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马铃薯清洗设备​的结构设计与有限元分析:

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马铃薯清洗设备​的结构设计与有限元分析:

发布日期:2019-12-20 作者: 点击:

马铃薯是世界上第四大粮食作物。目前全国各地都在广泛种植,但是马铃薯加工的机械化程度依然不高,生产效率低下。马铃薯清洗设备本文旨在为马铃薯快速去皮且连续性加工提供技术支撑,解决马铃薯加工难题,为后续设计制造马铃薯去皮切片生产线,提高劳动生产率,降低加工成本打下基础,以提高马铃薯商品化率和国际竞争力,促进马铃薯加工产业发展。本文基于马铃薯收获后的清洗、去皮需求,设计改造了一台集清洗、去皮一体化功能的连续式马铃薯去皮机,研究内容主要有以下几个方面:(1)分析了马铃薯的基本物理性质和力学特性,研究了马铃薯力学特性与理化指标的相关性,针对不同品种不同方向的力学性能进行了压缩试验,为马铃薯清洗去皮技术提供理论依据。(2)基于对马铃薯力学特性的分析,及对现有其他作物去皮设备的结构分析,提出了连续式马铃薯去皮技术方案,并设计了毛刷连续式去皮机,绘制了整机的三维图,完成了样机制作。(3)对马铃薯去皮设备进行了参数分析,得到了不同参数对马铃薯去皮效果的影响规律;设计了喂入输送装置,提出了一种去皮率测量方法,为下一步响应面试验提供了研究基础。(4)基于上述分析,对本文研究设计的连续式马铃薯去皮机进行了三因素三水平的试验分析,得到马铃薯去皮机的最优加工工艺参数:滚筒转速18r/min,高度差15mm,喂入量39kg/min,在此条件下马铃薯的去皮率为80.93%,去皮效果较好。通过上述研究,本文改进设计的连续式马铃薯去皮机具有性能稳定可靠、去皮率和生产率高等优点,可以实现马铃薯去皮的高效率、低损耗连续作业,通过试验研究得出了马铃薯最优去皮工艺参数,具有一定实际应用意义。为提高马铃薯清洗效率及自动化水平,减轻操作人员的工作负担,设计了一种由电机驱动的滚刷式马铃薯清洗机哪里卖马铃薯清洗设备该清洗机主要由清洗装置、洒水装置、净化装置组成,结合人力操作可满足马铃薯机械化清洗。本研究详细介绍这几个装置的结构设计,并对其进行三维模型构建,得到合理的整机设计方案。运用SolidWorksSimulation插件对马铃薯清洗机关键零件进行有限元分析,验证了零件选材和结构设计的合理性。该马铃薯清洗机的设计能为其他果蔬清洗机提供一定的参考,同时能够促进马铃薯产业自动化的发展。

马铃薯清洗机是马铃薯淀粉及蛋白提取深加工生产过程中关键不可或缺的设备之一。目前国内的马铃薯淀粉及蛋白提取生产线中的马铃薯清洗方式主要是靠人工搅拌作业来完成,部分生产线中采用清洗设备,但采用的设备在清洗过程中时常会出现马铃薯清洗不干净,表皮损伤,再经过水浸泡后很容易造成马铃薯的变质与腐烂。总之,采用人工清洗的方式无疑大大降低了马铃薯淀粉及蛋白提取的生产效率,同时还增加了人工成本,而采用现有的清洗设备带来的上述一些不利因素已经严重制约了马铃薯淀粉及蛋白提取生产加工线的产能提高和很难确保提取的淀粉及蛋白质量问题。根据现有滚筒式马铃薯清洗机的缺点,本文针对马铃薯淀粉加工生产线的产能和加工质量要求,根据马铃薯清洗段的工艺要求,研制了一种新型马铃薯清洗机,该设备主要由机架、清洗辊、栅栏及脱水装置等部件组成。利用有限元软件对马铃薯清洗机的关键部件进行了强度分析,确保清洗效率、洗净率及损伤率指标达到生产线的工艺技术要求。利用Solidworks建立马铃薯单体和鼠笼式马铃薯清洗机的仿真模型,在EDEM软件中进行马铃薯清洗过程的数值模拟,研究不同清洗辊转速下清洗机内马铃薯的流动状况,通过分析薯块数量、碰撞次数等参量的变化规律,确定清洗机适宜的工作参数,为整机结构及工作参数的优化奠定基础。在满足马铃薯淀粉加工生产线产能要求的前提下,首先通过单因素试验,研究不同因素对鼠笼式马铃薯清洗机清洗质量和能耗的影响,在此基础上,根据响应面中心组合设计理论进行马铃薯清洗机的清洗试验,经Design Expert8.0.5软件优化,获得马铃薯清洗机的最优工艺参数为:清洗辊转速119r·min、清洗机整体倾角18.5°、清洗辊与栅栏间距4.6mm,在此工艺参数下,清洗机的功率消耗为1.66kw·h,马铃薯清洗机洗净率为94.95%,马铃薯清洗机损伤率的为2.58%。此时。马铃薯清洗设备厂家与理论值的相对误差分别为2.9%、2.1%和4.2%。通过工艺试验验证了试验数据的可靠性,为实际生产工艺的制定提供依据。

马铃薯清洗设备

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