百香果藤蔓粉碎刀具的设计与试验

为提高藤蔓的粉碎效果、降低粉碎能耗,设计了一款藤蔓粉碎刀具。首先,利用ANSYS Workbench/Ls-Dyna对单把等滑切动刀与藤蔓的粉碎过程进行了仿真分析,以刀轴的转速、刀片类型及其等滑切角为影响因素,以比能耗为目标进行正交试验,得到最优的参数组合:刀具类型为弧形锯齿刀片,刀片滑切角为40°,刀轴转速为800 r/min。制作试验平台对单把等滑切动刀进行试验,试验结果与仿真结果基本一致。最后,对整个粉碎装置进行试验,将藤蔓含水率、刀盘转速、动定刀间隙作为考察因素,以比能耗为主要优化目标、粉碎合格率为次要目标,进行响应曲面试验。试验得到最佳参数组合为动定刀间隙2.44 mm、刀盘转速911.28 r/min、含水率52.02%,此时比能耗为0.140 0 kW·h/kg、碎合格率为97.5317%。

黄金百香果藤蔓力学性能参数的测定

为获取黄金百香果藤蔓力学性能参数,以其藤蔓为试验材料,对其进行了径向压缩、轴向压缩、三点抗弯和抗剪试验。结果表明:黄金百香果的大主藤、小主藤、支藤的径向平均压缩弹性模量分别为36.48、30.84、20.83MPa,轴向平均压缩弹性模量分别为19.44、10.35、4.31MPa;大主藤、小主藤、支藤的平均抗弯强度分别为13.37、11.23、7.46MPa,平均抗剪切强度分别为4.82、4.88、5.16MPa;抗压强度、弯曲强度、剪切强度均与含水率呈负相关,与密度呈正相关。研究结果可为黄金百香果藤蔓加工处理设备关键部件设计与开发提供一定的理论依据。