香蕉纤维提取机刀片的仿生优化设计

发布时间：2020-07-20 22:11

【摘要】：我国作为对香蕉产品的需求日益增长的国家,大量的废弃香蕉树茎秆如何处理也越来越被人所重视,处理不慎容易造成环境污染与资源浪费。同时通过香蕉茎秆纤维提取机械来提取香蕉茎秆植物纤维的做法不仅保护了环境,并且让这些生态资源可重复利用。本文针对目前香蕉茎秆纤维提取机械(主要为课题所研究的全喂入式香蕉茎秆纤维提取机)生产中主要加工部分的可优化部分进行研究。本论文的主要文章顺序与逻辑结构思路为:从目前香蕉茎秆纤维提取机械机械存在的部分问题以及可优化空间入手。以香蕉茎秆纤维提取机械的主要加工部分的刀片优化作为切入点,以仿生学作为研究设计方法,通过有限元仿真进行结构静力学分析验证仿生刀片的稳定性,最后通过田间对比试验与原仿生刀片进行对比分析得到实验数据。然后通过响应面分析进行优化排列组合。得到最优加工效率的一组解。最后按照最优组合进行验证实验,保证实验结果准确性。具体的实验结论如下:1、通过有限元进行力学特性分析,纯大齿刀型的形变量最大为0.1475mm,在刀刃中间形变量最大。大小齿交错刀型形变量最大为0.0280mm,同样形变量位置最大也处在刀刃中间。在设计要求的允许的范围内。设计可靠。2、根据捕捉到的箭螳标本前足形态进行模拟,按照前足上齿刺结构设计的仿生刀型在实验中有效缓解了收集区堵塞的情况,而原平刃刀刀型在仍出现了碎麻缠绕的情况。设计的仿生刀型对解决碎麻缠绕堵塞问题有着更好的表现。3、经过DesignExpert软件的横向比对,可以发现在纤维制备率上交错齿形刀纯大齿刀型原平刃刀型,在含杂率方面交错齿形刀纯大齿刀型原平刃刀型。综合来看,大小齿交错排列的B型仿生刀片更符合我们的优化方案。4、最终的优化实验结果表明:大小齿交错排列的B型仿生刀片在优化方案下,纤维制备率达到了 16.44%,含杂率减小到了 4.84%。相较于原刀型纤维提取率百分之13提升了 25%左右,含杂率从10%降低到了 5%左右,降低了一半以上。优化效果显著。
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S226.7
【图文】：

２．３全喂入式纤维提取机的结构和工作原理逡逑２．３．１全喂入式纤维提取机的结构逡逑全喂入式香蕉纤维提取机主要由三大部分组成：包括传输机构、加工机构还逡逑有动力机构。传输机构包括上下皮带轮还有中间的两组辊轮以及下方收集辊组成。逡逑它们的作用主要是作为原材料的输送载体，包括从破片的香蕉茎秆纤维喂入到刮逡逑取完成的粗麻制品的运输与收集。加工机构主要包括刀轮在内的加工刮取部分，逡逑由固定在刀轮上的１２组刀片以及下方的上下定刀装置组成。主要的功能是击打逡逑喂入的破片茎秆纤维以及分离目标粗纤维和击打时产生的纤维杂质。粗纤维从收逡逑集辊中运出，纤维杂质从排料口排出。动力传送机构包括电动机、齿轮、带轮、逡逑．逦链轮、皮带、链条等，通过安装在基座一侧电动机带动，将动力提供给加工机构逡逑以及运输机构，满足正常工作时所需要的动力。纤维提取机的具体结构（郑侃，逡逑２０１４）如下图２所示。逡逑

亦称刀螂，无脊椎动物，属肉食性昆虫。在古希腊，人们将螳螂逡逑视为先知，因螳螂前臂举起的样子像祈祷的少女，所以又称祷告虫（邢威，２０１２）。逡逑图４为拍摄的螳螂照片。逡逑图４螳

本文编号：2764017