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： 基于枝采的鲜花椒枝穗分离机设计与试验研究
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY20.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 基于枝采的鲜花椒枝穗分离机设计与试验研究/.方雪峰著/.郭关柱指导 |
| 出版发行项： | 2023.5.30 |
| 载体形态项： | 89页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 机电工程学院, 学号2020210049 |
| 提要文摘： | 花椒具有巨大的生态、药用和经济价值，其果皮被誉为八大调味品之一。近年来，随着我国花椒种植面积和产量不断增加，花椒产业逐年扩大，已成为助推乡村振兴的重要抓手及地方经济发展的增长点和助农增收的突破口。目前，我国鲜花椒采收主要有两种方式，第一种是直接在树上将花椒穗采摘下来；第二种是将带花椒穗的母枝剪下来，即“枝采花椒”，再依靠人工摘取或带枝烘干后脱粒把花椒从枝条上分离下来，但人工摘取效率较低，采摘人员手臂易受伤；带枝烘干干燥效率低、能耗高、干后处理工作量大。针对以上问题，提出一种环切式鲜花椒枝穗分离的方法，根据鲜花椒挂枝几何物理参数，设计基于枝采的鲜花椒枝穗分离机，开展枝穗分离机关键部件性能仿真分析及优化，实施鲜花椒枝穗分离试验，实现花椒穗与枝干的机械分离作业。本文主要研究内容如下： （1）通过实地调研深入了解到花椒种植管理技术和花椒的生长生理特点，对鲜花椒挂枝几何物理参数进行研究，测量的几何参数有花椒果实三轴尺寸、花椒枝条粗端与细端直径、花椒枝条长度、花椒穗柄直径和花椒枝条上尖刺高度，并确定了花椒挂枝力学参数模型。 （2）根据鲜花椒挂枝几何物理参数，研究确定枝穗分离机整体结构方案。基于切割分离原理，提出一种环切式鲜花椒枝穗分离的方法，对环切分离部件整体结构方案及各零部件结构和工作参数进行分析设计。采用ANSYS/LS-DYNA对枝穗切割分离过程进行显示动力学仿真分析，并以环形切刀转速、刃口角度和齿刃长度为试验因子，花椒穗柄所受到的最大剪切应力为指标，进行虚拟正交仿真试验，对试验结果进行直观分析和方差分析，结果表明，环形切刀转速和刃口角度对最大剪切应力影响显著，齿刃长度对最大剪切应力影响不显著，环形切刀最优参数组合为：转速为3000 r/min，刃口角度为15°，齿刃长度为6 mm。 （3）通过不同方案设计对比，确定浮动夹持输送部件结构方案，并利用悬臂线弹簧数学模型，分析确定输送轮结构和工作参数。利用Workbench有限元仿真软件对弹簧钢丝进行静力学分析，对网格无关性进行了验证，其最大等效应力为1045.5 MPa，小于钢丝材料许用应力值，并采用实体单元和梁单元模型对比验证仿真分析结果的正确性及精度。 （4）基于轻量化设计原则，对机架进行结构参数设计，确定机架的结构及尺寸参数。利用Workbench有限元仿真软件对机架进行静力和模态分析，仿真分析结果表明：机架的最大等效应力为112.68 MPa，最大变形量为0.3 mm，强度和刚度满足设计要求；机架前10阶模态频率为78.651~540.95 Hz，不会发生共振现象。采用拓扑优化方法对机架进行结构优化，优化后在机架的最大应力和最大位移量基本没有发生变化，前3阶模态频率有所提高的情况下，机架质量减少了10%。 （5）利用鲜花椒枝穗分离机样机进行试验研究，机具在最优参数组合下分离作业的主要性能指标为：花椒穗分净率均值为95.3%，花椒穗分净率最高可至96.8%；油胞破损率均值为7.43%，油胞破损率最低可至6.8%；花椒穗采收效率均值为45.50 kg/h，花椒穗采收效率最高可达47.04 kg/h，其中花椒穗分净率较高，油胞破损率低于人工采收方式，花椒穗采收效率是人工采收效率的4倍以上。 |
| 并列题名： | Design and Experimental Study of a Flower Pepper Branch and Ear Separating Machine Based on Branch Picking |
| 题名主题： | 枝采花椒 鲜花椒 枝穗分离机 仿真分析 样机试验 学位论文 |
| 中图分类： | S225.93-533 |
| 个人名称等同： | 方雪峰 著 |
| 个人名称次要： | 郭关柱 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240301 |