夹持式鲜菱角脱壳机设计与试验

• Published in: 农业工程学报 Vol. 38; no. 20; pp. 9 - 19
• Main Authors: 万志华, 张国忠, 徐红梅, 周勇, 唐楠锐, 张晗
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 华中农业大学工学院,武汉 430070%农业农村部长江中下游农业装备重点实验室位,武汉 430070 2022
• Subjects: 横切; 鲜菱角; 参数优化; 有限元法; 脱壳
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.20.002

S226.4; 针对鲜菱角手工脱壳率低、菱仁损伤率高等问题,该研究以湖北省浠水县两角菱为对象,设计了一种夹持式鲜菱角脱壳机.对鲜菱角外形尺寸和力学性能参数进行了测量,确定采用夹持板与链条夹持输送、圆形齿刀横切菱角两侧弯角、对辊挤压碾搓脱壳的技术方案.对夹持板、弹性压紧装置、横切刀片和脱壳装置等主要部件结构进行设计和分析,确定了结构和运动参数.运用ANSYS Explicit Dynamics模块对横切过程进行仿真,根据理论分析和仿真结果试制了脱壳样机,开展了横切试验和脱壳试验.横切试验表明,成熟度、输送速度和刀片转速均对切壳率影响显著(P<0.05),对菱仁损失率影响不显著(P>0.05).运用Design Expert 12优化得横切装置最优工作参数为:脆熟菱角、输送速度0.1 m/s、刀片转速1000 r/min,该参数下的平均切壳率为79.41％,平均菱仁损失率为9.82％.采用Box-Benhnken试验设计开展三因素二次回归正交组合试验,优化得到脱壳装置最优工作参数为:脆熟菱角、慢辊转速59 r/min,线速比1.5,验证试验的平均脱壳率为66.52％,平均菱仁破损率为12.83％.研究结果可为鲜菱角脱壳装备的研发提供参考.