大蒜切須技術(shù)研究及機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.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)機械化發(fā)展滯后，尤其是收獲作業(yè)，主要依賴人工和半機械化完成。收獲過程中，剛從泥土中拔出的蒜須會夾帶潮濕的泥土，如不切除根須，收獲后晾曬的過場中易造成蒜頭底部霉變，影響新鮮蒜頭的貯藏和銷售，且在運輸過程中會浪費一定的儲運空間，提高運輸成本。目前大蒜切須主要依靠人工完成，因此研究大蒜聯(lián)合收獲自動切須技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。
　　主要研究內(nèi)容與研究結(jié)果簡要如下:
　　(1)以

2、切須機構(gòu)如何適應(yīng)大小不同的蒜頭為目的，提出對大蒜體仿形、配置回轉(zhuǎn)式切須刀的研究思路。并設(shè)計由主夾持鏈輸送裝置、排序-對齊裝置、機架等組成的試驗裝置主體，配置整體傳動系統(tǒng)。
　　(2)以主產(chǎn)區(qū)的典型大蒜品種為研究對象，開展大蒜外形特征統(tǒng)計分析，以統(tǒng)計數(shù)據(jù)為依據(jù)設(shè)計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)生相對運動，導(dǎo)引蒜須束進入切須通道之中;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)仿形輪與獨立驅(qū)動的回轉(zhuǎn)式切須刀安裝在浮動架上，共同構(gòu)成了浮動式切須裝置。浮動架可拆卸，便于后續(xù)試驗中更換仿形輪、切須刀及其他零件。浮動切須裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計建立在蒜頭壓力試驗和機構(gòu)受力分析基礎(chǔ)之上，懸掛彈簧拉力取值合適，不會壓傷蒜頭體。對蒜頭體與仿形輪接觸過程進行理論分析，得到以有效切須長度lg為核心變量的有效切須次數(shù)計算方程，確定電機轉(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)針對前期試驗中一部分蒜須因結(jié)構(gòu)原因不能準確進入切須通道中的問題，設(shè)計了蒜體導(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)。整個試驗裝置依次實現(xiàn)了大蒜上莖面水平高度對齊、蒜體橫向位置導(dǎo)引以及蒜頭空間姿態(tài)調(diào)整，保證蒜須能夠進入切須通道，完成大蒜與根須分離。
　　(5)利用三維設(shè)計軟件UG對試驗裝置主體和浮動切須裝置等裝備進行了虛擬

5、樣機設(shè)計，檢查裝配中的干涉問題，在優(yōu)化設(shè)計后進行試驗樣機制作。
　　(6)以切須合格率、切傷率為指標，進行切須試驗裝置作業(yè)參數(shù)優(yōu)化。通過單因素試驗確定了影響切須質(zhì)量指標的4個顯著因素: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價指標，對上述4個因素進行正交試驗;利用加權(quán)評分法進行綜合分析，確定了影響因素的主次關(guān)系和顯著性。得到了切須試驗裝置的最佳作業(yè)參數(shù)組合:切須刀切割線速度12