夹持式鲜菱角脱壳机设计与试验

作者：万志华; 张国忠^*; 徐红梅; 周勇; 唐楠锐; 张晗

来源：农业工程学报, 2022, 38(20): 9-19.

• 有限元法
• 参数优化
• 鲜菱角
• 脱壳
• 横切

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1 000 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59r/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。

• 单位
  华中农业大学