嫩板栗脱蒲机设计与试验

摘要

板栗营养价值丰富，且具有较高的经济价值，海内外市场需求巨大，尤其是对嫩板栗需求。嫩板栗给栗农们带来的经济效益远远大于成熟度高的板栗，因此板栗在树上长成60％～70％的成熟度时栗农就将其采摘。但是滞后的嫩板栗脱蒲技术与机械化水平的低下导致嫩板栗产业得不到有效发展。本文通过系统地调查分析目前市场上存在的嫩板栗脱蒲机，并且以此为基础研制出满足不同尺寸与种类的嫩板栗脱蒲设备。论文完成的主要任务如下:
　　(1)嫩板栗物理特性的研究及与成熟度高的板栗间区别。对嫩板栗的长径、短径、板栗蒲厚、板栗重、含水率进行了测量，并且分析了与成熟度高的板栗之间的区别，为嫩板栗的脱蒲方法分析、脱蒲装置关键零部件设计与性能试验提供了理论依据。
　　(2)嫩板栗脱蒲方案设计及脱蒲原理分析。分析总结出目前市面上存在的几款典型的嫩板栗脱蒲机优缺点，发现依靠单一的挤压、揉搓、撕扯等形式脱蒲效果并不理想，提出了“撕扯、挤压”“挤压、揉搓”“撕扯、振动”三种混合形式脱蒲方案，对脱蒲过程进行了力学分析和试验验证，确定以撕扯、振动为脱蒲原理的脱蒲方案为最佳方案。
　　(3)撕扯振动式嫩板栗脱蒲机的设计。对嫩板栗脱蒲机进行了机械结构的设计，包括传动系统、脱蒲部件、进料斗、锥齿轮轴、机架的设计以及轴承的选择。
　　(4)嫩板栗脱蒲机虚拟样机设计。利用PROE软件对嫩板栗脱蒲机进行虚拟样机制造，同时利用ANSYS WORKBENCH对嫩板栗脱蒲机关键零部件进行有限元分析，对撕扯部件锯齿式辊子进行静力学强度校核，振动室进行了模态分析。
　　(5)撕扯振动式嫩板栗脱蒲机试验研究。通过嫩板栗脱蒲机性能实验检验板栗果损伤率、板栗球脱净率、分离清洁度、作业效率和动力配备等;通过单因素试验，分析了样机中撕扯部件锯齿式辊子转速的大小，锯齿式辊子与沟槽式辊子之间间距、嫩板栗的放置时间对嫩板栗脱蒲率、损伤率的影响规律;通过正交试验，得出了嫩板栗的放置时间、锯齿式辊子转速大小、锯齿式辊子与沟槽是辊子之间间距等参数的最优组合，从而对嫩板栗脱蒲装置的优化设计提供了依据。
　　本文设计制造的撕扯振动式嫩板栗脱蒲机，具有适应不同尺寸和种类嫩板栗脱蒲要求的特点，并且在嫩板栗脱蒲性能方面要优于市场上现有的一些设备。

目录

声明

致谢

摘要

附图清单

附表清单

1 绪论

1．1 引言

1．2 课题背景

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 存在的主要问题

1．5 研究目标、内容及主要问题

1．5．1 研究目标

1．5．2 研究内容

1．5．3 拟解决关键问题

1．6 研究方法与技术路线

1．6．2 技术路线

1．7 可行性分析

1．8 特色与创新

2 嫩板栗物理特性及与成熟度高板栗间区别

2．2．2 试验仪器

2．2．3 测试方法

2．3 结果与分析

2．3．1 嫩板栗与成熟度高板栗重量

2．3．2 嫩板栗球的壁厚(不包括外面的蒲刺长度)

2．3．3 嫩板栗球和成熟度高板栗球的长径

2．3．4 嫩板栗和成熟度高板栗的短径

2．3．5 嫩板栗和成熟度高板栗含水率

2．4 本章小结

3 嫩板栗脱蒲方法与试验

3．1．3 丹东先科DGN-630型板栗脱蒲机

3．2．2 脱蒲方法的比较及脱蒲方案设想

3．3．2 锯齿形刀具表面受力分析

3．3．3 基于撕扯、挤压方法嫩板栗脱蒲机性能试验

3．4 挤压、揉搓式脱蒲方法及试验

3．4．1 基于挤压、揉搓方法样机工作原理设想及样机制作

3．4．2 嫩板栗球在锥形螺槽中的速度分析

3．4．3 基于挤压、揉搓方法嫩板栗脱蒲机性能试验

3．5 撕扯、振动式脱蒲方案设想及试验台试制与试验

3．5．1 基于撕扯、振动方法样机工作原理设想

3．5．2 撕扯振动式嫩板栗脱蒲机试验台性能试验

3．6 本章小结

4．嫩板栗脱蒲机的设计

4．1 整体结构的设计

4．2 传动系统的设计

4．2．1 电动机的选择

4．2．2 传动路线的选择

4．2．3 总体传动方案的设计

4．3 脱蒲部件的设计

4．3．1 撕扯部件整体设计

4．3．2 振动部件设计

4．4 进料斗设计

4．5 锥齿轮轴的设计

4．6 轴承的选择

4．7 机架的设计

4．8 本章小结

5 嫩板栗脱蒲机虚拟样机设计及试验

5．1．1 撕扯脱蒲部件强度校核

5．1．2 振动室的模态分析

5．2 撕扯、振动式嫩板栗脱蒲机样机制作以及结构特点

5．3．1 撕扯、振动式嫩板栗脱蒲机性能实验

5．3．2 撕扯、振动式嫩板栗脱蒲机正交试验分析

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 研究结果

6．3 存在问题及改进意见

参考文献

个人简介

附录