我国养猪行业为满足市场消费要求,正向着规模集约化的方向发展,其带来了大量畜禽粪便对环境造成污染,进而严重危害到人类健康。随之出现的蝇蛆饲养因其成本低廉并能高效消耗掉大量畜禽粪便而逐渐得到畜禽养殖行业的应用。然而,由于蛆粪和成熟蝇蛆缺乏快速可控的分离技术,使用蝇蛆饲养处理畜禽粪便的方法尚未迅速发展。因此,设计出一款快速可控自动化的蛆料分离装置迫在眉睫。本课题组提出一款用于蛆料快速有效分离并联型1T2R多维振动筛,由三自由度的筛分机械来实现蛆粪和成熟蝇蛆的快速可控分离,并且已初步证明采用并联型多维振动筛分技术可以实现上述目标。本文在前人已测量蝇蛆物性参数的基础上,进一步通过试验测量蛆粪的主要物性参数,并且在EDEM软件中建立符合实际情况的颗粒模型,进行样机筛分效率影响因素正交分析等工作,具体内容可概括如下:1.蛆粪物性参数的确定。以蝇蛆粪和剩余畜禽粪便的混合物蛆粪作为研究对象,通过物理试验分别得到了其外貌结构形状、大小等级及所占比例、含水率、密度等参数;结合物性试验和图像法分别得到了其抗剪强度、内摩擦系数、蛆粪颗粒间的粘结力、内摩擦角和弹性模量等参数;通过经验公式计算获得蛆粪颗粒的泊松比、剪切模量和粘结半径;结合相关文献和EDEM软件仿真调试获得了蛆粪颗粒的粘结参数;最后依据参考文献,蛆粪颗粒的其他仿真参数得以确定。2.基于EDEM的3-DOF蛆粪分离多维振动筛透筛率影响因素分析。基于蛆料分离多维振动筛主体并联结构的简化模型和在EDEM软件中建立的3种蛆粪模型和2种蝇蛆模型,对正交试验设计方法获得的6种影响因素各4水平的32组试验方案进行筛分模拟,通过模拟结果可知,振动频率、Z轴振幅、X轴摆幅、Y轴摆幅对筛分结果的影响最为显著,并且当Z轴振幅、X轴摆动幅度、Y轴摆动幅度分别取5.5Hz,10 mm,8°,7°时,筛分结果最佳;蛆料比和含水率对筛分结果的影响很小,但是其仍存在最佳取值,分别为17.5%、60%。3.3-DOF蛆粪分离多维振动筛的结构优化和运动学分析。在课题组现有蛆料分离多维振动筛基础上进行优化确定新主体结构,并以此主体结构作为研究对象进行其末端位移、速度、加速度的理论分析,通过ADAMS仿真结果验证了该主体结构的可行性。4.3-DOF蛆粪分离多维振动筛主体结构静力学及固有频率分析。以蛆料分离多维振动筛主体结构作为研究对象,通过静力学分析验证了该主体并联结构位移变形量和最大应力都能满足结构要求;通过模态分析验证了该振动筛主体结构并不会出现共振现象,因为其工作时的频率与固有频率相差甚大;通过谐响应分析验证了该主体结构的损坏容易点为振动筛筛框底部中心位置和在振动筛右侧的筛框边上部中点位置,但是其最大位移量仍在允许范围内。5.3-DOF蛆粪分离多维振动筛样机筛分试验。基于蛆料分离多维振动筛主体并联结构完成了进出料装置设计,并且对已完成加工装配的振动筛样机进行控制系统设计与调试,最后从上述正交试验方案中选取12组具有较好仿真结果的方案进行样机试验,进一步验证了方案A4B1C2D4E3F4为最佳选择;并且振动筛筛分效率各影响因素的显著性试验验证了振动频率、Z轴振幅、X轴摆动幅度、Y轴摆动幅度对筛分结果的影响最为显著,蛆料比和含水率对筛分结果的影响很小。