發(fā)布時(shí)間：2020-10-11 01:26

　　 針對(duì)病死動(dòng)物尸體無(wú)害化處理時(shí)由于將切割和攪拌分開(kāi)處理而容易造成二次污染的問(wèn)題,本文結(jié)合撕碎機(jī)和飼料攪拌機(jī)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種可同時(shí)完成切割和攪拌功能的刀尺,并用于病死動(dòng)物尸體的無(wú)害化處理過(guò)程。通過(guò)對(duì)切割原理分析,將刀刃采用圓弧形設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)“滑切”效果;設(shè)備采用導(dǎo)熱油間接加熱的方式,具有穩(wěn)定性高、傳熱性佳等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)性能試驗(yàn)表明,雖然刀尺基本能完成切割和攪拌的功能,滿足有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)(NY 525-2012)的要求,但無(wú)害化處理總耗時(shí)過(guò)長(zhǎng),降低處理效率。在高溫滅菌階段,由于原料升溫慢,造成發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)存在較長(zhǎng)時(shí)間的低中溫期,導(dǎo)致糞大腸菌群短期大量繁殖劇增,這也與設(shè)備的切割效率較低和混合速度慢有關(guān);通過(guò)測(cè)定進(jìn)、出口溫度以及升溫速率和溫度的波動(dòng)性等,發(fā)現(xiàn)原料升溫慢和溫度的不均勻現(xiàn)象也都與低切割攪拌能力有關(guān)。為進(jìn)一步提高無(wú)害化處理能力,實(shí)現(xiàn)高效低耗,針對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中設(shè)備存在的主要問(wèn)題進(jìn)行如下改進(jìn)。通過(guò)在攪拌軸上增加螺旋刀片,可同時(shí)提高對(duì)病死豬的切割和攪拌能力,其中,螺旋刀片的旋向與撥料板推送物料的方向相反;通過(guò)在刀身兩側(cè)設(shè)置弧形輔助刀片,可進(jìn)一步提高切割效率,弧形刀片的圓心與刀尺的轉(zhuǎn)動(dòng)中心重合;最后,將撥料板由“直立式”改為“傾斜式”,可增大撥料板與物料的接觸面積,以提高對(duì)物料的混合能力,同時(shí)也降低了刀尺受到的阻力。借助離散元軟件EDEM對(duì)改進(jìn)前后刀尺進(jìn)行切割模擬以及攪拌性能的參數(shù)優(yōu)化。通過(guò)對(duì)豬肉和豬骨進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定,得到原料的本征參數(shù)、接觸參數(shù)以及接觸模型參數(shù)。通過(guò)對(duì)病死豬的切割過(guò)程模擬得到,在有效作用時(shí)間內(nèi),改進(jìn)前后刀尺切斷的B-B鍵分別為15979個(gè)和23079個(gè),平均每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,改進(jìn)后的刀尺可多切斷3550個(gè),切割效率最高可提升0.44倍;通過(guò)選取撥料板的刀面角、軸面角以及排列方式為試驗(yàn)因素,原料混合度標(biāo)準(zhǔn)差變化百分比和攪拌軸受到的扭矩為試驗(yàn)指標(biāo),設(shè)計(jì)三因素三水平正交試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明三個(gè)因素中只有刀尺軸面角和刀面角對(duì)混合度有顯著性影響,其中,刀尺軸面角的顯著性要大于刀面角;3個(gè)因素對(duì)攪拌軸受到的扭矩都有顯著性影響,且刀尺排列方式的顯著性最大,刀面角的顯著性最小。為保證較好的攪拌效果和功耗,進(jìn)行折中處理,選取最佳因素水平組合為A_2B_2C_2;最后,通過(guò)進(jìn)一步對(duì)優(yōu)化后的設(shè)備進(jìn)行攪拌模擬得到,與改進(jìn)前模型相比,刀尺受到的扭矩降低了39%,混合能力提升了近似20%,證明方差分析得到的最優(yōu)參數(shù)組是合理的。另一方面,考慮到切肉和切骨對(duì)刀具的要求不同,本文設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)切割刀尺,可根據(jù)切割對(duì)象的類型自動(dòng)更換刀刃,提高切割效率,同時(shí),將刀尺的輔刀、刀刃、撥料板等易損位置拆分成活動(dòng)件,便于及時(shí)更換,提高使用壽命。最后,試驗(yàn)還表明設(shè)備存在一定振動(dòng),為此對(duì)機(jī)架進(jìn)行改進(jìn),并借助ANSYS對(duì)改進(jìn)前后的機(jī)架進(jìn)行模態(tài)分析。通過(guò)分析機(jī)架的前6階固有頻率和振型表明,改進(jìn)前機(jī)架的前3階固有頻率在18.19Hz到28.46Hz之間,與電機(jī)的激勵(lì)24Hz較為接近,容易產(chǎn)生共振;而后3階固有頻率在40Hz到47Hz之間,雖然偏離外部激勵(lì)頻率,但固有頻率過(guò)于集中,容易導(dǎo)致共振疊加。改進(jìn)后架前6階固有頻率在44.73HZ到143.63HZ之間,雖然與改進(jìn)前機(jī)架的振型相似,但改進(jìn)后機(jī)架前6階固有頻率明顯均偏離外接激勵(lì),避免產(chǎn)生共振,而且固有頻率間差值較大,減小共振疊加的可能。
【學(xué)位單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S851.23
【部分圖文】：

公司主要對(duì)屠宰后所剩的，所以，采用雙螺旋結(jié)構(gòu)尸體的無(wú)害化處理，使用害化處理設(shè)備采用生物發(fā)而相關(guān)的無(wú)害化處理設(shè)備攪功能，主要由于是由于理效率，采用由外部攪碎理，這樣很容易造成二次污改善提高。示。

16.斜齒輪式減速機(jī) 17.電機(jī) 18 傳動(dòng)室門 19.排氣罩圖 2-1 無(wú)害化設(shè)備總體結(jié)構(gòu)示意圖2.3.1 切割刀尺的設(shè)計(jì)如圖 2-2（a）所示，目前應(yīng)用較為廣泛的撕碎機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要采用單輥齒或雙滾齒結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式的撕碎機(jī)碎化程度高、耗時(shí)短，除被用于攪碎病死動(dòng)物尸體，還常用于攪碎木材、鋼材等眾多領(lǐng)域，但結(jié)合本無(wú)害化處理，要求刀尺在攪碎的基礎(chǔ)上，還要具有一定的攪拌能力，所以雖然這種結(jié)構(gòu)形式撕碎能力強(qiáng)，但并不適用于本次無(wú)害化處理。如圖 2-2(b)所示，目前攪拌性能優(yōu)良的一種物料混合機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)采用雙螺旋葉片的結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)層葉片和外層葉片的旋向相反，原料可在內(nèi)、外層葉片的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)螺旋循環(huán)流動(dòng)，在流動(dòng)過(guò)程中，原料被逐漸混合均勻。在原料的攪拌過(guò)程中，雖然內(nèi)、外層螺旋葉片可對(duì)部分大塊物料碎化，但是對(duì)養(yǎng)殖廠而言病死豬的體型往往較大，經(jīng)常包括一些體重在 300kg 以上的老母豬，若采用這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行無(wú)害化處理，在切割過(guò)程中葉片受到很大的阻力，容易造成葉片的斷裂，因此，這種結(jié)構(gòu)類型也不能滿足本次無(wú)害化處理。不過(guò)對(duì)于某些屠宰場(chǎng)、菜市場(chǎng)甚至飯店的廢棄物有機(jī)物而言，由于不需要進(jìn)行攪碎預(yù)處理，所以，可以考慮使用這種類型的結(jié)構(gòu)用于無(wú)害化處理。

b.物料混合機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 2-2 現(xiàn)階段的切割攪拌設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是通過(guò)輥齒的轉(zhuǎn)動(dòng)將病死豬尸體一點(diǎn)一點(diǎn)，在切割過(guò)程中，肉是被直接撕開(kāi)的，骨頭是被直混合性的特點(diǎn)，主要是在葉片的螺旋升角的作用下產(chǎn)生相互沖擊，并且具有反旋向的內(nèi)外層螺旋葉的混合；本設(shè)計(jì)將結(jié)合撕碎機(jī)和混合機(jī)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)的方式，攪拌方式采用在刀尺頂部焊接撥料板來(lái)模當(dāng)?shù)度写怪庇谌饷嫦蛳虑腥鈺r(shí)，會(huì)感覺(jué)切的很吃變得容易切了很多。對(duì)此現(xiàn)象，進(jìn)行如下分析：如B 時(shí)，刀刃上任一點(diǎn)受到的接觸力Fb與其瞬時(shí)速肉面切割到位置 C 時(shí)，刀刃上任一點(diǎn)受到的接觸力共線，此時(shí)，會(huì)明顯感覺(jué)到比第一種切割方式要程中，當(dāng)?shù)度惺艿降慕佑|力方向與其瞬時(shí)速度方
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2835839