本文關(guān)鍵詞：蠅蛆處理畜禽糞便中蛆料分離多維振動篩的設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國是全球最大的養(yǎng)豬國,全球一半的存欄豬在中國飼養(yǎng),隨著養(yǎng)豬及其他畜禽飼養(yǎng)產(chǎn)業(yè)的興起,規(guī)模化飼養(yǎng)場越來越多也越來越大,隨之而來的是大量畜禽糞便,尤其是固體糞便造成了我國環(huán)境的巨大污染。我國大部分畜禽飼養(yǎng)的糞便都是沒有經(jīng)過任何處置而直接排放,不但會引起環(huán)境嚴重的污染,而且也是對資源極大的浪費。利用處理后的畜禽糞便飼養(yǎng)蠅蛆已經(jīng)成為當代飼養(yǎng)行業(yè)的熱點,它一方面可以消耗掉大量畜禽糞便,緩解畜禽糞便肆意排放對環(huán)境的巨大破壞,另一方面可以作為我國各種集約型飼養(yǎng)行業(yè)的蛋白質(zhì)飼料。但是,利用處理后的畜禽固體糞便來進行蠅蛆飼養(yǎng)的技術(shù)剛剛起步,與發(fā)達國家差距較大,目前蠅蛆飼養(yǎng)規(guī)模小、技術(shù)簡單、加工深度低、蛆料分離技術(shù)落后。其中蠅蛆飼養(yǎng)尚未形成規(guī)模化產(chǎn)業(yè)鏈的一個非常重要的原因是蛆料自動分離裝備機械化、自動化程度低,分離系統(tǒng)可控性差,無法實現(xiàn)規(guī)模化、工廠化分離生產(chǎn),大大限制了我國蠅蛆飼養(yǎng)工業(yè)的發(fā)展水平�；谏鲜鲈虮菊n題的提出了一種基于并聯(lián)機構(gòu)的應(yīng)用于蠅蛆處理畜禽糞便行業(yè)中蛆料分離多維振動篩的思想,該振動篩能夠大大提高篩分效率,實現(xiàn)蛆料分離的機械化、自動化、可控化,本文擬對培養(yǎng)料顆粒DEM的分析、樣機結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)選、運動學分析及仿真、透篩率影響因素分析、試驗等問題展開系列研究。本文的研究內(nèi)容主要包括:首先,基于DEM對培養(yǎng)料顆粒的運動理論進行研究。創(chuàng)建傳統(tǒng)往復(fù)振動篩的模型,對單顆培養(yǎng)料顆粒進行受力分析;對單顆培養(yǎng)料顆粒透篩概率進行分析;創(chuàng)建培養(yǎng)料顆粒和篩網(wǎng)的幾何模型;基于DEM確定培養(yǎng)料顆粒碰撞模型,計算接觸力、彈性系數(shù)、阻尼系數(shù)等參數(shù);分析培養(yǎng)料顆粒DEM的求解流程。其次,對蛆料分離多維振動篩主體并聯(lián)機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)選。提出了3T、2T1R、1T2R和3R四種運動形式的并聯(lián)機構(gòu),應(yīng)用楊廷力老師的機器人拓撲結(jié)構(gòu)理論對四種并聯(lián)機構(gòu)進行詳細的結(jié)構(gòu)分析,并在其基礎(chǔ)上優(yōu)選出一種適用于蛆料分離多維振動篩的機型。然后,對蛆料分離多維振動篩主體并聯(lián)機構(gòu)進行運動學分析及仿真。在所優(yōu)選出的蛆料分離多維振動篩主體并聯(lián)機構(gòu)的基礎(chǔ)上,建立數(shù)學模型,運用數(shù)學方法結(jié)合高等機構(gòu)學的理論知識進行位置計算,得出其位置的正反解,根據(jù)位置正解方程在MATLAB中編程,得到動平臺的理論運動曲線,然后在Pro/E三維建模軟件中創(chuàng)建該機構(gòu)的三維模型,通過Mech/Pro添加完運動副后,導(dǎo)入ADAMS軟件中,給定驅(qū)動副運動規(guī)律,得到動平臺的仿真運動曲線,比較動平臺的理論運動曲線和仿真運動曲線,驗證位置正解的正確性;對該機構(gòu)進行速度分析和加速度分析,在ADAMS中給定每個驅(qū)動副相同的運動規(guī)律后,得到動平臺的速度和加速度曲線;根據(jù)正反雅克比矩陣,分析該機構(gòu)的解耦性;應(yīng)用雅克比代數(shù)法分析該機構(gòu)的奇異位形。接下來,對蛆料分離多維振動篩透篩率影響因素進行分析。在所優(yōu)選出的蛆料分離多維振動篩主體并聯(lián)機構(gòu)的基礎(chǔ)上,在Pro/E三維建模軟件中創(chuàng)建蛆料顆粒和幾何體的三維模型,導(dǎo)入EDEM顆粒仿真軟件中,給定篩框不同的運動形式,探究振幅、頻率對培養(yǎng)料顆粒透篩率高低的影響,以及探究自由度數(shù)對培養(yǎng)料顆粒透篩率高低的影響。最后,對蛆料分離多維振動原理樣機進行試驗探究。設(shè)計加工蛆料分離多維振動篩的原理樣機,選取適合的試驗儀器,設(shè)計好相應(yīng)的試驗原理及步驟,對原理樣機進行位姿試驗和自由度數(shù)對篩分性能影響試驗,得出相關(guān)數(shù)據(jù),并與理論分析相比較。
【關(guān)鍵詞】：多維振動篩 蛆料分離 并聯(lián)機構(gòu) DEM 拓撲結(jié)構(gòu) 運動學 仿真 試驗
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S817;S899
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 研究的背景及意義12-13
• 1.2 蠅蛆分離技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 人工分離法現(xiàn)狀14
• 1.2.2 蠅蛆自然分離法現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 類機械法及機械式分離法現(xiàn)狀15-16
• 1.3 DEM國內(nèi)外的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀16-18
• 1.4 多維振動篩的研究現(xiàn)狀18-21
• 1.5 存在的主要問題21-22
• 1.6 本課題主要研究內(nèi)容22-23
• 第二章 基于DEM的培養(yǎng)料顆粒運動理論研究23-35
• 2.1 傳統(tǒng)往復(fù)式振動篩上單顆培養(yǎng)料顆粒運動分析23-25
• 2.2 單顆培養(yǎng)料顆粒透篩概率分析25-27
• 2.3 基于DEM培養(yǎng)料與篩網(wǎng)模型的建立27-28
• 2.4 基于DEM的顆粒動力學模型28-33
• 2.4.1 顆粒間受力分析28
• 2.4.2 顆粒間碰撞模型28-29
• 2.4.3 軟球模型運動學方程的建立29-30
• 2.4.4 軟球模型接觸力的計算30-32
• 2.4.5 軟球模型彈性系數(shù)的計算32-33
• 2.4.6 軟球模型阻尼系數(shù)的計算33
• 2.5 顆粒DEM求解過程分析33-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第三章 蛆料分離多維振動篩主體并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)選35-52
• 3.1 并聯(lián)機構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)理論35-38
• 3.1.1 并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)組成35-36
• 3.1.2 并聯(lián)結(jié)構(gòu)位姿特征方程36
• 3.1.3 并聯(lián)機構(gòu)自由度的計算和驅(qū)動副的判斷36-37
• 3.1.4 基于單開鏈單元的機構(gòu)組成原理37-38
• 3.2 3T并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)特性分析38-41
• 3.2.1 3T并聯(lián)機構(gòu)的組成38-39
• 3.2.2 3T并聯(lián)機構(gòu)動平臺位姿特征的分析39
• 3.2.3 3T并聯(lián)機構(gòu)自由度的計算和驅(qū)動副的判斷39-40
• 3.2.4 3T并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性分析40-41
• 3.3 2T1R并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)特性分析41-44
• 3.3.1 2T1R并聯(lián)機構(gòu)的組成41
• 3.3.2 2T1R并聯(lián)機構(gòu)動平臺位姿特征的分析41-42
• 3.3.3 2T1R并聯(lián)機構(gòu)自由度的計算和驅(qū)動副的判斷42-43
• 3.3.4 2T1R并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性分析43-44
• 3.4 1T2R并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)特性分析44-47
• 3.4.1 1T2R并聯(lián)機構(gòu)的組成44
• 3.4.2 1T2R并聯(lián)機構(gòu)動平臺位姿特征的分析44-45
• 3.4.3 1T2R并聯(lián)機構(gòu)自由度的計算和驅(qū)動副的判斷45-46
• 3.4.4 1T2R并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性分析46-47
• 3.5 3R并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)特性分析47-49
• 3.5.1 3R并聯(lián)機構(gòu)的組成47
• 3.5.2 3R并聯(lián)機構(gòu)動平臺位姿特征的分析47-48
• 3.5.3 3R并聯(lián)機構(gòu)自由度的計算和驅(qū)動副的判斷48-49
• 3.5.4 3R并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性分析49
• 3.6 蛆料分離多維運動振動篩機型優(yōu)選49-51
• 3.6.1 蛆料分離多維振動篩主體并聯(lián)機構(gòu)的優(yōu)選準則49-50
• 3.6.2 蛆料分離多維振動篩并聯(lián)機構(gòu)機型的比較與選取50-51
• 3.7 本章小結(jié)51-52
• 第四章 蛆料分離多維振動篩主體并聯(lián)機構(gòu)運動學分析及仿真52-67
• 4.1 機構(gòu)位形分析52-58
• 4.1.1 機構(gòu)位形數(shù)學模型52-57
• 4.1.2 位置逆解57
• 4.1.3 位置正解57-58
• 4.2 位置正解仿真驗證58-60
• 4.2.1 理論運動曲線58-59
• 4.2.2 仿真運動曲線59-60
• 4.3 速度分析60-61
• 4.4 加速度分析61-62
• 4.5 速度、加速度的模擬仿真62-64
• 4.6 解耦性分析64
• 4.7 奇異位形分析64-66
• 4.7.1 奇異位形的概念64
• 4.7.2 奇異位形分析的方法64-65
• 4.7.3 基于雅克比代數(shù)法的奇異位形分析65-66
• 4.8 本章小結(jié)66-67
• 第五章 蛆料分離多維振動篩透篩率影響因素分析67-86
• 5.1 EDEM軟件概述67-68
• 5.2 蛆料顆粒和篩網(wǎng)仿真模型的建立68-70
• 5.2.1 全局系數(shù)的設(shè)定68-69
• 5.2.2 蛆料顆粒模型的建立69
• 5.2.3 幾何體模型的建立69-70
• 5.2.4 顆粒工廠的創(chuàng)建70
• 5.3 振幅對篩分性能的影響70-75
• 5.3.1 沿z軸往復(fù)平移振動70-72
• 5.3.2 繞x軸往復(fù)擺動振動72-73
• 5.3.3 繞y軸往復(fù)擺動振動73-75
• 5.4 振動頻率對篩分性能的影響75-79
• 5.4.1 沿z軸往復(fù)平移振動75-76
• 5.4.2 繞x軸往復(fù)轉(zhuǎn)動振動76-78
• 5.4.3 繞y軸往復(fù)轉(zhuǎn)動振動78-79
• 5.5 培養(yǎng)料顆粒透篩率高低原因分析79-84
• 5.5.1 沿z軸往復(fù)平移振動透篩率高低原因分析80-81
• 5.5.2 繞x軸往復(fù)轉(zhuǎn)動振動透篩率高低原因分析81-83
• 5.5.3 繞y軸往復(fù)轉(zhuǎn)動振動透篩率高低原因分析83-84
• 5.6 自由度數(shù)對篩分性能的影響84-85
• 5.7 本章小結(jié)85-86
• 第六章 蛆料分離多維振動篩原理樣機及試驗探究86-100
• 6.1 蛆料分離多維振動篩原理樣機86-88
• 6.2 位姿試驗88-97
• 6.2.1 試驗原理88-89
• 6.2.2 試驗儀器選擇89
• 6.2.3 試驗步驟89-90
• 6.2.4 控制 μ、θ 不變時動平臺的輸出90-92
• 6.2.5 控制 μ、φ 不變時動平臺的輸出92-94
• 6.2.6 控制 θ、φ 不變時動平臺的輸出94-97
• 6.2.7 位姿誤差原因分析97
• 6.3 自由度數(shù)對篩分性能影響試驗97-99
• 6.3.1 試驗儀器及試驗條件97-98
• 6.3.2 試驗結(jié)果與分析98-99
• 6.4 本章小結(jié)99-100
• 總結(jié)與展望100-102
• 參考文獻102-107
• 致謝107-108
• 攻讀碩士學位期間所取得的成果108-110
• 附錄110-111

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