竹片粗铣连续化定向进料系统设计与试验

【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1750~1850 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1750~1850 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1800 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。