【摘要】：香菇產量在我國食用菌生產總量中位居第一,菌棒栽培作為香菇生產培育主要方式之一,其栽培成功有效性對我國食用菌產業(yè)發(fā)展與菌類銷售經濟效益的提高具有重要意義。其中,將保水膜及菌袋按先后順序套于香菇菌棒自動裝料機出料筒是香菇菌棒生產過程的重要環(huán)節(jié)。傳統套袋方式為人工套袋,套袋工作勞動強度大,且存在較大安全隱患。隨人口老齡化的不斷加重和農業(yè)勞動力短缺問題與日俱增,用工成本不斷攀升,迫切需要實現香菇菌棒套袋過程的自動化。因此,研究香菇菌棒自動套袋裝備具有重要科研價值和現實意義。本文以菌棒制作所用到的保水膜和菌袋為研究對象,為實現香菇菌棒雙層袋栽培模式的自動套袋,主要進行了以下4個方面的研究(1)保水膜及菌袋物理特性研究。該研究旨在為香菇菌棒自動套袋裝置方案選擇及設計提供理論依據。通過現場調研測量保水膜及菌袋尺寸參數并分析其結構差異。利用萬能試驗機、真空壓力傳感器等設備,研究不同直徑真空吸盤對保水膜及菌袋的氣吸特性,得出直徑為10 mm真空吸盤對保水膜及菌袋氣吸效果最好。按照GBT1040.3-2006塑料拉伸性能測定標準對保水膜及菌袋拉伸特性進行試驗,得到其應力-應變曲線,為設計提供依據。(2)香菇菌棒自動套袋裝置總體方案確定。分析人工套袋工藝,提出香菇菌棒自動套袋裝置功能、性能要求。結合人工套袋工藝確定香菇菌棒自動套袋裝置需完成取袋、開口、撐圓、套袋四個工作流程,根據功能、性能要求對各工作流程方案進行選擇。取袋方案的傳動方案選擇同步帶傳動及繩輪傳動,選擇氣吸式取袋方案和移動袋盒的換袋方案;開口及撐圓方案選擇分段式開口撐圓方案;套袋方案選擇氣動方案進行傳動。(3)關鍵部件研究與控制系統設計。對撐圓機構的撐圓導形結構進行設計與研究,根據保水膜和菌袋以及出料筒尺寸結構確定撐圓導形結構基本尺寸參數。結合保水膜及菌袋應力-應變曲線計算撐圓導形結構受力情況,通過靜力學分析驗證撐圓過程保水膜、菌袋以及撐圓導形結構不會產生破損或斷裂。進行多元線性回歸正交試驗,確定撐圓導形結構表面凹槽間距為0.3 mm,凹槽深度為1.84 mm時,套袋過程袋子不會滑落。根據自動套袋工作流程對步進電機、傳感器、控制器等的選型,最終完成對控制系統硬件結構和控制流程圖的設計。(4)樣機試制與試驗。為驗證套袋效果試制了試驗樣機。通過多因素正交試驗對開口機構參數進行優(yōu)化,最優(yōu)組合為:吸盤排數為3排,吸盤行數為3行,氣缸速度為0.3m/s,吸盤安裝位置為距菌袋邊緣10 mm。進行整機驗證試驗,驗證結果表明:保水膜及菌袋取袋成功率分別為94%和100%,開口成功率為94%和100%,撐圓套袋成功率為100%和92%。整機套袋成功率92%,每20 s可依次完成對一個保水膜和一個菌袋的套袋。
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TS206.5;TS219

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