植物微量成分的广泛应用,使得高效的提取工艺技术成为热门的研究内容。植物微量成分提取中所涉及到的关键节点技术,更是成为近几年的关注焦点。本次课题来源于沈阳远建生物技术有限公司所自主研发的提取生产线,针对其缺失环节,投料环节展开研究。投料指更换填料罐内的植物原料。研究方法为通过完成对投料设备机械结构的设计,帮助其实现投料环节的自动化,从而进一步实现对投料关键节点技术的研究。本次课题首先通过实际参与到植物微量成分提取的生产过程,总结出现提取过程中,人工投料所存在的问题,进而总结出投料设备应具备填料罐罐盖螺栓拧紧等六点功能。然后,确定投料设备进行分模块设计,并根据各模块应实现的动作,进一步总结出各模块应具备的功能结构,从而为结构设计做好了前提准备。结构设计前,本次课题完成了对填料罐罐盖螺栓联接过程的建模分析。分析内容包括对罐盖螺栓联接所需的预紧力分析。完成了对预紧力控制方法的分析,确定采用扭矩控制法,建立了预紧力与拧紧力矩的数学关系模型。最后完成了对罐盖螺栓的可靠性分析。投料设备的机械结构设计,在结合了大量现有设备的设计特点后,根据固定的工况条件,加以创新的基础上研发的。目前,已完成其机械结构的设计,并且基于运动仿真软件验证了投料设备运动的合理性。完成了投料设备气动传动系统的设计。最后,基于有限元分析软件ANSYS Workbench,进行结构的优化设计。具体的分析内容为对设备中的横梁机构进行静力学学分析,以及对搅拌轴进行模态分析。分析发现横梁机构变形过大,不满足刚度准则,故对其进行优化设计。优化结果为应变减少了0.012779,降幅为21.5%。质量减少7.7249Kg,降幅为8.2%。搅拌轴模态分析,一阶固有频率为18.116Hz,高于其最高的转动频率2.5Hz,满足设计要求,无需进行优化设计。