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刃口刮板式花生脱壳部件设计与仿真分析

刃口刮板式花生脱壳部件设计与仿真分析

作者：张金龙吉林农业大学

学位级别：硕士

针对目前我国市场现有的花生脱壳机存在果仁破损率高,脱净率低等问题,本论文提出刃口刮板式花生脱壳装置设计方案。选择两品种(鲁花9号、四粒红)作为试验材料,在花生荚果及花生仁进行物理特性测量、力学特性测试基础上,进行刃口刮板式... 详细信息

针对目前我国市场现有的花生脱壳机存在果仁破损率高,脱净率低等问题,本论文提出刃口刮板式花生脱壳装置设计方案。选择两品种(鲁花9号、四粒红)作为试验材料,在花生荚果及花生仁进行物理特性测量、力学特性测试基础上,进行刃口刮板式脱壳部件设计,运用有限元理论进行仿真分析;并进行脱壳性能试验研究及分析,论文主要内容如下:(1)提出刃口刮板式脱壳部件设计思路。以降低果仁破损率为目标,在充分分析、总结国内外花生脱壳机械存在问题的基础上,结合脱壳工作原理及切割理论,提出设计构想。(2)花生荚果物理及力学特性测量。含水率测试结果表明当花生荚果和花生仁晾晒到四至七天时,两者的含水率趋于水平,含水率变化不大。剪切力试验表明:随着花生含水率的增加,造成花生破裂的剪切力呈现先减小后增大的趋势。在同一含水率下,不同施压方向下,造成花生破裂的剪切力,侧向方向最小,正向次之,立向最小。(3)脱壳关键部件设计。设计出刃口刮板式花生脱壳装置,依据对刃口刮板部件结构及受力分析,确定采用数学模型为y=8.5×sin 5的正弦曲线结构形式为设计原型,确定刮板长度为550mm,确定刃口倾角角度为20°,确定刃口高度为8mm,确定正弦曲线周期C取值约为6π-14π之间。(4)仿真分析研究。运用ANSYS有限元仿真软件对脱壳装置进行静力学分析,分析得出脱壳滚筒不会发生屈服断裂现象,符合设计要求及材料的使用要求;通过模态分析得出,在脱壳工作时机架不会发生共振现象;通过动力学分析得出结构强度满足此工况的要求确保试验装置能够满足脱壳工况要求,并对其进行制备。(5)脱壳性能测试及数据分析。对样机进行了波纹刃周期、波纹刃高度、工作间隙的单因素试验,确定了最佳参数。然后在此基础上选用Design-expert设计多因素正交试验方案。确定了影响鲁花花生和四粒红花生荚果的脱净率及果仁破损率的最优参数是波纹刃周期为10π;波纹刃高度分别为8mm和6mm;转速分别为350r/min和355r/min;凹板筛-击打部件间距为17mm和11mm;凹板筛设置为栅条式凹板筛,并通过对比试验验证了参数优化后的机器脱壳作业工作满足市场需求。

关键词：花生脱壳刃口刮板破损率有限元

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特殊码头——列车轮渡泊位设计要点探讨

特殊码头——列车轮渡泊位设计要点探讨

作者：李松大连理工大学

学位级别：硕士

列车轮渡泊位的选址及设计在我国尚属一个全新的领域，目前我国还没有使用的实例，行业设计规范和计算理论均为空白。常规泊位选址均以港口为中心进行，而轮渡泊位因为是海上航线和陆上铁路运输系统的转接点，因此选址中比选因素的确定... 详细信息

列车轮渡泊位的选址及设计在我国尚属一个全新的领域，目前我国还没有使用的实例，行业设计规范和计算理论均为空白。常规泊位选址均以港口为中心进行，而轮渡泊位因为是海上航线和陆上铁路运输系统的转接点，因此选址中比选因素的确定具有特殊性。为确保轮渡上下列车作业中的安全，对船舶的稳性要求明显高于普通商船。船舶的稳性常规是通过改善港内泊稳来满足，这种方法往往造成过高的工程造价并限制了泊位平面布置方案的布置范围，使方案的优化比选过程不能容纳全面的比选因素，使推荐方案难以具备综合优势。同时，过高的泊稳标准，将减少泊位年作业天数，使年吞吐能力不足。作者参加了烟—大火车轮渡泊位工程项目的选址和工程可研工作，所论证的推荐港址得到国家计委咨询公司的认可，所做的工程可行性报告在交通部4个甲级院参加的两轮竞标中取胜。在上述工作的基础上，本论文对选址阶段如何选取比选因素和论证，进行了系统论述;对保证船舶稳性，提出了新的方法。即放宽泊稳标准，并论证和实验其可靠性，通过改进、优化系靠泊设施来保证船舶稳性，并通过实验验证了其可靠性。本论文结论可对今后同类工程的设计提供借鉴和参考。

关键词：航行条件泊稳条件船舶横摇靠泊速度年作业天数护船墩恒张力缆

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滚筒栅条式花生脱壳机脱壳部件优化设计

滚筒栅条式花生脱壳机脱壳部件优化设计

作者：顾炳龙吉林农业大学

学位级别：硕士

针对目前花生脱壳机的现状和发展趋势以及存在的问题,本论文选择两个品种的花生(大白沙、花育23)作为试验材料,进行了花生荚果力学特性测试及运用Adams软件仿真得出击打部件的最优转速,并对套筒结构进行了两次优化设计。研究内容与结论... 详细信息

针对目前花生脱壳机的现状和发展趋势以及存在的问题,本论文选择两个品种的花生(大白沙、花育23)作为试验材料,进行了花生荚果力学特性测试及运用Adams软件仿真得出击打部件的最优转速,并对套筒结构进行了两次优化设计。研究内容与结论如下:(1)花生荚果物理特性及力学特性测量;含水率测量结果表明当调湿比例增加到100:25时达到饱和。花生荚果及花生仁冲击试验结果表明,两种放置方式(正放、侧放)冲击强度先减小后增大,正向放置时的冲击强度均小于侧放时的。(2)最优转速的确定。利用Adams软件进行仿真分析,依据冲击试验得到的冲击强度与Adams软件仿真中得到的套筒所具有的动能相等的原则,进而得出击打部件的最优转速。结果表明:当套筒所具有的动能等于冲击强度的平均值,即套筒所具有的动能刚好使花生破壳,此时转速约为360r/min。(3)尼龙材质击打部件结构优化设计。在探讨长度、厚度的基础上,设计了9种尼龙材质击打部件,对其进行套筒、转速双因素试验;试验结果表明:当套筒长度为50mm、厚度为6mm时为最优,此时脱净率为98.74%,破损率为3.42%。(4)击打部件材质的优化设计。在尼龙套筒尺寸最优的基础上,分别选取铁质(高速钢)、尼龙、聚乳酸(PLA)作为击打部件材质,探讨其对花生脱壳机脱壳性能的影响。对三种不同的材料进行对比试验,选择三种速度作为试验因素进行两因素三水平的正交试验。对其结果进行极差、spss方差分析,结果表明:尼龙材质为最优。(5)脱壳部件在原有基础上对结构上进行二次改进,最终改成轮齿式套筒。并对其进行用Design-expert设计试验方案,并进行结果分析。通过对后续处理中的数据以及响应曲面分析,得出凹槽式PLA的优越性。

关键词：花生脱壳部件破损率脱净率

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滚筒式花生脱壳机脱壳部件优化设计

滚筒式花生脱壳机脱壳部件优化设计

作者：刘姗姗吉林农业大学

学位级别：硕士

针对目前花生脱壳机的现状和发展趋势以及存在的问题,本论文选择两个品种的花生作为试验材料,进行了花生荚果及花生仁的物理特性测量、力学特性测试及脱壳试验,并对花生仁的破损率、花生脱壳机的脱净率进行了分析。花生荚果及花生仁物... 详细信息

针对目前花生脱壳机的现状和发展趋势以及存在的问题,本论文选择两个品种的花生作为试验材料,进行了花生荚果及花生仁的物理特性测量、力学特性测试及脱壳试验,并对花生仁的破损率、花生脱壳机的脱净率进行了分析。花生荚果及花生仁物理特性测量主要是测量花生荚果及花生仁的三轴尺寸,得到四粒红花生与白沙花生三轴尺寸的主要集中范围,确定了花生脱壳机击打部件-凹板筛间距分别为12mm和17mm左右,凹板筛间隙为9mm和11mm左右;含水率测量结果表明当调湿比例增加到100:25时达到饱和;百粒重及壳厚的测量得到白沙花生荚果及花生仁均大于四粒红花生;白沙花生的花生壳及花生仁的弹性模量均大于四粒红花生;花生仁的弹性模量均小于花生壳。花生荚果及花生仁力学特性试验主要是静态压缩试验、剪切试验、冲击试验。结果得到:三种放置方式下,花生荚果破裂力及花生仁破损力侧放最大、正放次之、立放最小;随着调湿比例的增加,花生荚果的剪切强度先减小后增大;随着花生荚果的厚度和宽度的增加,其剪切强度呈增大趋势;花生荚果正放时的剪切强度比其侧放时要小;正放时,两个品种花生荚果的剪切强度没有很大差别,侧放时,四粒红剪切强度略大于白沙花生,但并不明显;花生荚果的冲击强度先减小后增大;随着花生荚果宽度和厚度的增加花生荚果所能承受的冲击强度呈增大的趋势;两品种的花生荚果正向冲击强度均小于侧向冲击强度。设计5种击打部件:光滑式铁质击打部件、光滑式橡胶击打部件、光滑式尼龙击打部件、凹槽式尼龙击打部件d=20mm和d=30mm;由单因素试验得到,光滑式橡胶击打部件、凹槽式尼龙击打部件d=20mm和d=30mm三种击打部件脱壳效果最佳;转速在368r/min时破损率最大,在352r/min脱净率最好,故花生脱壳机转速应选在350r/min左右。用Design-expert设计试验方案,结果得到:四粒红和白沙花生仁破损率及花生脱壳机脱净率最优组合为凹槽式尼龙击打部件(d=30mm)、转速分别为351.59r/min和345r/min,凹板筛-击打部件间距分别为11mm和16.5mm,凹板筛间隙分别为8mm和11.75mm,此时花生仁的破损率分别为1.19%和1.01%,花生脱壳机的脱净率为99.07%和99.13%。

关键词：花生脱壳部件破损率脱净率

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三种天然纤维增强摩擦材料及其性能研究

三种天然纤维增强摩擦材料及其性能研究

作者：刘微微吉林农业大学

学位级别：硕士

针对目前摩擦材料的现状和发展趋势以及增强纤维存在的一些问题,本论文选用三种天然纤维作为摩擦材料的增强纤维,进行摩擦材料的制备、力学性能及摩擦磨损性能测试,并对磨损机理、摩擦材料制动过程进行热应力耦合分析。三种天然纤维的... 详细信息

针对目前摩擦材料的现状和发展趋势以及增强纤维存在的一些问题,本论文选用三种天然纤维作为摩擦材料的增强纤维,进行摩擦材料的制备、力学性能及摩擦磨损性能测试,并对磨损机理、摩擦材料制动过程进行热应力耦合分析。三种天然纤维的制备、改性处理及摩擦材料的制备。对于椰壳纤维及剑麻纤维均采用物理改性和化学脱胶相结合的方法,对于羊毛纤维采用碱洗及热处理的方法;在基础配方基础上,椰壳纤维、剑麻纤维及羊毛纤维分别采用平直和加捻两种形式,纤维含量分别为3wt.%、6wt.%及9wt.%,利用混料机及热压机等设备进行三种纤维增强摩擦材料的制备。三种天然纤维及无天然纤维增强摩擦材料力学性能测试结果及分析。对于硬度指标,试样N的硬度值为63.7HRR,试样Z3和Z6的硬度值偏小,即分别为18.46HRR和17.3HRR,其余试样的硬度值均在60HRR以上;对于密度指标,试样N的密度为2.214g/cm3,其余试样的密度值均小于2.214g/cm3,可见,加入天然纤维可有效降低摩擦材料的密度,且同种纤维方式,加入的纤维含量越多,摩擦材料的密度越小;对于冲击强度指标,试样N的冲击强度为1.21KJ/m2,加入椰壳纤维和剑麻纤维的摩擦材料的冲击强度均大于未加入天然纤维的摩擦材料,而加入羊毛纤维的摩擦材料冲击强度均小于未加入天然纤维的摩擦材料。三种天然纤维及无天然纤维增强摩擦材料摩擦磨损性能测试及磨损机理分析。分别分析了椰壳纤维、剑麻纤维及羊毛纤维的含量及温度对摩擦因数及磨损率的影响规律,而且,兼顾摩擦因数、摩擦稳定性及磨损率三个指标,采用模糊综合评价法对摩擦磨损性能进行评价,并得出较优配方,即X5、Y2和Z1,综合评价值分别为0.814、0.923、0.909。对剑麻纤维(平直、6wt.%)增强摩擦材料磨损表面形貌分析表明,粘着磨损、疲劳磨损、磨粒磨损及热磨损是其主要磨损形式。试样X1、Y2、Z1、N磨损表面粗糙度的测量结果表明,粗糙度平均值和粗糙度极大值越大,试样的磨损率就越大。摩擦过程中热应力耦合分析。在建立摩擦材料的导热微分方程基础上,运用有限元分析软件ABAQUS6.14对剑麻纤维(平直、6wt.%)增强摩擦材料在摩擦过程中的热应力耦合进行几何模拟,结果表明:摩擦材料在制动摩擦过程中会产生温度场和应力场,温度场与应力场相互影响,摩擦材料温度高的部分应力也大。

关键词：摩擦材料天然纤维摩擦磨损

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木制滚筒花生种子脱壳机的设计与试验研究

木制滚筒花生种子脱壳机的设计与试验研究

作者：刘鹏宇吉林农业大学

学位级别：硕士

随着我国花生种植面积的不断攀升,花生脱壳机械尤其是种用花生脱壳机械在花生生产过程中显得尤为重要。针对目前种用花生脱壳机存在的破损率高等问题,本文通过对我国花生脱壳机械现状及基本脱壳原理的研究基础上,以鲁花8号花生和四粒红... 详细信息

随着我国花生种植面积的不断攀升,花生脱壳机械尤其是种用花生脱壳机械在花生生产过程中显得尤为重要。针对目前种用花生脱壳机存在的破损率高等问题,本文通过对我国花生脱壳机械现状及基本脱壳原理的研究基础上,以鲁花8号花生和四粒红花生为试验花生品种,设计了一种以木制滚筒为击打部件的适用于花生种用的脱壳机,并进行了脱壳性能试验研究。主要研究内容及结论如下:（1）花生荚果及果仁的物理参数测定。本部分主要测量了花生荚果与花生果仁的三轴尺寸及花生荚果的含水率,得到了鲁花8号与四粒红三轴尺寸的主要集中区间:鲁花8号花生荚果长度、宽度及厚度分别集中在35～45 mm、16～20 mm和14～18 mm的区间内,果仁长度、宽度及厚度分别集中在15～25 mm、8～12 mm和8～12 mm的区间内;四粒红花生荚果长度、宽度及厚度分别集中在30～50 mm、13～16 mm和12.5～16 mm的区间内,果仁长度、宽度及厚度分别集中在11～16 mm、7～9 mm和6～9 mm的区间内。从而确定了花生脱壳机脱壳工作间距分别为17 mm和12 mm左右,凹板筛间隙为12 mm和10 mm左右。此外,对花生荚果进行不同调湿比例的调湿处理,测出各调湿比例的含水率:鲁花8号含水率分别为8.36%、8.59%、8.89%、10.12%和10.86%;四粒红含水率分别为8.45%、8.61%、9.21%、10.32%和11.01%。（2）花生荚果压力特性测定。该部分主要利用万能试验台对花生荚果进行正向施压和侧向施压并测得荚果破壳力:鲁花8号花生荚果正向施压和侧向施压破壳力均值分别为41.25 N和45.09 N;四粒红花生荚果正向施压和侧向施压破壳力均值分别为35.96 N和49.03 N。正向施压时的破壳力鲁花8号大于四粒红,侧向施压时的破壳力鲁花8号小于四粒红。并探究了不同含水率的花生荚果受压力情况,测出不同含水率时的破壳力,破壳力随含水率的升高而增大。（3）木制滚筒花生种子脱壳机设计及制备。依据设计要求及脱壳原理,本部分主要内容包括:木制滚筒材质确定、结构设计以及其与凹板筛组成的脱壳装置、风机与振动网筛组成的清选系统以及其它部件的设计;同时计算了配套功率和生产率;根据设计方案,进行了部件的加工和整机的制备。（4）脱壳性能测试。首先对击打部件、转速、含水率和喂入量进行了单因素试验,确定因素的水平范围。单因素试验结果表明,在击打部件为木制滚筒、转速控制在350 r/min左右、含水率控制在10%及喂入量控制在500 kg/h左右时花生果仁破损率最低。然后,选用Design-expert设计多因素正交试验,主要研究了工作参数（转速、击打部件、凹板筛间隙）对花生脱壳指标的影响,对多因素正交试验进行数据处理以及响应曲面分析和最优化分析,确定了最佳参数组合。鲁花8号花生果仁破损率及脱壳机脱净率的最优组合:击打部件为木制滚筒、转速为351.2 r/min、凹板筛间隙为11.35 mm,此时鲁花8号花生果仁的破损率为1.24%,花生脱壳机的脱净率为98.47%;四粒红花生最优组合:击打部件为木制滚筒、转速为349 r/min、凹板筛间隙为8.75 mm,此时四粒红花生果仁的破损率为1.16%,花生脱壳机的脱净率为98.56%。

关键词：木制滚筒花生种子脱壳机破损率

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无粘结预应力技术在港口工程上的应用

无粘结预应力技术在港口工程上的应用

作者：贺南光大连理工大学

学位级别：硕士

无粘结预应力混凝土技术在我国是近十年来发展起来的，它改进了通常的后张预应力施工方法，简化了后张预应力施工工艺。在施工时，无粘结筋可如同非预应力钢筋一样，按设计要求铺放在模板内，待混凝土达到设计强度要求后，再张拉锚固。... 详细信息

无粘结预应力混凝土技术在我国是近十年来发展起来的，它改进了通常的后张预应力施工方法，简化了后张预应力施工工艺。在施工时，无粘结筋可如同非预应力钢筋一样，按设计要求铺放在模板内，待混凝土达到设计强度要求后，再张拉锚固。目前，无粘结预应力结构在桥梁、土建等领域得到了广泛的应用，日本、美国等国家已将此项技术应用于港口工程中。在本文中，作者将无粘结预应力技术应用到港口工程连续梁的设计中，对以下两个方面进行了研究： 1．门机轨道梁的设计。主要进行了预应力损失、抗裂、承载力的计算。 2．预应力施工工艺。对无粘结预应力施工进行了详细的论述，并着重论述了预应力构件的防腐保护措施。

关键词：无粘结预应力混凝土预应力损失抗裂验算承载力验算施工工艺,防腐措施。

刃口刮板式花生脱壳机脱壳装置改进设计及试验研究

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刃口刮板式花生脱壳机脱壳装置改进设计及试验研究

作者：张黎明吉林农业大学

学位级别：硕士

本研究在对目前花生脱壳机械发展现状及脱壳作业中问题调查研究前提下,在深入探讨花生脱壳机械脱壳原理等相关技术基础上,对刃口刮板式花生脱壳机脱壳滚筒及凹板筛进行了改进设计及试验研究。主要研究内容如下:(1)花生物理参数及含水率... 详细信息

本研究在对目前花生脱壳机械发展现状及脱壳作业中问题调查研究前提下,在深入探讨花生脱壳机械脱壳原理等相关技术基础上,对刃口刮板式花生脱壳机脱壳滚筒及凹板筛进行了改进设计及试验研究。主要研究内容如下:(1)花生物理参数及含水率测定。主要测量了大白沙荚果及籽粒几何尺寸及含水率:花生荚果长、宽、高度值主要分布于36mm～43mm、15mm～19mm及15mm～18mm区间,花生籽粒长、宽、高度值主要分布于16mm～22mm、8mm～12mm及8mm～12mm区间;不同调湿比例下的含水率分别为10.55%、11.95%、13.46%、14.80%及15.57%。(2)花生剪切力和冲击能量测量。随着含水率的增加,荚果剪切破裂力呈先减小后增大趋势,籽粒剪切破裂力呈先增大后减小趋势;在三种剪切头加载方向下,花生荚果及籽粒立向放置时剪切破裂力最小,正向次之,侧向最大;随着含水率增加,荚果外壳破裂所需冲击能量持续增大,正面放置荚果破裂所需冲击能量大于侧面放置荚果。(3)脱壳滚筒改进设计。探讨了数学模型中波纹刃周期对脱净率及破碎率的影响规律,随着波纹刃周期增大,脱净率及破碎率均呈现先增大后减小的趋势;滚筒其余参数为倾角25°、直径280mm、长度400mm以及刮板材质为ABS树脂。(4)凹板筛设计。对纵卧式花生荚果受力分析基础上,探究了荚果所受切向力与栅条直径之间的规律,并确定栅条直径分别为3mm、5mm及7mm。凹板筛其余参数为栅条间隙11mm、长度420mm。(5)脱壳性能测试及数据分析。在对栅条间隙、喂入量以及波纹刃周期因素分别进行单因素试验基础上,选用工作转速、工作间隙、栅条直径及波纹刃周期进行正交试验,并得到最优参数组合:波纹刃周期为12π、转速为334.69r/min、栅条直径为5.87mm、工作间隙为17mm,此时脱净率为98.34%,破碎率为2.50%,满足行业标准;重复试验结果与优化结果基本一致。

关键词：花生脱壳刃口刮板凹板筛破碎率