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我国玉米干燥装备存在的最大技术难点在于水分在线检测。由于检测技术不过关,而使干燥能耗高、环境污染严重、设备生产效率低、可靠性差、干燥产品质量不易保证、工程操作人员劳动强度大,造成干燥整体干燥机械化程度上不去,装备技术水平低、粮食收获后的数量和质量损失严重等一系列问题。 针对现有产品在实际生产中存在的绝缘性不好、测量间隙变动和间隙不均、物料无法顺利进入碾压机构等影响在线检测的问题等问题,本文以东北玉米(绥玉8号)、冀单20号(冀单20号)和陕单9号(陕单9号)三个玉米品种为研究对象,探讨了玉米承压破碎机理的研究,进行了玉米压缩特性试验及玉米水分检测正交试验,分析玉米的基础物理特性和压缩规律,得出了玉米水分检测装置的最优机构参数。 主要包括以下内容: (1)确定了玉米物料夹入对辊的必要条件为压入角α的大小,分析了等速相向旋转的碾压对辊受力情况和差速相向旋转的碾压对辊受力情况。得出压入角的大小与玉米的平均等效直径、碾压辊直径和碾压辊之间的间隙有关,压入角α计算公式为:α=arccosD+b/D+d。 (2)试验测量了绥玉8号、冀单20号和陕单9号三个玉米品种的几何结构尺寸。试验得出,绥玉8号的总体尺寸均较大,冀单20号次之,陕单9号最小;同品种玉米,长径方向尺寸远远大于宽径方向和高径方向,宽径方向尺寸大于高径方向尺寸。 (3)试验测得不同品种玉米颗粒沿高径方向压缩时的最大破裂力、最大破裂力时的变形及最大刚度。通过spss统计软件曲线拟合,获得最大破裂力与应变、刚度与应变之间的数学关系模型。 (4)试验测得不同品种玉米与钢板之间的摩擦特性关系。冀单20号、绥玉8号、陕单9号与钢板之间的静摩擦系数分别为0.38、0.38、0.41。不同品种玉米的静摩擦系数相差不大,可近似看成相等,取值0.39。 (5)通过PRO/E和ANSYS Workbench对玉米碾压过程进行分析,建立了玉米和碾压辊的三维模型,分析得出玉米在不同转速下的应力分析图和应变分析图。在玉米碾压过程中,差速比为1:2时,玉米所受的碾压应力最大,同时最大碾压应变最大。 (6)制造了玉米水分检测装置样机,对三种不同品种的玉米进行正交试验,获得了影响玉米水分检测精度的最优因素和水平:绥玉8号的最优因素为:两碾压辊之间间隙1.5mm、碾压辊直径47mm与碾压辊相对转速比为1:1;冀单20号的最优因素为:两碾压辊之间间隙2.5mm、碾压辊直径47mm与碾压辊相对转速比为1:1;陕单9号的最优因素为:两碾压辊之间间隙1.5mm、碾压辊直径51mm与碾压辊相对转速比为1:2。