挤搓式蓖麻脱壳清选装置的设计及试验研究

• 作 者: 何涛
• 出 处: 沈阳农业大学
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 蓖麻 脱壳 结构设计 动力学分析 响应面优化

蓖麻是重要的油料作物,蓖麻蒴果脱壳质量直接影响蓖麻的后续加工。而蓖麻蒴果独特三室结构与常规农业物料不同,设计一种新型蓖麻蒴果脱壳装置,对于蓖麻加工质量具有重要意义。本文根据蓖麻蒴果物理机械特性,结合Adams仿真,利用响应面分析法,设计制造了一种挤搓式蓖麻脱壳清选装置,主要研究内容如下:(1)对蓖麻蒴果进行物理机械性能特性进行研究,测量蓖麻蒴果三轴尺寸,分析其尺寸分布,计算其球度;研究蓖麻蒴果在线性加载准静压状态下的力学特性;测量蓖麻蒴果的静摩擦系数;测定蓖麻籽及其外皮碎屑悬浮临界速度,为挤搓式蓖麻脱壳清选装置的设计提供理论基础。(2)针对蓖麻蒴果结构的特殊性,确定滚搓式的脱壳方法,设计不对称双圆台结构的脱壳装置;设计振动式筛选与气吸式清选相结合的清选机构;设计蓖麻脱壳清选一体装置的传动系统;确定蓖麻脱壳清选一体装置的总体结构。(3)利用解析法,设计脱壳装置的内、外层壳体不对称双圆台结构尺寸并对其进行优化;建立不同阶段脱壳滚筒位置与脱壳间隙的数学模型,为脱壳装置动力学模拟提供理论依据;确定清选装置运动特征值及尺寸参数。(4)利用Adams动力学仿真,分析物料在压裂阶段与脱壳阶段的位移、速度及受力,并分析不同转速及脱壳滚筒出料口间隙对两阶段的影响。验证了不同阶段物料位置与脱壳滚筒间隙数学模型的正确性、脱壳机构设计及其工作参数的合理性。(5)根据Adams仿真结果,选取挤搓式蓖麻脱壳清选装置合理的工作参数区间,以脱壳滚筒转速、上脱壳滚筒出料口间隙、下脱壳滚筒出料口间隙为因素,以脱净率、破损率为指标,利用响应面分析法,对脱壳装置进行试验研究。经双目标优化,取滚筒转速为270r/min、上脱壳滚筒出料口间隙为13.5mm、下脱壳滚筒出料口间隙为5mm;经试验验证,此时脱壳装置工作性能最佳,脱净率为92.03%,破损率为3.10%。