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关于《大型气压全自动砻谷机的研制》申报教育部高等学校科学优秀成果奖的公示

来源:admin浏览量:发布时间:2015-07-02

一、项目名称
大型气压全自动砻谷机的研制
二、推荐单位
河南工业大学
三、项目简介
      目前,我国胶辊砻谷机普遍存在着稻谷脱壳工作稳定性差,脱壳时的脱壳率低,单机产量小,自动化水平低等问题,不能满足粮食加工产业规模化生产的需要。根据胶辊砻谷机的差速传动工作原理,国内外大多采用齿轮变速箱与双皮带相结合或单根皮带关联传动方式,存在结构复杂、噪声大、漏油,且难于保证稳定的工艺参数等问题。针对上述问题,在国家“十二五”科技支撑计划项目的资助下,经过大量科技人员的合作和多学科优势集成,以提高砻谷机的装备技术水平为主要目标,以砻谷机自动控制技术为重点,以新型双变频电机驱动装置为技术突破口,采用“砻谷机脱壳机理研究→工艺参数优化→新型驱动装置设计→自动控制系统开发→样机试制→推广应用”的技术路线,历时2年多的协同攻关,在砻谷机工艺参数优化、双电机驱动技术、全自动控制系统及样机试制等方面取得了重大突破和技术创新。研制出了大型气压全自动砻谷机,提高了产量和脱壳率,降低了糙米破碎率和能耗。
(一)主要技术内容
 1、研究砻谷机的脱壳机理,优化工艺参数
   (1)依据基础试验数据,对胶辊砻谷机进行工作参数与工艺效果评定指标之间的单因素分析;
   (2)多因素、单指标正交试验优化分析,并借助矩阵分析法解决了多指标情况下工作参数配置的优化选择问题;
   (3)建立了脱壳率、产量、糙碎率和胶耗等主要因素与工作参数之间的数学模型;
   (4)分析了满足脱壳率、产量、糙碎率和胶耗要求的最佳工作参数组合;
   (5)对模型进行了试验验证。经分析得到最佳工作参数:辊间压力5.5-7.0 kg/cm,快辊线速16-18.5 m/s,快慢辊线速差2.7-3.2 m/s。
2、研究新型的砻谷机双变频电机驱动技术
      针对目前砻谷机驱动装置存在的问题,本项目提出一种胶辊砻谷机的双变频电机驱动装置。在该装置中,两个胶辊各由一个直接连接在胶辊主轴上的变频电机提供动力,省去了中间的变速与传动装置。整体结构简单,降低了机器的振动与噪音,提高了传动效率,而且解决了齿轮变速箱漏油严重和噪音大的问题。
3、研究砻谷机自动控制技术
     运用现代设计方法、动态测试技术与自动控制技术等,设计开发胶辊砻谷机的双变频电机驱动与控制系统,实现对大型气压胶辊砻谷机运行状态的自动控制。控制系统主要包括自检模块、系统监控模块、运行参数控制模块、系统调试模块、系统信息模块等。实现了自动松、紧辊,自动流量控制,自动调节辊压,自动启闭料门,超负荷报警与自动松辊等功能。
4、研制大型气压全自动砻谷机
     针对目前我国胶辊砻谷机存在的主要问题,综合运用现代设计方法、优化方法、动态测试技术与自动控制技术等,研究开发大型气压全自动砻谷机。实现了处理量8~9吨/小时,脱壳率达92%,糙碎率降低2%,胶耗降低15%,能耗降低10%。
(二)授权的知识产权情况
获实用新型专利授权1项。获发明专利授权1项。
(三)推广应用及效益情况
本项目研究成果已在2家单位进行推广应用,累计获经济效益9058万元,目前仍呈上升趋势。培养了十多名硕士研究生,发表学术论文13篇。
四、主要完成单位及创新推广贡献
(一)河南工业大学
      全面组织项目的实施工作,组织本项目相关课题的立项和实施方案的编制,主持开展项目协调与组织管理工作,为各项研发任务顺利完成提供充足的人力、物力和财力保障。组织校内专家教授对本项目科技成果进行审查与评价,为本项目顺利通过河南省科技厅专家组鉴定打下了良好基础。为加快推广应用本项目的科技成果,积极联系湖北花中花农业股份有限公司、湖北禾丰粮油集团有限公司、河南山信米业有限公司、河南迪一米业有限公司等用户单位,为本项目科技成果的快速推广应用奠定了坚实的基础。
(二)吉祥坊wellbet网站备用|吉祥坊手机投注官方网|吉祥坊wellbet手机官方
      全面组织项目的实施工作,组织本项目相关课题的立项和实施方案的编制,主持开展项目协调与组织管理工作,为各项研发任务顺利完成提供充足的人力、物力和财力保障。2、为设备研制创造一切条件,完成样机试制,及设备中试,完成产品生产。3、为加快推广应用本项目的科技成果,积极联系湖北花中花农业股份有限公司、湖北禾丰粮油集团有限公司等用户单位,为本项目科技成果的快速推广应用奠定了坚实的基础。
五、推广应用情况
      目前,本项目所研制的大型气压全自动砻谷机及相关技术已经在吉祥坊wellbet网站备用|吉祥坊手机投注官方网|吉祥坊wellbet手机官方、湖北花中花农业股份有限公司、湖北禾丰粮油集团有限公司等得到成功应用,并达到了相应的使用要求。
      经过用户单位近2年多的实际使用表明,本项目研究成果大大提高了砻谷机的单机产量,提高了砻谷机的自动化水平,提高了脱壳率,降低了糙米破碎率,降低了胶耗和能耗。设备具有自动控制砻谷机的喂料、停机关料、快慢辊合拢和退开、无料自动分辊、有料自动合辊等功能, 还可实时显示砻谷机的工作状态(电机状态、胶辊状态及料门状态)、电流大小、气压大小、喂料振动频率、故障维护提示等功能, 克服了传统控制方法中电器多、器件不稳定、线路繁杂、连线不可靠、维修查找麻烦等缺点。经过用户单位的实际使用和严格考核,验证了本项目技术成果的可靠性。通过生产试验运行,已经证明:设备综合性能优良,运行稳定可靠,自动化程度高,生产处理量大,该项技术在国内处于领先水平。
      现今国内外还没有其他生产厂家具有相同技术,本项目的研究成果将为粮食机械行业增添一种新产品,为企业注入新活力,开辟新市场。本项目研究成果的推广应用,提升了我国粮食加工装备的科技创新水平,引领了我国粮食加工装备的发展方向,推动了我国粮食加工产业的科技进步。

主要应用单位情况表
应用单位名称应用开始时间应用单位联系人/电话经济效益()
吉祥坊wellbet网站备用|吉祥坊手机投注官方网|吉祥坊wellbet手机官方2012-07-01石定秒/138072960273947
湖北花中花农业股份有限公司2012-11-01王义建/138072962392925
湖北禾丰粮油集团有限公司2012-11-01周明耀/137072960322186
六、曾获科技奖励情况七、主要知识产权证明目录
知识产权类别及国家(地区)知识产权具体名称申请日期授权日期专利号权利人发明人
实用新型专利 (中国)一种胶辊砻谷机的双变频电机驱动装置2013-8-132014-1-29ZL201320490277.8河南工业大学阮竞兰,武照云,张士雄,王凤成,阮少兰
发明专利 (中国)一种气压砻谷机2011-11-282014-9-17201110384404.1吉祥坊wellbet网站备用|吉祥坊手机投注官方网|吉祥坊wellbet手机官方程开建,杨春荣
八、主要完成人情况表
排名  技术职称工作单位对本项目创造性贡献曾获国家科技奖励情况
1阮竞兰教授河南工业大学项目总负责人。负责项目总体研究方案的制定、技术路线的制定、关键技术研究和样机试制等工作;主持了砻谷机脱壳机理和工艺参数优化的研究工作;主持了双变频电机驱动装置的设计与开发工作;主持了自动控制技术的研究工作;主持了砻谷机样机试制工作等。
2张士雄讲师河南工业大学负责新型驱动装置的设计与开发、砻谷机自动控制系统的开发等工作;参与了砻谷机样机试制工作等。
3武照云副教授河南工业大学负责项目总体方案制定、关键技术研究、技术创新性论证、系统设计与开发等工作;参与了砻谷机脱壳机理和工艺参数优化的研究工作。
4石定秒高级工程师吉祥坊wellbet网站备用|吉祥坊手机投注官方网|吉祥坊wellbet手机官方负责项目的前期调研、相关资料的收集与总结分析、系统调试、样机试制等工作。
5程开建高级工程师吉祥坊wellbet网站备用|吉祥坊手机投注官方网|吉祥坊wellbet手机官方负责项目的前期调研、相关资料的收集与总结分析、系统调试、样机试制等工作;主持了砻谷机样机试制工作。
6王凤成教授国家粮食加工装备工程技术研究中心负责项目的前期总体规划、技术方案论证、系统调试、样机试制等工作。
7  讲师河南工业大学负责项目的应用实例调研、需求分析、资料汇总、系统设计与开发、样机试制等工作。
8王明旭讲师河南工业大学负责项目的推广应用、系统的调试运行、应用实施部署、使用反馈与系统完善等工作。
9  教授河南工业大学负责项目的前期调研、项目技术方法可行性论证、应用实施部署等工作。
10阮少兰教授河南工业大学负责项目试验方案设计、关键技术研究等工作;参与了砻谷机脱壳机理和工艺参数优化的研究工作。
11原富林高级工程师国家粮食加工装备工程技术研究中心负责项目的推广应用、调试运行、应用实施部署、使用反馈等工作。
12贾乐乐学生河南工业大学负责项目试验实施、控制系统设计与开发、样机试验等工作;参与了砻谷机脱壳机理和工艺参数优化的研究工作。
13  学生河南工业大学负责项目试验实施、控制系统设计与开发、样机试验等工作;参与了砻谷机脱壳机理和工艺参数优化的研究工作;参与了双变频电机驱动装置的设计与开发工作。
14孙慧男学生河南工业大学负责项目试验实施、控制系统设计与开发、样机试验等工作;参与了自动控制系统的开发工作。
15庞晓霞学生河南工业大学负责项目试验实施、控制系统设计与开发、样机试验等工作;参与了砻谷机脱壳机理和工艺参数优化的研究工作;参与了双变频电机驱动装置的设计与开发工作。