基于AIP的食用菌培养料装袋机设计
我国是世界上食用菌生产、消费、出口大国,是食用菌生产的主要国家之一,年产量较高,可占世界总产量的60%以上[1],食用菌生产全程机械化技术的研究与应用将大大推动我国食用菌产业的发展[2-5]。现在大多数农民都以袋料栽培食用菌,袋料栽培食用菌一般工艺是:备料→配料→搅拌→装袋→打眼→灭菌→接种→培养→采收。在栽培过程中,装袋工艺费工费时,劳动强度大,时间长,手工操作容易使原料感染细菌,迫切需要实现机械化[6]。目前,在欧美、日本等国,食用菌栽培已采用机械化、自动化的生产方式,菇房规模较大。而我国人工培育食用菌生产以散户生产为主,规模小[7]。研究适合我国现状的小型食用菌培养料装袋机,对加快我国食用菌机械化生产具有重要意义。为此,根据食用菌培养料的特性,借助AIP(Autodesk Inventor Professional)软件对食用菌装袋机进行设计,并着重对输料搅龙装袋机构进行计算,结合搅龙实际作业工况下的受力情况,进行有限元分析,确定了关键结构和参数。
1 设计要求及总体结构原理
1.1 主要技术参数及设计要求
整机尺寸:1900 mm×560 mm×900 mm;
观察组安全事件发生率低于对照组,P<0.05。观察组压疮1例、感染1例,对照组压疮3例、感染4例、管道滑脱3例,烫伤2例。
输入功率:2.2 kW;
配套电动机:三相异步电动机,转速1400 r/min;
减速机:齿轮减速机;
进料搅拌转速:5 r/min;
输料搅拌转速:25 r/min;
输料搅龙螺距:100 mm;
输料口直径:110 mm;
传动方式:带传动和齿轮传动;
大齿轮齿数:90;
小齿轮齿数:18;
(1).进料搅拌器
配合作业人数:2人;
由于监察机关的取证行为是由调查人员做出,因此检察机关和法院根据《刑事诉讼法》可以要求调查人员对自己取证行为的合法性进行证明,如果现有证据不能证明证据是以合法方法收集的,法院可以通知相关人员或其他人员出庭。相关人员需要对证据收集作证并说明情况,也需要回答控辩双方的提问,接受质证。概言之,即使取证行为是合法的,但如果没有录音录像等证据证明办案人员合法取证,则不能使审判人员排除非法取证的可能性,根据《刑事诉讼法》及相关司法解释,该证据不得作为定案根据。所以,重要取证过程中的录音录像在一定程度上为监察机关自身提供了保护。
生产效率:0.3~0.4 t/h;
式中 γ0——食用菌培养料单位容积的质量(kg/m3);
适用培养料类型:木屑、棉籽壳、菌草粉碎粉等。
1.2 总体结构与工作原理
食用菌装袋机主要由搅拌器传动、料斗、进料搅拌器、控制箱、输料搅龙、输料搅龙护罩、卸料传动、卸料装置和机架等结构组成,如图1所示。食用菌装袋机工作原理是:当操纵控制箱接通电动机电源进行工作时,食用菌培养料从料斗喂入,电动机动力经搅拌器传动系统传到进料搅拌器和输料搅龙主轴上,使其不断转动,从而不断挤压食用菌培养料。食用菌培养料经输料搅龙输送到卸料装置处,待装满塑料袋后,卸料装置将在卸料传动带动下退出,如此往复完成培养料搅拌、装袋作业。
1.搅拌器传动;2.料斗;3.进料搅拌器;4.控制箱;5.输料搅龙护罩;6.卸料传动;7.卸料装置;8.机架。
图1 食用菌装袋机
Fig.1 Edible fungus bagging machine
1.3 主要构件功能
三角胶带:A1000 3根;
进料搅拌器如图2所示,通过大带轮驱动输料搅拌器转轴转动,转轴上安装T字形焊接杆,焊接杆能够有效防止线头和线绳等杂物进入,同时还能对喂入的培养料进行搅拌,使培养料各组分混合更加均匀,并能够协助培养料顺利地填充到输料搅龙中,防止堵塞现象的发生。
1.底部支撑座;2.料斗;3.T形进料搅拌器;4.进料搅拌器动力输入轴。
图2 进料搅拌器
Fig.2 Feed mixer
(2).卸料装置
卸料装置如图3所示。
1.滑轨;2.机架;3.卸料滑套;4.卸料装置;5.螺旋搅龙。
图3 卸料装置
Fig.3 Discharge device
工作前,将袋子装到卸料装末端,用袋子套在输料搅龙护罩上,袋子开口紧挨着培养料出料口一端,待装满培养料后,卸料装置将沿着导轨滑下,完成装袋,待异步电动机反转,即可将卸料装置带回装袋位置,重复装袋作业工序。卸料装置是配合食用菌培养料装袋机使用提高工作效率的重要组成部分。
查阅体育赛事经济、体育赛事产业、体育社会学、体育城市学等方面的中、外文献以及相关著作,较全面地掌握本领域的研究进展。通过非参与性观察法,即研究者以旁观者的身份来观察云、贵、川三省大型体育赛事运作管理的环境与特征;通过对三省居民、赛事运作个体或组织、观众、体育赛事主管部门等群体所进行的个案访谈法来收集云、贵、川三省大型体育赛事运作管理的发生、发展、困境与问题等方面的经验材料。通过对文献资料与经验材料的分析,阐明政府与企业对大型体育赛事运作管理的推动作用及未来三省体育赛事产业运作的战略规划。
(3).输料搅龙
输料搅龙如图4所示,是整机的关键部件,采用等直径等螺距的螺旋节,套筒内部搅龙是输送挤压段,在输送培养料的过程中,若出现堵塞,螺旋叶片将受到较大的压力和来自于物料的摩擦力,需借助有限元分析来确定输料搅龙的相关结构参数,以期保证输料搅龙具有足够的可靠性,增加其使用寿命。
图4 螺旋搅龙
Fig.4 Spiral angle dragon
2 输料搅龙设计分析
2.1 输料搅龙转速的确定
输料搅龙的结构参数将直接影响食用菌培养料混合性能[8],对其转动特性进行分析研究,以确定合理的搅龙结构工艺参数。水平输料搅龙如图5所示。
(a).输料搅龙主视图
(b).输料搅龙断面图
图5 水平输料搅龙
Fig.5 Horizontal feed angle dragon
水平输送时,螺旋输料搅龙的生产率(退运量)Q计算公式[9]:
(1)
式中 D——输料搅龙叶片外直径(mm);
试验结果表明:进料搅拌器能够有效进行食用菌培养料搅拌混合,培养料向输料搅龙填充过程顺利,输料搅龙能够将培养料输送到卸料装置中,且工作过程无卡顿等异常现象发生。样机连续工作1 h后,对输料搅龙和料袋填充情况进行检测,结果表明:搅龙未发生大变形,结构可靠;料袋中的培养料均匀压紧,培养料填充平均容重为424.5 kg/m3,接近最佳容重420 kg/m3的填充要求[15],平均填充质量变异系数为1.73%,填充效果良好,性能稳定,能够满足装袋作业要求。
t——输料搅龙叶片螺距(mm);
λ——输料搅龙叶片与护罩间隙(mm);
n——输料搅龙转速(r/min);
ψ——输送食用菌培养料时的充满系数,一般取 0.5~0.6;
γ——食用菌培养料单位容积的质量(kg/m3),本研究食用菌培养料单位容积的质量取400 kg/m3[10];
C——输料搅龙的倾斜系数,水平输送取值为1。
输料搅龙转速据上式推导的:
(2)
因此,该试验样界输料搅龙转速为33.8~45 r/min。
英国女作家罗琳的小说《哈利·波特》系列作为一部风靡全球的文学作品,在文学界、语言学界、翻译界都产生了一定的影响。小说中委婉语、修辞、话语标记语等修辞方式,并都取得了重要的研究成果。通过分析,我们发现修辞法的运用,可以更深入地理解小说作者的写作动机和写作意图,以帮助读者站在一个更高的层次去阅读和理解这部小说。
2.2 搅龙有限元分析
有限元分析能够协助分析机构的受力情况[11-13],AIP有限元分析功能,可将搅龙旋转过程中的受力情况施加到结构中,以期较真实地模拟搅龙在某一时刻的受力情况,从而尽可能地减少物理试验次数,节约成本。
搅龙工作过程中,主要受到来自于物料的正压力和摩擦力及自身回转产生的离心力[14];为了保证螺旋叶片具有足够的强度及良好的焊接性能,设定其材料为16锰合金钢。采用正火的热处理方式,将钢加热到560 ℃,保温2 h,再加热到850 ℃,保温3 h,炉冷,以提高材料的切削性能,增大过冷奥氏体的稳定性,增大冷却速度,以获得较细的珠光体和分散度较大的铁素体,热处理后的材料屈服强度为350 MPa。分析时,选定初始厚度为0.5 mm,并考虑物料堵塞时的极限受力,执行有限元分析后的初始计算结果如表1所示。
表1 初始分析结果
Table 1 Design parameters of manned platform
项目Item最小Min最大Max 等效应力/MPa01286 第1主应力/MPa-4741674 第3主应力/MPa-1628479 位移/mm021.4 安全系数0.2715
初始有限元分析云图如图6所示。
(a).等效应力 (b).位移 (c).安全系数
图6 初始有限分析云图
Fig.6 Initial finite analysis of cloud
根据初始分析结果可知,螺旋叶片变形为21.37 mm,最小安全系数为0.27,小于1,等效应力为1286 MPa,远大于材料的屈服强度350 MPa,可能导致叶片在工作时被破坏,不满足设计要求。
2.3 搅龙优化设计
为了保证螺旋叶片在工作时具备足够的强度,保证其具有足够的可靠性,根据初始分析结果,对其结构进行了重新设计,设计时,将螺旋叶片的厚度在初始厚度的基础上,依次递增0.5 mm,改进后,执行有限元分析,螺旋叶片等效应力、位移和安全系数随叶片厚度增加的变化趋势如图7所示。
图7 有限元分析结果变化趋势
Fig.7 The changing tendency of finite element analysys results
由图7变化趋势可知,当叶片厚度为2 mm时,等效应力为217.8 MPa,小于材料屈服极限,螺旋叶片变形为3.511 mm,安全系数为1.6,大于安全系数,满足设计要求,改后的螺旋叶片有限元分析如图8所示。
其中,令:fR:U→F(V),u1→fR(Ui)=(ri1,ri2,…rim)∈F(V),rij=R(Ui,Uj),i=1,2,…,n,j=1,2,…m,则fR就是U到V的模糊影射。
(a).等效应力 (b).变形 (c).安全系数
图8 应力分析结果
Fig.8 Stress analysis results
3 样机试制及装袋试验
在厂家进行试制后,进行了食用菌培养料装袋试验,试验材料为平菇生产用培养料,培养料成分为:棉籽课89%、麦麸10%、石膏1%。培养料含水率为62%。培养料袋采用规格为14 cm×33 cm的聚丙烯塑料袋,单层厚度为0.06 mm,填料长度为25 cm。样机连续工作1 h,分10次进行随机取样,统计数据如表2所示。
Jiang等[8]首先以蔗糖作为碳源制备出碳球,并以其作为模板,以二水钼酸钠和硫代乙酰胺作为钼源和硫源,最终通过表面水热法合成(MoS2/C)纳米微球。Theerthagiri等[9]以二水钼酸钠、硫脲、2-吡咯烷酮作为钼和硫源,在十六烷基三甲基溴化铵的存在下,通过一步水合热法分别将乙炔黑、火神碳、碳纳米管,碳纤维等碳材料与MoS2结合起来,制备出具有花状结构的MoS2/C。
装袋后培养料容重:
γ0=G/V
(3)
整机净重:220 kg;
偏瘫患者感觉障碍的康复治疗主要是进行感觉功能再训练,包括浅感觉训练法和深感觉再训练,后者与运动功能恢复关系更为密切。感觉功能再训练可采用徒手简单方法进行关节位置觉、运动觉的训练,也可采用较为精确的康复训练系统,如PROKIN 3.0 康复系统、Tecnobody康复系统进行本体感觉训练。对患侧肢体进行反复有益的感觉刺激,有助于中枢神经系统对感觉输入系统和运动输出系统加以重组,从而提高卒中后受损神经结构的兴奋性,促进中枢神经功能重组和神经通路形成[11]。
G——料袋内培养料质量(kg);
V——料袋内培养料体积(m3)。
培养料填充质量变异系数:
(4)
(5)
式中 C.V——培养料填充质量变异系数;
SG——培养料填充质量标准偏差(kg);
● 将甲胎蛋白值、绒毛膜促性腺激素值以及孕妇的年龄、体重、怀孕周数输入电脑,由电脑算出胎儿出现唐氏征的危险性.唐氏筛查的结果我国普遍使用的是1:250,如果后面的数值大于250则认为是低风险,如果小于250则认为是高风险,表示患病的危险性较高,应进一步做羊膜穿刺检查或绒毛检查。
培养料填充平均质量(kg);
Gi——第i个培养袋质量(kg)。
表2 培养料装袋质量统计
Table 2 Statistics of bagging quality of culture materials
项目Item取样1Sample1取样2Sample2取样3Sample3取样4Sample4取样5Sample5取样6Sample6取样7Sample7取样8Sample8取样9Sample9取样10Sample10数据处理Dataprocessing计算项Calculateditem计算值Calculatedvalue测定袋数/袋10101010101010101010测定总袋数/袋100测定平均质量/kg1.601.611.611.621.631.621.621.631.631.62平均填充质量变异系数/%1.73培养料平均容重/(kg·m-3)451.96418.56418.56421.16423.76421.16421.16423.76423.76421.16平均容重/(kg·m-3)424.5
d——输料搅龙叶片内直径(输料器轴径),设计轴径为25 mm;
由公式可知道轮廓系数取值范围为[-1,1],其值越大越好,当为负值,表示对象被分配到错误的簇中,聚类结果错误。其接近于0时,表明聚类结果有重叠的情况。
4 结论
本研究设计制造了一种食用菌培养料装袋机,经建模分析和参数优化后,样机试验反映了以下特征:
洞庭湖水资源、水环境、水生态的问题已经引起了党中央、国务院的高度重视,习近平总书记、李克强总理多次作出重要批示,要求加大修复整治力度,国内外媒体广泛关注,新华社内参连续报道,社会各界和人民群众反应强烈。2017年中央第六环保督察组将洞庭湖区生态环境问题列为湖南省1号问题。洞庭湖的问题,不仅仅是生态环境问题,已经成为重大民生工程、重大政治问题,必须尽快、有力、有效地加以解决。要从根本上解决洞庭湖的生态环境问题,除了湖南省主动作为外,需要沿江省市的共同努力,更多的还需要国家层面高度重视、重点支持和协调推动才能解决。
主要采取了取样试验和钻孔压注水检查手段,结果均满足设计要求。通过钻孔提取芯样分析,墙体连续性和完整性较好,满足设计要求。
(2)装袋试验表明:设计的装袋机结构强度可靠,螺旋叶片结构未发生大变形;料袋中的培养料均匀压紧,培养料填充平均容重为424.5 kg/m3,平均填充质量变异系数为1.73%,填充效果良好,满足了食用菌培养料的装袋需求。
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(1)对装袋机输料搅龙进行了有限元分析,确定了螺旋叶片的厚度为2 mm;初步确定了试验样机临界转速为33.8~45 r/min。
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充分利用水稻群体补偿能力强的优势,对一些病虫的防控效果目标指标可以适当放宽。比如,水稻稻纵卷叶螟前期造成的白叶,根据调查在5%以下,对水稻产量并没有多大影响,所以一般发生年份,二代稻纵卷叶螟可以不进行防治。
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上述两项研究中,高龄组侵入性治疗出血风险均未明显增加,尤其是后一项研究中,重大出血比例不到2%、轻微出血也在10%以内,小于本研究中的重大出血率(超过10%)。这可能与后一项研究入选患者的体质量更大(平均71 kg以上)、肾功能较好(eGFR>50 mL·min-1·1.73 m-2)、出院时氯吡格雷应用率较低(小于80%)等有关。上述研究提示,高龄患者中,除年龄因素外,还存在其他影响临床治疗效果的因素,在临床实践中须综合分析。
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