚筒(截齿)挤煤判断条件,运用挤压面积和煤岩破裂理论,得出了斜切状态下滚筒轴向附加载荷。准确地了解斜切进刀过程中滚筒负载的变化情况,避免了现有比例计算法和功率计算方法中出现的缺陷和误差,为采煤机主动设计提供理论依据。使用Matlab数值仿真软件得出采煤机斜切进刀过程前后滚筒受力情况,并使用Adams多体动力学仿真软件对采煤机斜切进刀过程采煤机动力响应进行仿真。得到不同牵引速度下,各个质量块的振动位移、加速度。为采煤机整机及其部件的稳定性、可靠性设计及动力学分析提供理论依据,对采煤机主动设计有一定的指导作用。

对辊上料对虾开背装置的设计与试验

设计一种对辊上料对虾开背装置,并分别进行有齿刀具和无齿刀具,正向旋转与逆向旋转以及刀具转速大小对开背效果和感官质量的比较试验。结果表明：采用无齿圆盘刀正向以350~400r/min切割时,对虾开背效果和感官质量最佳。该装置可确保对虾机械开背加工的质量稳定,提高对虾开背生产率,实用性强。

加载条件对铸态7075铝合金筒形件强力热反旋鼓包的影响

基于ABAQUS/Explicit平台,建立了铸态7075铝合金筒形件强力热反旋成形过程的三维热力耦合有限元模型,并通过实验验证了模型的可靠性。在此基础上,研究了芯模转速、旋轮的进给速度和减薄率对筒形件鼓包高度的影响,揭示了其作用机理。结果表明,随着芯模转速的增大,第1道次的鼓包高度逐渐减小,第2和第3道次的鼓包高度先轻微减小后缓慢增加,第4道次鼓包高度急速增加;随着旋轮进给速度的增大,第1道次的鼓包高度先增大后减小,第2和第3道次的鼓包高度逐渐增大,而第4道次的鼓包高度先增大后减小;随着减薄率的增大,各道次的鼓包高度都基本表现为逐渐增长的趋势。进而基于正交实验优化设计,获得了各道次芯模转速、旋轮进给速度和减薄率的最优值,即第1～2道次、第3道次、第4道次芯模转速分别为2.5、1.5和2.0 r·s-1,各道次的旋轮进给速度推荐取值为0.8 mm·s-1,前3道次的减薄率推荐取值为25.7%,第4道次的减薄率为28%。

半喂入花生摘果机关键工作部件的分析与试验

对自行研制的半喂入式花生摘果机的关键工作部件摘果辊的配置、摘果运动过程、摘果叶片结构参数等进行理论研究,并结合试验结果确定摘果辊及摘果叶片合理的结构形式及参数。以摘果过程中荚果破损率、摘不净率、含杂率、总损失率等为指标,通过田间试验对摘果辊的配置方式、摘果叶片结构、摘果叶片参数等进行摘果试验。结果表明:摘果辊相交平行配置破损率、含杂率均最大,相切平行配置摘不净率最大,含杂率最小,相切平行配置和渐紧夹角配置破损率均较低;圆弧型叶片的摘不净率比直板型、折弯型叶片稍高,摘果转速增大使直板型叶片和圆弧型叶片的破碎率、含杂率均增大;叶片弧度对破损率、摘不净率影响均较大,弧度越小,摘果破损率越高,摘不净率越低,当叶片弧度为70°、圆弧半径为35 mm时总损失率最低。根据理论分析及摘果性能试验,最终确定摘果辊与夹持输送链采用倾斜配置方式,摘果辊采用渐紧型夹角配置方式,摘果叶片采用后倾圆弧型,叶片弧度为70°,圆弧半径为35 mm。

基于神经网络和维修窗的轴承维修建模

运用前馈神经网络对轴承寿命分布进行预测,并提出了基于维修窗的维修决策模型。首先运用神经网络对轴承寿命分布的均值和方差进行预测,从而得到轴承的寿命分布,提出基于维修窗的维修决策模型,并与基于阈值限维修模型进行对比。并对不同的维修窗位置与最优维修点的关系进行分析。通过运用轴承全寿命退化数据对模型进行验证,计算出两种模型的维修费用率,得出在一定的时间区间采用基于维修窗的维修决策模型优于阈值限维修模型的结论。

滚动轴承油气润滑性能的试验研究

为了研究不同工况下油气润滑所需的最佳供油量,研制了一台能够对油气润滑滚动轴承温度场进行测量的试验台。通过对比试验研究发现:与传统的连续供油润滑方式相比,油气润滑具有较低的温升;试验研究了油气润滑过程中供油量对润滑效果的影响,发现不同的工况条件对应不同的最佳供油量,以该供油量进行润滑可使滚动轴承的温升最低;通过理论分析,提出了用于描述滚动轴承工况的参数s,并通过大量的试验研究,得到了工况参数s与最佳供油量之间的四次多项式插值曲线,建立了能够对油气润滑最佳供油量进行预测的数学模型,为工程实际应用中最佳供油量的确定提供了重要的理论依据。

圆锥滚子定姿态贯穿式超精研凸度形成机理分析

圆锥滚子无心贯穿式超精研中,滚子以某种定姿态沿直线贯穿时,在锥面上可以形成一种大致对称的光滑曲线凸度,其凸度形成机理尚未揭示。针对滚子轴线只在贯穿方向铅垂平面倾斜某一固定角度这种定姿态,基于超精研工艺特性及滚子与油石之间的几何和相对运动关系,建立滚子-油石接触线方程和滚子纵向截形方程,推导出各超精研区宽度计算公式。将这种超精研过程看作滚子与油石的接触磨损过程,将凸度看作滚子不均匀磨损的结果,依据磨损基本原理,揭示出凸度形成机理:滚子-油石接触线呈'几'字形,形成8个不同的超精研区,使滚子两端磨损量大于中部;接触线各点的滚子纵向截形倾斜程度存在差异,使滚子磨损深度从两端向中部逐渐非线性减小,从而形成光滑曲线凸度。得出如下结论:只有滚子上素线小端向上倾斜某一适当角度时,才可以形成比较对称的曲线凸度;滚子锥角是基础,其值不为零才能形成凸度;所能形成的最大凸度受锥角大小制约,锥角越大,所能形成的凸度越大。推导出滚子上素线小端向上适当倾斜角度范围的计算公式。

芯辊进给方式对辗环成形的影响

芯辊进给速度是径轴向环形辗扩成形的重要工艺参数。本文根据热辗扩的成形特点,用锻造软件Forge对芯辊三种不同进给方式(恒定进给速度、恒定每转进给量、恒定外半径增长速度)时径轴向辗环过程进行了数值模拟,分析了三种不同的芯辊进给方式对辗环成形的影响。结果表明,芯辊以恒定外半径增长速度进给时,轧件温差为88.738℃,是三种进给方式中温差最大的。这不利于控制轧制过程中温度的稳定性。