搓压式蓖麻脱壳机脱壳过程运动分析与试验

摘要

为优化蓖麻蒴果柔性脱壳装置的脱壳过程参数,基于离散元粘结接触理论,构建蓖麻蒴果脱壳过程仿真模型,对物料在脱壳室内运动过程进行分析。结果表明,当滚筒转速为250 r/min、脱壳间隙为7 mm、填充率为40%时,脱壳率最高。滚筒转速对颗粒受到的最大压力和最大速度影响显著,随着转速的增加,颗粒间最大挤压力从68.78 N减小到68.10 N,颗粒最大速度从8.92 m/s增加到12.99 m/s,脱壳率从91.23%增加到91.28%,然后下降到88.89%。脱壳间隙对颗粒的最大压力和最大速度有显著影响,随着脱壳间隙增加,颗粒最大压力从76.93 N下降到58.69 N,颗粒最大速度先由12.14 m/s增加至12.99 m/s,后减小至10.05 m/s;脱壳率先由92.50%减小至89.59%,后增加至91.41%。蓖麻蒴果在脱壳过程中,颗粒在X轴方向运动的平均速度从4.17 m/s减小到3.26 m/s;颗粒在Y轴方向运动的平均速度从8.26 m/s减小到7.59 m/s;颗粒在Z轴方向运动的平均速度从6.58 m/s减小到6.24 m/s。开始脱壳阶段,蓖麻蒴果集中分布在脱壳室中部,部分呈堆积现象,其运动轨迹为接触内滚筒后弹起一定高度后下落并随内滚筒转动,向出料口方向运动;稳定脱壳阶段,蓖麻蒴果集中均匀分布在脱壳室出料口附近,并随着内滚筒一起转动;脱壳结束阶段,物料集中分布在脱壳室出料口底部位置,并不断向底部位置移动,大部分蓖麻从脱壳室右侧排出。通过仿真得到脱壳过程最优参数组合为:转速350 r/min、脱壳间隙5 mm、填充率40%。试验结果为:转速350 r/min、脱壳间隙5 mm、填充率30%,因3个因素中转速和脱壳间隙为极显著因素,填充率为显著因素,故差异在合理范围内。