融合光电色选的皮带筛式油茶果壳籽分选机设计与试验

发布时间：2021-10-23 21:17

　　针对油茶果批量脱壳后壳籽混杂、人力分选效率低的问题,研究设计了一种融合光电色选的皮带筛式油茶果壳籽分选机。根据油茶果壳、籽与倾斜传送带间摩擦角、碰撞系数的差异,设计振动皮带筛进行初分选;利用两者灰度差异,对壳中残留籽进行二次光电分选。对皮带筛上油茶果壳、籽进行运动学与动力学分析,发现皮带倾角、皮带速度和振动频率是影响振动初分选率的主要因素;以籽箱清洁率、壳中含籽率为试验指标,开展正交旋转组合试验。当皮带倾角为19°、皮带速度为1.50 m/s、振动频率为55.40 Hz时,其籽箱清洁率为95.52%、壳中含籽率为24.30%,对最优参数进行试验验证,优化结果可靠。对不同茶籽比率的物料进行光电分选试验,结果表明籽箱清洁率稳定在98.23%左右,壳中含籽率保持在2.34%左右,说明光电分选可准确识别并分选出混杂物料中的油茶籽。对整机进行最优参数试验验证,该机两籽箱茶籽平均清洁率可达97.55%,壳箱中含籽率为3.27%。试验结果表明,此油茶果壳籽分选机可实现油茶果壳、籽的高效分离。 

【文章来源】：农业机械学报. 2020,51(S1)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

油茶果壳籽分选机整机结构示意图

分选作业时，将待分选的油茶果壳籽混合物料倒入料斗中，如图2所示，在振动喂料器的抖动下，油茶果壳籽均匀、单层地落至出料装置平台，并经由导料板落至振动皮带筛上。皮带以最优速度运转的同时两侧振动电机提供激振力，使得落至皮带上的油茶籽不断弹跳。油茶籽呈类球形且表面光滑，在重力及激振力作用下沿皮带向下滚落入籽箱Ⅰ;油茶果壳呈扁平状且表面粗糙，摩擦力较大而自身质量较小，随皮带向上输送。当油茶果扁平面与皮带接触时，不易滚落而随果壳一起被向上输送。大量的壳掺杂少部分籽经由皮带上端滑板滑至光电箱内，从相机和背景板之间穿过，在光源的辅助下，CCD相机实时采集并处理油茶物料图像信息，识别出籽所在通道并发出指令驱动相应电磁阀动作，喷出高压气体将油茶籽吹至籽箱Ⅱ，壳自动掉落至壳箱，实现油茶果壳籽的精确分选。2 振动皮带筛关键部件设计

振动皮带筛主要由皮带、安装在皮带两侧的振动电机以及连接皮带体与机架起振动缓冲作用的4个橡胶弹性支撑组成。由于油茶果壳与籽在形状、摩擦角以及弹跳系数方面的差异，两者落至倾斜皮带的运动状态也不同，半球状的油茶籽弹跳滚落至下端籽箱，扁平状的油茶壳“平趴”向上输送至壳箱。分选原理如图3所示，图中L为皮带总长，l为皮带分选区长度，v0为皮带转速，v1为油茶籽在皮带上的速度，v2为油茶果壳在皮带上的速度。皮带两侧平行安装有两台同型号的振动电机，两振动电机的偏心块同步反向转动，其产生的激振力在平行于皮带平面方向的分力相互抵消，而垂直于皮带平面的激振力相互叠加，使整个皮带体在连续激励下发生微幅直线运动[16-17]，其激振力为

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于卷积神经网络的油茶籽完整性识别方法[J]. 谢为俊,丁冶春,王凤贺,魏硕,杨德勇.  农业机械学报. 2020(07)
[2]气力集排式变量排肥系统分层施肥量调节装置研制[J]. 杨庆璐,王庆杰,李洪文,何进,卢彩云,于畅畅,娄尚易,王英博.  农业工程学报. 2020(01)
[3]油茶果壳籽清选技术装备研究分析[J]. 汤晶宇,吴昊,徐克生,杨飞,王东,曲振兴.  林业机械与木工设备. 2019(07)
[4]液压驱动式油茶果采摘机设计与试验[J]. 饶洪辉,黄登昇,王玉龙,陈斌,刘木华.  农业机械学报. 2019(05)
[5]油茶籽热风干燥动力学研究[J]. 王凤贺,丁冶春,陈鹏枭,谢为俊,李小强,杨德勇.  农业机械学报. 2018(S1)
[6]油茶果脱壳分选设备研究现状分析[J]. 曲振兴,樊涛,张世才,徐克生,王德柱,胡景阳,汤晶宇.  林业机械与木工设备. 2017(11)
[7]单振动电机激振的振动松散机振动体动力学分析[J]. 邓成江,赵银,赵云飞,张先炼.  食品与机械. 2017(09)
[8]曲柄摇杆振动破壳油茶果粗选机运动学分析及试验[J]. 李立君,胡文宇,高自成,闵淑辉,王朋辉.  农业工程学报. 2016(07)
[9]油茶果脱壳机的设计与工作参数优化[J]. 朱广飞,任嘉嘉,王振,相海,牟仁生,李少华.  农业工程学报. 2016(07)
[10]一种基于CCD相机的通道式油茶果色选机系统[J]. 周敬东,黄云朋,李敏慧,杨光友,周明刚.  中国农机化学报. 2015(05)

博士论文
[1]小于6mm细粒煤复合式干法分选特性研究[D]. 于晓东.中国矿业大学 2017

硕士论文
[1]基于脉动能量强化振动分选床中颗粒分离机制和数值模拟[D]. 吴雪林.中国矿业大学 2017



本文编号：3453930