食用菌工厂化生产菌筐上架机的研究

摘要

食用菌味道鲜美且富含营养，常被人们称为健康食品。但随着消费量持续增加，传统种植方式已难以满足人们需求，食用菌工厂化生产是我国食用菌产业发展的必然趋势。我国工厂化生产食用菌虽起步较晚，但经过多年发展也达到了较高水平，主要还有食用菌采摘和食用菌菌筐上、下架工序还没有实现机械化。本课题是因食用菌生产工厂化生产实际需求而立项，根据食用菌菌筐上架工艺要求，研究设计一种食用菌菌筐自动上架机，用于完善食用菌工厂化生产过程，同时也能推进食用菌生产规范化进程。
　　本文从工厂化生产实际出发，结合我国食用菌工厂化生产现状和食用菌工厂化培养工艺，依据菌筐上架工艺和上架机功能要求，提出了工厂化生产食用菌菌筐自动上架机整体设计方案，通过倍增机构及定位气缸等设计，实现了菌筐的快速升降和菌筐在菇架上的准确定位。
　　上架机机械结构设计。根据测量的数据和上架机功能需求，选择平台型上架机设计方案。对上架机提升机构和推筐机构进行具体设计：设计一种倍增机构，将上架机提升机构行程减小了一半，解决育菇架过高引起的上架机效率降低提升机构难以设计等问题；设计一种推筐机构，解决在狭窄的育菇室过道里将菌筐推进育菇架的难题；设计一种链条提升系统，解决上架机平台机构受力不平衡的问题。根据设计数据利用 Creo画出上架机三维图，并进行虚拟装配，验证设计的合理性。
　　上架机气液压系统设计。根据手册和设计经验确定上架机提升速度和加速度，进而求出上架机最大提升力需求，根据设计手册设计定制液压缸，计算选择合适的液压辅助元件，详细设计液压回路图，所设计的液压系统在完成功能的前提下，重点进行了安全性设计；根据上架机机构尺寸选择合适的气压缸和相关气压件，详细设计气压回路图。最后用FluidSIM-H和FluidSIM-M软件对设计的气压和液压回路图进行绘制验证。
　　上架机关键零件有限元分析。利用Ansys软件对上架机门架机构进行了静力学分析和动力学模态分析，验证上架机门架机构强度和形变能否满足要求。
　　上架机PLC控制系统设计。详细分析上架机动作流程，根据动作要求选用合适的PLC型号，进行I/O口分配、PLC顺序功能图，最后设计出相应的PLC控制程序。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2工厂化生产食用菌的生产工艺

1.3选题目的和意义

1.4 研究现状和基础

1.5主要研究内容及关键问题

1.6本章小结

第二章 上架机整体结构设计

2.1 育菇室环境测绘

2.2上架机设计方案制定

2.3上架机设计流程图

2.4上架机关键结构设计

2.5上架机机构具体设计

2.6 本章小结

第三章 上架机气液压系统设计

3.1上架机动力选取

3.2上架机液压系统设计

3.3上架机气压系统设计

3.4用FluidSIM软件绘制上架机气液压系统回路图

3.5本章小结

第四章 上架机关键机构有限元分析

4.1 有限元简介

4.2上架机门架静力学和模态分析

4.3本章小结

第五章 上架机PLC程序设计

5.1PLC特点

5.2 上架机动作过程

5.3 I/O分配

5.4 PLC顺序指令图

5.5本章小结

第六章 总结

6.1本文内容总结

6.2 未来改进建议

参考文献

致谢

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