大蒜切須技術(shù)研究及機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、我國大蒜種植歷史悠久，面積和總產(chǎn)量均居世界首位。但其生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展滯后，尤其是收獲作業(yè)，主要依賴人工和半機(jī)械化完成。收獲過程中，剛從泥土中拔出的蒜須會(huì)夾帶潮濕的泥土，如不切除根須，收獲后晾曬的過場(chǎng)中易造成蒜頭底部霉變，影響新鮮蒜頭的貯藏和銷售，且在運(yùn)輸過程中會(huì)浪費(fèi)一定的儲(chǔ)運(yùn)空間，提高運(yùn)輸成本。目前大蒜切須主要依靠人工完成，因此研究大蒜聯(lián)合收獲自動(dòng)切須技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　主要研究?jī)?nèi)容與研究結(jié)果簡(jiǎn)要如下:
　　(1)以

2、切須機(jī)構(gòu)如何適應(yīng)大小不同的蒜頭為目的，提出對(duì)大蒜體仿形、配置回轉(zhuǎn)式切須刀的研究思路。并設(shè)計(jì)由主夾持鏈輸送裝置、排序-對(duì)齊裝置、機(jī)架等組成的試驗(yàn)裝置主體，配置整體傳動(dòng)系統(tǒng)。
　　(2)以主產(chǎn)區(qū)的典型大蒜品種為研究對(duì)象，開展大蒜外形特征統(tǒng)計(jì)分析，以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為依據(jù)設(shè)計(jì)帶有仿形弧面的大蒜體仿形輪;仿形輪在切須過程中與大蒜接觸并發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)引蒜須束進(jìn)入切須通道之中;為比較仿形效果，制作了內(nèi)沿直徑分別是42mm、106mm的兩種仿形輪;切

3、須通道中配置高速回轉(zhuǎn)的切須刀，在剪切力作用下使蒜頭與根須分離。
　　(3)仿形輪與獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)式切須刀安裝在浮動(dòng)架上，共同構(gòu)成了浮動(dòng)式切須裝置。浮動(dòng)架可拆卸，便于后續(xù)試驗(yàn)中更換仿形輪、切須刀及其他零件。浮動(dòng)切須裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建立在蒜頭壓力試驗(yàn)和機(jī)構(gòu)受力分析基礎(chǔ)之上，懸掛彈簧拉力取值合適，不會(huì)壓傷蒜頭體。對(duì)蒜頭體與仿形輪接觸過程進(jìn)行理論分析，得到以有效切須長(zhǎng)度lg為核心變量的有效切須次數(shù)計(jì)算方程，確定電機(jī)轉(zhuǎn)速不應(yīng)低于200r/m

4、in，推導(dǎo)出滿足切須要求的最低切割線速度為10.5m/s。
　　(4)針對(duì)前期試驗(yàn)中一部分蒜須因結(jié)構(gòu)原因不能準(zhǔn)確進(jìn)入切須通道中的問題，設(shè)計(jì)了蒜體導(dǎo)板部件，并以平面拋物線軌跡模型分析導(dǎo)引的最佳效果，確定蒜體導(dǎo)板部件結(jié)構(gòu)參數(shù)。整個(gè)試驗(yàn)裝置依次實(shí)現(xiàn)了大蒜上莖面水平高度對(duì)齊、蒜體橫向位置導(dǎo)引以及蒜頭空間姿態(tài)調(diào)整，保證蒜須能夠進(jìn)入切須通道，完成大蒜與根須分離。
　　(5)利用三維設(shè)計(jì)軟件UG對(duì)試驗(yàn)裝置主體和浮動(dòng)切須裝置等裝備進(jìn)行了虛擬

5、樣機(jī)設(shè)計(jì)，檢查裝配中的干涉問題，在優(yōu)化設(shè)計(jì)后進(jìn)行試驗(yàn)樣機(jī)制作。
　　(6)以切須合格率、切傷率為指標(biāo)，進(jìn)行切須試驗(yàn)裝置作業(yè)參數(shù)優(yōu)化。通過單因素試驗(yàn)確定了影響切須質(zhì)量指標(biāo)的4個(gè)顯著因素:切須刀轉(zhuǎn)速nf、主夾持鏈輸送速度V2、仿形工作部件形式和頂隙hd*。以切須合格率和切傷率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)上述4個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn);利用加權(quán)評(píng)分法進(jìn)行綜合分析，確定了影響因素的主次關(guān)系和顯著性。得到了切須試驗(yàn)裝置的最佳作業(yè)參數(shù)組合:切須刀切割線速度12