桑枝食用菌培养基自动化生产线的优化设计

论文摘要

本论文根据目前生产企业对桑枝食用菌培养基生产的要求,创新性地设计了食用菌培养基自动化生产线,并对关键装备搅拌机和装袋机进行了优化设计,该生产线已经在东台进行安装调试,将投入生产。本文应用模糊评价对三种桑枝食用菌培养基的生产方案的优劣进行了模糊优化,为食用菌生产企业设计了一套先进的自动化生产线。对生产线中关键部件搅拌机的传动方案进行了改进设计,采用行星齿轮传动系统实现两个输出转动的传动方案。运用点的复合运动和刚体空间运动的有限位移定理对行星轮传动系统进行了运动学分析,并进一步探讨了搅拌螺杆的工作机理与设计原则。本文对装袋机的压实机构、工位转换机构、护袋机构进行建模、运动仿真和测试,分析现有装袋机的运动缺陷,应用序列二次规划优化算法(SQP)将机构尺寸进行优化,大幅度降低了机构运动的速度和加速度。本文对装袋机的整机优化进行了建模与评价,反求了原装袋机的机构协调运动设计原则,做出了整机新的机构运动循环图,为装袋机的机电一体化改进设计与调试提供了理论依据。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题的研究背景
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 食用菌培养基生产线的国内外研究现状
• 1.3.2 食用菌培养基搅拌机的国内外研究现状
• 1.3.3 食用菌培养基装袋机的国内外研究现状
• 1.4 课题主要研究方法
• 1.5 课题的主要内容
• 1.6 课题的创新点
• 第二章 桑枝食用菌培养基生产线方案的模糊评价及设计
• 2.1 模糊评价方法
• 2.1.1 模糊评价因素集及评价矩阵
• 2.1.2 评价方法的客观公正性
• 2.2 应用模糊评价法对桑枝食用菌培养基生产线进行优化
• 2.2.1 设计方案
• 2.2.2 评价目标
• 2.2.3 方案选优
• 2.2.4 分析与结论
• 2.3 桑枝屑食用菌培养基生产线总体设计说明
• 2.3.1 桑枝屑食用菌培养基概述
• 2.3.1.1 培养基原料的组成
• 2.3.1.2 产品质量要求
• 2.3.1.3 生产线的基本要求
• 2.3.2 桑枝屑食用菌培养基生产工艺
• 2.3.2.1 生产工艺及流程
• 2.3.2.2 生产工艺要求
• 2.3.3 桑枝屑食用菌培养基各工段任务要求
• 2.3.4 桑枝屑食用菌培养基生产前准备工作
• 2.3.5 桑枝屑食用菌培养基主要生产设备
• 2.3.5.1 主要生产设备名称、数量、型号规格及生产要求
• 2.3.5.2 生产线主要设备运行时间安排
• 2.3.5.3 三台搅拌机每天第一缸的工作时间分配
• 2.4 本章小节
• 第三章 基于物料混合实验的生产线工艺的确定与搅拌设备选型
• 3.1 桑枝食用菌培养基物料搅拌混合实验
• 3.1.1 桑枝食用菌培养基搅拌工艺实验及进料流程分析
• 3.1.1.1 实验目的和指标
• 3.1.1.2 搅拌工艺实验样本组成分析
• 3.1.1.3 实验结果与数据
• 3.1.1.4 桑枝食用菌培养基搅拌工艺实验及进料流程的结论
• 3.1.2 桑枝食用菌培养基搅拌方式实验及设备选型
• 3.1.2.1 实验目的和指标
• 3.1.2.2 实验方案
• 3.1.2.3 实验设备
• 3.1.2.4 实验结果与分析
• 3.1.2.5 桑枝食用菌培养基搅拌方式实验及设备选型结论
• 3.1.3 桑枝食用菌培养基物料搅拌混合实验总结论
• 3.2 桑枝食用菌培养基专用搅拌机的传动方案的设计
• 3.2.1 搅拌机传动方案
• 3.2.2 传动机构的传动比计算
• 3.2.3 刚体运动分析法求解传动系统输出构件绝对运动状况
• 3.2.3.1 行星轮的复合运动
• 3.2.3.2 行星轮的瞬时轴确定
• 3.2.3.3 系统输出构件任意点的运动速度确定
• 3.3 本章小节
• 第四章 桑枝食用菌培养基装袋机的局部优化
• 4.1 机械优化设计步骤及基本要素
• 4.2 机械系统动力学软件ADAMS 介绍
• 4.3 用户界面模块ADAMS/VIEW 介绍
• 4.4 桑枝食用菌培养基装袋机概述
• 4.5 装袋机压实机构的优化
• 4.5.1 装袋机压实机构原理
• 4.5.2 应用ADAMS/VIEW 软件对压实机构的建模及运动仿真
• 4.5.3 压实机构优化建模算法及结果
• 4.5.4 应用ADAMS/VIEW 软件对优化后的压实机构的运动仿真
• 4.5.5 压实机构优化前后的运动分析
• 4.6 装袋机工位转换机构的优化
• 4.6.1 装袋机工位转换机构原理
• 4.6.2 应用ADAMS/VIEW 软件对工位转换机构的建模及运动仿真
• 4.6.3 工位转换机构优化的建模算法及结果
• 4.6.4 应用ADAMS/VIEW 软件对优化后的工位转换机构的运动仿真
• 4.6.5 工位转换机构优化前后的运动分析
• 4.7 装袋机护袋机构的优化
• 4.7.1 装袋机护袋机构原理
• 4.7.2 应用ADAMS/VIEW 软件对护袋机构的建模及运动仿真
• 4.7.3 护袋机构初步优化的建模算法及结果
• 4.7.4 在应用ADAMS/VIEW 软件对护袋机构的初步优化
• 4.7.5 应用ADAMS/VIEW 软件对护袋机构的进一步优化
• 4.7.6 护袋机构进一步优化后的运动仿真及分析
• 4.8 本章小节
• 第五章 装袋机整机运动循环的设计及分析
• 5.1 机械设备工作循环周期中的三层次关系
• 5.1.1 运动周期
• 5.1.2 协调周期
• 5.1.3 工作综合周期
• 5.2 装袋机三个机构的协调周期和运动循环图
• 5.3 机构运动方案的模糊评价
• 5.3.1 机构运动方案评价
• 5.3.2 机构运动方案的模糊评价
• 5.3.3 机构运动方案模糊评价的结论
• 5.4 优化后的装袋机三个机构的协调周期和运动循环图
• 5.5 本章小节
• 第六章 结论与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 详细摘要