破壁机搅打刀片断裂分析及改善研究

本文针对某破壁机产品在研发过程中出现的搅打刀片异常断裂问题,结合仿真模拟、性能测试及显微观察等手段,开展了失效机理及原因分析等工作。结果显示:搅打刀片的失效模式为疲劳断裂,刀片材料的静态拉伸强度及动态疲劳强度均满足技术要求,同时刀片的结构设计具有足够的安全系数,而成型工艺中的铆接应力水平过高可能在刀片中心铆接区域附近表面引入局部损伤,进而引发疲劳断裂。为此提出了针对性的改善方案,并对改善后新制备的搅打刀片重新搭载破壁机产品进行耐久寿命测试,结果评价通过。

破壁料理机减振降噪研究

破壁料理机是一种比较新颖的厨房小家电。主机壳体内的电机高速旋转带动杯内刀片组搅动液体,引起壳体和杯体振动,发出较大噪声。噪声是破壁料理机结构设计是否合理的重要指标之一,体现了产品核心竞争力。为了降低破壁料理机声功率,首先需要辨识出破壁料理机的主要声源。通过基于边界元的近场声全息技术,辨识出噪声主要来源是壳体振动和通风噪声。从声源和传递路径2个方面,针对壳体振动、通风噪声提出相应的减振降噪措施。实施措施后,原来的次要声源刀片变成主要声源,再针对刀片提出优化设计方案,使得破壁料理机声功率降低10 dB。根据上述破壁料理机的减振降噪研究,建立了完整的低噪声破壁料理机的减振降噪技术流程。

不同机械设备处理细菌纤维素湿膜的分散效果研究

研究了不同机械设备处理细菌纤维素(BC)湿膜的分散效果。研究结果表明,BC湿膜中细菌纤维以无序形态交织分布,致密纤细,粗度均匀。经PFI磨打浆处理后,细菌纤维长度为0.2mm,宽度为20μm,直线平均长度约达0.1mm,分散效果良好,且最佳打浆转数为35000r,阳电荷需求量1.6×10-5eq.g-1;而高速组织捣碎机最佳处理时间为20min,阳电荷需求量3.0×10-5eq.g-1,细菌纤维长度与PFI磨打浆后相差不大,但宽度仅为12μm,具有更为纤细的纤维形态。可知,高速组织捣碎机处理BC湿膜的分散性能优于PFI磨。

高速组织捣碎机处理对细菌纤维素湿膜分散性能影响的研究

研究了高速组织捣碎机处理细菌纤维素湿膜的分散效果及细菌纤维与植物纤维配抄成纸的性能。结果表明,在BC湿膜中细菌纤维以无序形态相互交织,形成致密三维网状结构。经组织捣碎机处理20min后,可取得良好的分散效果,且阳电荷需求量达3.0×10-5mol/g,细菌纤维长度为0.2mm,宽度为12μm,直线平均长度约达0.1mm。同时,经处理后的细菌纤维,在添加量为3%时,其与植物纤维配抄成纸的抗张指数、撕裂指数、耐破指数相较纯植物纤维抄造的空白纸样有大幅提高。

芹菜素纳米乳液的制备及其在人工胃肠液中的稳定性研究

目的:本研究以茶皂素为天然乳化剂制备芹菜素纳米乳液(AP-NE),并对其进行人工胃肠液中稳定性与降解动力学特性的考察。方法:采用高速剪切结合高压均质法制备AP-NE,以平均粒径、多分散指数(PDI)和外观为主要评价指标筛选出最优处方与工艺,对其进行理化性质表征,并通过高效液相色谱法,测定AP-NE中药物在不同介质中不同时刻的峰面积,对其在胃肠液中的稳定性进行模拟研究。结果:结果表明AP-NE的最优制备处方为芹菜素质量浓度0.40 wt%、茶皂素质量浓度2.0 mg·mL、油相用量(蓖麻油:辛癸酸甘油酯为1:3)3 mL,最佳工艺参数为剪切速率19000 r·min、剪切时间2 min、均质压力100·103 KPa、均质次数6次;制得的AP-NE平均粒径为(259.5±3.6) nm,PDI为0.103±0.005,Zeta电位为(-35.81±0.38) m V (n=3),溶解度为(128.12±1.35) μg·m L;透射电镜观察乳滴呈大小均一的圆球状;人工胃肠液中的稳定性试验表明,纳米乳中芹菜素的稳定性远远优于对照组,两组中均呈现相同规律,即芹菜素在空白人工肠液中最为稳定,在人工肠液中稳定性最差;降解动力学参数考察结果显示,芹菜素在人工胃液、人工肠液、空白人工胃液和空白人工肠液中均按一级动力学降解。结论:以茶皂素作为乳化剂制备的AP-NE可大大提高芹菜素在人工胃肠液中的稳定性,是一种潜在的可提高药物有效性的新型纳米制剂。

基于破壁机电机风道优化设计的实验和数值模拟研究

现有破壁机通过刀片的高速转动实现将食材打碎的目的,电机在带动刀片高速转动的同时其自身也会产生大量的热量,其自身振动会产生较大的噪声。以市面上某型号破壁机为例,通过实验和数值模拟的方式研究了其在标准测试条件下电机的温度和破壁机基座的噪音。测试结果显示,原始样机电机冷却风流量为43.59 m^(3)/h,电机的最高温度处于其允许运行温升临界值,基座噪音在15000 r/min时为80.35 dB。在原始样机的基础上,通过减小电机罩与电机的间隙、改用剖分电机罩以及减小风扇与基座底盖间距等方式来降低电机运行过程的温度及基座噪音。实验结果显示,电机罩与电机间隙为3.33 mm,剖分电机罩和抬高基座底盖可使电机温度满足运行温度要求,同时将基座噪音降低至75.03 dB,显著提升破壁机的使用体验。

PHYSICAL MODELING FOR THE MECHANISMS OF BEAD FORMATION DEFECTS BASED ON THE STABILITY OF LIQUID METAL

Based on the theory of stability of the liquid metal under the action of surface tension,a physical mod- el is established for the mechanisms of the bead formation deferct' humping', which is generated during high - speed welding.A boundary function is introduced to correct the model,theoretical results got by the model correspond well with the experimental phenomena. A two - dimensional conducting model is adoopted in the simulation of the temperature field during high - speed welding.Finally, the factors acting upon the stability of liquid metal are analyzed.

固体可熔性酚醛树脂模塑料的研制

合成了羟甲基型固体可熔性酚醛树脂(resol),将resol和novolak树脂复配,加入质量分数50%左右的玻璃纤维,采用高速混炼机混合,加入增塑剂,应用双辊塑炼机混炼该组成物,制备出高端整流子用酚醛模塑料(EA-5801J等)。对该注射料的耐高温性能和力学性能等进行了测试,结果表明,该模塑料耐高温性能和力学性能优于热塑性酚醛树脂模塑料,而注射加工性能优于液体resol树脂模塑料。

基于Triz理论破壁机降噪研究

破壁机依靠电机的高速转动实现食物破壁,同时电机的转动会产生各种噪声,其中杯体扰流噪声是主要声源之一,频率十分刺耳。而针对扰流噪声的研究相对较少,现有降噪方案在杯体外侧添加罩壳,此种方式给消费者使用带来不便。运用Triz创新工具,结合发明原理和科学效应库等多种技术手段,得出两种创新性的解决方案,该方案大幅降低了扰流噪声,尤其是所提出的亥姆霍兹共振器降噪方案在降噪的同时还可以过滤高频刺耳噪声,使消费者使用体验得到进一步提升。