球形固态发酵罐的结构与热-固耦合分析

鉴于浓香型白酒"脱窖入罐"的发酵新工艺,研制的球形回转式固态发酵罐可满足该工艺要求。该发酵罐通过向罐体内部通入功能菌液代替窖泥提供菌种,罐体低速正反转带动罐体内部菌液作定向流动,加速热量和营养物质在酒糟中的传递。检测控制系统实时检测并控制罐内的温度、湿度、二氧化碳浓度、氧气浓度等各项发酵参数,使罐内酒糟达到微生物生长的最适环境。为保证发酵的一致性,罐体填料前需要高温蒸汽灭菌,故需对罐体在温度及一定温度压力共同作用下的应力状态进行分析,因此利用Solid Works建立发酵罐三维模型,并将其导入ANSYS-Workbench中进行热-固耦合应力分析,确定出罐体在多场耦合作用下的应力分布及危险部位,分析结果为结构的进一步优化提供依据。     

曲房加湿的数值模拟及试验

传统曲房通过人工开关门窗和向曲房内撒水的方法来调节曲房内相对湿度,受自然环境的影响,很难保证不同位置大曲质量等级一致。需要掌握曲房内加湿装置对曲块发酵过程中湿度调控的变化规律,实现曲房内相对湿度的实时调控。基于曲房三维紊流模型,以曲房加湿过程中的相对湿度为研究对象,结合多孔介质模型及组分传输模型,运用Fluent软件对曲房加湿过程进行数值模拟,同时结合现有曲房加湿试验平台对曲房模拟模型进行验证。加湿过程中相对湿度模拟值和试验值最大偏差为1.1%,加湿时间仅相差6.5 s,验证曲房加湿模型的有效性。通过试验研究加湿管道直径、开孔数和开孔尺寸对曲房加湿效果的影响,使用单因素和正交试验法筛选出加湿装置参数的最优组合。结果表明：当管道直径为80 mm、开孔数为6、开孔直径为30 mm,曲房加湿效果最好,与优化前的加湿装置相比,优化控制参数后的加湿装置的加湿时间缩短了6.6%,为后续曲房湿度控制研究提供了模型参考和理论数据支撑。     

大曲发酵过程中曲房环境温度的数值分析

为实现大曲培曲的智能化,需建立一套完整的大曲曲房环境参数模型,解析大曲发酵过程中曲房环境温度分布及其变化规律。通过对实测温度数据的分析,大曲发酵经过了上缓、中挺、后缓落三个阶段,其中上缓期和中挺期对大曲发酵质量的影响更大。对上缓期和中挺期的曲房环境温度进行模拟仿真,并与实测的曲房温度数据进行对比分析,对仿真模型进行了进一步的优化：上缓期与中挺期的稻草导热系数分别为0.001 2～0.001 6 J/（m·s·K）与0.001 8 J/（m·s·K）。保证了仿真模型具有足够的精度,为曲房环境参数的智能化控制策略提供了理论依据。     

基于模糊综合评判的机床设备选型研究

针对影响CAPP系统机床设备选型的多因素及其模糊性,提出在层次分析法的基础上采用模糊综合评判,构建系统机床设备选型的模糊评判模型。通过对影响机床选型因素的综合分析,建立各因素之间的模糊关系,较好地解决了多因素的量化问题,确保了机床设备选型结果的唯一性。通过在原型系统上运行,采用该方法能较好解决机床设备选型问题,保证了CAPP系统运行的可靠性与实用性。     

基于Pro／TOOLKIT的泵用机械密封结构参数化设计

泵用机械密封型号规格繁多,但具有较好的成组性。提出利用Pro／Toolkit的接口函数及开发功能,利用VS2005平台开发交互窗口,应用ADO技术访问相关数据库,通过Pro／TOOLKIT进行参数检索、修改、再生,实现对设计数据的理论计算与数据访问,完成泵用机械密封结构的参数化设计。     

基于刚柔耦合制曲车间曲块搬运机器人定位精度的研究

针对制曲车间曲块搬运机器人对搬运精度有一定要求,所以对机器人定位精度进行研究。对初步设计的机器人进行刚柔耦合分析,得到的工作误差已经超过了用曲架孔轴配合的最小间隙确定的机械人定位精度的误差范围,通过运用对机器人关键构件进行结构优化的方法来提高定位精度。再对机器人进行刚柔耦合分析,并进行改进前后的刚柔耦合结果对比:改进前,曲架抓取定位误差为0.4 mm,曲架放置定位误差为1.1 mm;改进后,曲架抓取定位误差为0.35 mm,放置定位误差为0.70 mm。结果表明:改进后的机器人末端定位精度有明显的提高,该优化方法有效。     

龙门加工中心丝杠组件热态性能与温度场实验研究

龙门加工中心丝杠热变形是影响机床加工精度的重要因素。为减小丝杠热变形对机床加工精度的影响,以丝杠的实际工况为基础,建立了丝杠温度场及热-结构耦合分析模型,运用有限元分析法获得了丝杠表面的温度场分布及丝杠重力和进给方向的热变形规律。运用M7500红外摄像仪进行了丝杠温度场实验,验证了一定时间段内温度场分析的准确性,并结合实验对仿真参数进行修正,提高了温度场仿真分析的准确性,为丝杠进给过程中控制系统的热误差补偿和整机润滑散热系统的结构改进提供了理论依据。     

多工位柔性压曲机锤头设计与压曲过程仿真分析

针对目前我国白酒酒厂制曲设备结构单一及力度可控性差,压制成型的曲块整体松紧程度不一致,提浆以及酒品不能达到人工踩曲效果的问题,设计了一种多工位柔性压曲机,通过柔性锤头的锤打,能较好地模拟人工踩曲,可压制出内外松紧适中和提浆效果好的曲块。依据曲块的外形及工艺参数确定锤头尺寸和弹性元件的型号规格,分析制曲工况确定锤头的结构。通过对压缩曲料的过程分析建立曲料的仿真模型,通过ADMAS分析模拟锤头的运动情况。结果表明:锤头添加弹性元件后可以为其推杆提供一个柔性的缓冲空间,同时也使得压曲过程变得更加柔性。     

数控机床热误差补偿模型的应用

为提高机床加工精度,研究并选择最佳模型对立式加工中心主轴热误差进行补偿。以KVC650E立式加工中心为实验对象,根据秋季数据对主轴热误差建立了多元线性回归、神经网络和支持向量机模型;将同一台机床和另一台同类型机床所测得的冬季数据分别代入3种模型计算各模型补偿精度;根据3种模型的精度变化规律比较三者的精确性、鲁棒性和通用性。实验结果表明:3种模型都有各自的优势,但支持向量机模型能在不同的环境温度和机床条件下保证较高的精度,综合性能最好。     

回转式多工位压曲机设计参数的研究

针对目前中国浓香型白酒厂制曲设备遇到的问题,研制具有间歇式回转运动、多工位等功能的压曲机,主要包含上料、预压、两次捶打、成型和下料等工位。可实现对曲料的多点多次踩压。通过曲块压制试验获得曲块成型的基本力学关系,根据得到的关系进行压曲机的参数设计,并将设计好的参数用于模拟压曲试验,将模拟压制的曲块与现有压曲机制得的曲块在曲块密度、水分均匀性、表面提浆效果等方面进行比较,均有较好表现,验证了压曲机参数设计的合理性。