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剥叶滚筒之间垂直距离的调整对甘蔗剥叶机的影响

更新时间:2009-03-28

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柳州市星鸣农机科技公司生产6BZ-4型甘蔗剥叶机,该型剥叶机采用弹簧钢丝作为剥叶元件,剥叶元件安装在三个剥叶滚筒上,三个剥叶滚筒排列成倒三角形。整杆式独立剥叶机按照剥叶装置分为滚筒剥叶机、风力剥叶机、小型整杆刀片式剥叶机等;按照剥叶元件的材质分为钢丝绳剥叶元件、胶指剥叶元件、尼龙剥叶元件等。多年来整杆式独立剥叶机研究甚多,不同类型的剥叶机都有各自的优点和不足。星鸣农机科技公司生产的采用弹簧钢丝作为剥叶元件的剥叶机,这种剥叶机剥叶方式比较独特,使用效果好,含杂率低,得到广泛应用,受到蔗农们认可。本文研究三个剥叶滚筒之间垂直距离调整对剥叶的影响,认识这个因素对剥叶所起的作用,为该型剥叶机的改进提供一些借鉴意义。

1 剥叶滚筒之间垂直距离的调整与设计

6BZ-4型甘蔗剥叶机三个剥叶滚筒的位置是固定不变的,不能够调整。根据该型甘蔗剥叶机剥叶方式,设计剥叶机试验样机[1-2]。样机设计时要考虑剥叶滚筒之间垂直距离参数的调整。

调整时剥叶滚筒之间垂直距离每次调整20 mm,共调整四次。考虑到剥叶滚筒之间垂直最大距离为364 mm,剥叶滚筒之间垂直距离变动范围在284~364 mm区间。参数调整范围如图1所示。

  

图1 垂直距离调整范围

在设计中,上面两个剥叶滚筒可以在竖直方向调整,随着剥叶滚筒竖直方向距离的调整喂入平台和喂出机构随着调整,使得甘蔗处于上下剥叶滚筒的中间位置,竖直调节孔如图2所示,整机机构安装图如图3所示。

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2 剥叶滚筒之间垂直距离对剥叶影响的仿真分析

2.1 输入条件

在ADAMS仿真软件中建立仿真分析模型[3-5]。初始输入条件,甘蔗直径为30 mm,甘蔗喂入速度为1 000 mm/s,滚筒转速为800 r/min,滚筒输入扭矩为3 460 N·mm,碰撞接触参数参照尼龙与钢的参数。剥叶元件伸出端与甘蔗中心垂面水平距离l为5 mm。剥叶滚筒之间水平距离210 mm。

  

图2 竖直调节孔 图3 整机安装实物图

2.2 剥叶滚筒之间垂直距离为162 mm时接触点的切向力分析

在ADAMS模型中,把滚筒之间垂直距离调整为162 mm,如图4所示。仿真运行时间End Time设置为0.9 s,步数Steps设置为3600,仿真类型设置为动力学仿真,其余采用缺省设置。运行后进入后处理程序,剥叶元件的伸出端MARKER点在X方向上的位移与XY方向接触力绘制在同一图中,三个接触点状况如图5(a)、(b)、(c)所示。

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图4 输入条件和三个接触点

从图5(b)中看到剥叶元件与甘蔗共接触了5次。处理时,取后三次接触来进行计算。通过计算Contact2接触点切向力为424.9 N,计算同Contact1接触点。

 

则Contact1接触点切向力平均值为361.8 N。

外界空气经进气口进入检测装置内部后,接触到气体传感器后,空气通过气体传感器的透气孔进入红外气体传感元件内部的吸收池,设备气体受到由红外光源发射出的相同频率的红外线照射时,就会发生红外吸收,从而引起红外光强的变化,通过吸收信号电极、参比信号电极测量红外线强度的变化就可以测得气体浓度。具体结构如图3所示:

从图5(a)中看到剥叶元件与甘蔗共接触了11次,后几次的接触相对平稳一些。处理时,取后三次接触来进行计算, 如图6所示。根据峰值点XY方向力及甘蔗接触特点得三次接触每个峰值点的切向力,结果在表1中。由上述三次接触切向力的计算结果可以计算出切向力的平均值。

从图5(c)中看到剥叶元件与甘蔗共接触了8次。处理时,取后三次接触来进行计算。通过计算Contact3接触点切向力为142.5 N,计算同Contact1接触点。

 
  

图5 X、Y方向的接触力和MARKER点得位移

2.3 剥叶滚筒之间垂直距离为172 mm时接触点的切向力分析

为了更清晰反映剥叶滚筒垂直距离和含杂率的关系,把回归方程通过曲线形式表现出来,剥叶滚筒转速与含杂率的回归方程曲线,如图7所示。

2.日本学者对中日文学影响关系的研究,首要目的在于确认近代以后日本文学在东方文学中的引领地位,所以将留日中国作家的文学当做一面反观日本文学的镜子,其次才是了解中国文学的窗口。而中国学者对中国留日作家接受日本影响的研究,则侧重考察其是否认清日本/西方思潮的本质,是否存在曲解或误读。

  

图6 contact1三次接触X、Y方向的接触力和MARKER点得位移

2.4 剥叶滚筒之间垂直距离为182 mm时接触点的切向力分析

把剥叶滚筒之间的垂直距离调整为182 mm,其他输入条件与前面同,仿真设置与前面相同。仿真运行后进入后处理程序。同上述算法相同,contact1接触点切向力为168.1 N;Contact2接触点切向力为356.9 N;Contact3接触点切向力平均值为195.4 N。

2.5 剥叶滚筒之间垂直距离调整对剥叶的影响

(1) 剥叶滚筒之间垂直距离增加对接触点切向力的影响

剥叶滚筒之间垂直距离从172 mm增加到182 mm时,contact1和contact3的接触点切向力减小,contact2的接触点切向力增加,但从总体上看接触点切向力还是减小的。

如表1所列,剥叶滚筒之间垂直距离分别为162 mm、172 mm和182 mm时,三个接触点的切向力列在表2中。从表2中可以看出剥叶滚筒之间垂直距离从162 mm增加到172 mm时,contact1和contact2的接触点切向力减小,contact3的接触点切向力增加,但从总体上看接触点切向力还是减小的。

1)目标点的坐标计算。用目标点的水平距离与其平均值之间偏差绝对值的最大值作为检定结果。目标点之间每一组水平距离li,k的计算公式为

样本均衡化有“过采样”或“降采样”两种方法。对分布极不均匀的数据集,降采样很难取得良好的效果。因为降采样采用的策略是从“多数类”中选取样本,使其样本数与“少数类”样本容量相当,再与“少数类”结合进行训练。这样不能充分利用采集得到的数据,导致算法结果过拟合。

 

表1 峰值点切向力计算结果

  

接触次数接触点切向力(N)第1次接触453.6第2次接触130.0第3次接触501.7

 

表2 三个接触点的切向力

  

接触点contact1Contact2Contact3剥叶滚筒之间垂直距离162mm361.8424.9142.5剥叶滚筒之间垂直距离172mm272.7217.7279.5剥叶滚筒之间垂直距离182mm168.1356.9195.4

把试验的结果整理、统计和计算得到二次回归方程[6-8]。回归方程为:

由于随着剥叶滚筒之间垂直距离的增加接触点切向力减小,对甘蔗的打击力减小,不利于剥叶。随着垂直距离的减小接触点切向力增加,对甘蔗的打击力增加,利于剥叶。

3 剥叶滚筒之间垂直距离调整对剥叶影响的试验与分析

3.1 试验材料

剥叶滚筒之间垂直距离增加含杂率增加,垂直距离减小含杂率降低。在仿真分析中,剥叶滚筒之间垂直距离增加接触点的切向应力减小,对剥叶不利;剥叶滚筒之间垂直距离减小接触点的切向应力增加,对剥叶有利。试验结果与仿真分析的结论是吻合的。

3.2 试验指标

甘蔗剥叶机剥叶的好坏可以通过剥叶后含杂率来体现,剥叶效果好,含杂率就低;相反,剥叶效果差,含杂率就高。通过甘蔗剥叶后含杂率的检测来体现剥叶效果是适当的,因此把含杂率作为试验指标。

3.3 含杂率回归模型分析

(2) 剥叶滚筒之间垂直距离调整对剥叶的影响

y=0.02240-1.94416×10-4x+6.90789×10-7x2

把剥叶滚筒之间的垂直距离调整为172 mm,其他输入条件与前面同,仿真设置与前面相同。仿真运行后进入后处理程序。同上述算法相同,contact1接触点切向力为272.7 N;Contact2接触点切向力为217.7 N;Contact3接触点切向力平均值为279.5 N,如图6所示。

  

图7 垂直距离与含杂率的关系

试验材料使用湛江雷州半岛幸福农场基地生产的甘蔗,甘蔗的品种为新台糖22号。甘蔗生长状态为根部粗一些,稍部细一些,根部直径在18~33 mm之间,高度在1 800~2 600 mm之间。由于甘蔗在自然状态下生长,受台风的影响,甘蔗都有弯曲现象。采用人工方式收割甘蔗。

4

在一定范围内剥叶滚筒之间垂直距离越大,接触点的切向力越小,对剥叶不利;反之,对剥叶有利。通过甘蔗剥叶试验后回归模型分析,剥叶滚筒之间垂直距离的增加,含杂率增加。说明剥叶滚筒之间水平距离越大剥叶的效果越差,这个结果印证了仿真分析的结论。通过分析认识剥叶滚筒之间垂直距离这个因素对剥叶所起的作用,为该型剥叶机的改进提供一些借鉴意义。

刘禹锡说自己:“斯是陋室,惟吾德馨。”所以,他的生活有着“苔痕上阶绿,草色入帘青。谈笑有鸿儒,往来无白丁。可以调素琴,阅金经。”的高雅情致。

参考文献

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[7] 李云雁,胡传荣.实验设计与数据处理[M].北京:化学工业出版社,2008.

[8] 茆诗松,丁 元,周纪芗,等.回归分析及其实验设计[M].上海:华东师范大学出版社,1981.

家庭教育问题从无到有、从小到大、从局部到整体,是一个渐变过程,不是突变的过程。家庭教育问题出现的最初阶段,很容易被年轻父母忽略,使得家庭教育问题日积月累,越发严重,以至于有的问题积重难返。对家庭家庭问题的失察,会产生更多的问题,并且影响深远。多重家庭教育问题互相牵扯和纠缠,严重影响问题的解决。

 
唐献全
《机械研究与应用》 2018年第02期
《机械研究与应用》2018年第02期文献

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