Optimización del diseño de la estructura de ranura de la olla de la máquina de desenzimación y cardado de té
Autores: Bi, Haijun; Jia, Pengcheng; Qin, Kuan; Yu, Lei; Cao, Chengmao; Bai, Yuxuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Optimización del diseño de la estructura de ranura de la olla de la máquina de desenzimación y cardado de té
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Problemas
Desenzimación del té
Máquinas cardadoras
Eficiencia
Modelo de simulación
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Los problemas de la forma desigual de la tira y la baja eficiencia de las máquinas de desenzimado y cardado de té en el proceso de trabajo fueron abordados mediante el análisis de la trayectoria de las partículas de té y el establecimiento de un modelo de fuerza de las partículas de té en la ranura de la olla. Se dibujó el modelo geométrico tridimensional de la máquina de desenzimado y cardado de té utilizando el software UG, y se estableció el modelo de simulación de las partículas de té utilizando el software EDEM. La eficiencia de trabajo de la máquina de desenzimado y cardado de té se mejoró, y la tasa de té roto se redujo utilizando el software EDEM para simular el movimiento de las partículas de té en la ranura de la olla bajo diferentes alturas de la barra convexa, ángulo de inclinación de la ranura de la olla y número de ranuras. Se obtuvo la curva de velocidad promedio y fuerza de interacción de las partículas de té. La influencia del número de ranuras, el ángulo de inclinación de la ranura y la altura de la barra convexa en el efecto de convertir el té en tiras se verificó utilizando un diseño de esquema basado en la prueba de rotación combinada ortogonal de regresión cuadrática, y se llevó a cabo una investigación experimental basada en tres factores y tres niveles. Se utilizó el software Design-Expert 11 (Stat-Ease, Minneapolis, MN, USA) para optimizar la superficie de respuesta y analizar el modelo de regresión de los datos de prueba relevantes. La máquina de desenzimado de té 6CSL-800 (Anji Yuanfeng Tea Machinery Co., Ltd., Huzhou, China) y la máquina de cardado (Anji Yuanfeng Tea Machinery Co., Ltd., Huzhou, China) se utilizaron como prototipo de prueba de verificación, se realizaron seis conjuntos de pruebas de verificación, y los resultados de las pruebas mostraron que se obtuvo el valor máximo del índice de tasa de tira y el valor mínimo del índice de tasa de té roto. El orden de los indicadores que afectan la tasa de tira y la tasa de té roto de la máquina de desenzimado y cardado de alto a bajo es el siguiente: la altura de la barra convexa, el ángulo de inclinación del cuerpo de la ranura y el número de cuerpos de ranura. Cuando la altura de la barra convexa era de 10 mm, el ángulo de inclinación de la ranura era de 90 grados, el número de ranuras era de 12, la tasa de tira fue del 89.45% y la tasa de té roto fue del 1.63%. Los resultados de predicción del modelo de regresión de la tasa de tira y la tasa de té roto de la máquina de desenzimado y cardado de té se verificaron mediante la realización de seis conjuntos de pruebas de control con la máquina de desenzimado y cardado de té 6CSL-800 como prototipo de prueba de validación. Los valores reales de la tasa de tira obtenidos de los seis conjuntos de pruebas de control fueron del 88.19%, 90.37% y 87.33% (grupo 1, 2, 3), y los valores reales de la tasa de té roto fueron del 1.66%, 1.69% y 1.61% (grupo 4, 5, 6), con valores promedio del 88.63% y 1.65%. La prueba de control fue básicamente consistente con los resultados de la optimización de parámetros. El té procesado tiene una buena calidad, lo que puede proporcionar una referencia teórica para la optimización y diseño de máquinas de desenzimado y cardado de té y máquinas de té similares en el futuro.
Descripción
Los problemas de la forma desigual de la tira y la baja eficiencia de las máquinas de desenzimado y cardado de té en el proceso de trabajo fueron abordados mediante el análisis de la trayectoria de las partículas de té y el establecimiento de un modelo de fuerza de las partículas de té en la ranura de la olla. Se dibujó el modelo geométrico tridimensional de la máquina de desenzimado y cardado de té utilizando el software UG, y se estableció el modelo de simulación de las partículas de té utilizando el software EDEM. La eficiencia de trabajo de la máquina de desenzimado y cardado de té se mejoró, y la tasa de té roto se redujo utilizando el software EDEM para simular el movimiento de las partículas de té en la ranura de la olla bajo diferentes alturas de la barra convexa, ángulo de inclinación de la ranura de la olla y número de ranuras. Se obtuvo la curva de velocidad promedio y fuerza de interacción de las partículas de té. La influencia del número de ranuras, el ángulo de inclinación de la ranura y la altura de la barra convexa en el efecto de convertir el té en tiras se verificó utilizando un diseño de esquema basado en la prueba de rotación combinada ortogonal de regresión cuadrática, y se llevó a cabo una investigación experimental basada en tres factores y tres niveles. Se utilizó el software Design-Expert 11 (Stat-Ease, Minneapolis, MN, USA) para optimizar la superficie de respuesta y analizar el modelo de regresión de los datos de prueba relevantes. La máquina de desenzimado de té 6CSL-800 (Anji Yuanfeng Tea Machinery Co., Ltd., Huzhou, China) y la máquina de cardado (Anji Yuanfeng Tea Machinery Co., Ltd., Huzhou, China) se utilizaron como prototipo de prueba de verificación, se realizaron seis conjuntos de pruebas de verificación, y los resultados de las pruebas mostraron que se obtuvo el valor máximo del índice de tasa de tira y el valor mínimo del índice de tasa de té roto. El orden de los indicadores que afectan la tasa de tira y la tasa de té roto de la máquina de desenzimado y cardado de alto a bajo es el siguiente: la altura de la barra convexa, el ángulo de inclinación del cuerpo de la ranura y el número de cuerpos de ranura. Cuando la altura de la barra convexa era de 10 mm, el ángulo de inclinación de la ranura era de 90 grados, el número de ranuras era de 12, la tasa de tira fue del 89.45% y la tasa de té roto fue del 1.63%. Los resultados de predicción del modelo de regresión de la tasa de tira y la tasa de té roto de la máquina de desenzimado y cardado de té se verificaron mediante la realización de seis conjuntos de pruebas de control con la máquina de desenzimado y cardado de té 6CSL-800 como prototipo de prueba de validación. Los valores reales de la tasa de tira obtenidos de los seis conjuntos de pruebas de control fueron del 88.19%, 90.37% y 87.33% (grupo 1, 2, 3), y los valores reales de la tasa de té roto fueron del 1.66%, 1.69% y 1.61% (grupo 4, 5, 6), con valores promedio del 88.63% y 1.65%. La prueba de control fue básicamente consistente con los resultados de la optimización de parámetros. El té procesado tiene una buena calidad, lo que puede proporcionar una referencia teórica para la optimización y diseño de máquinas de desenzimado y cardado de té y máquinas de té similares en el futuro.