向日葵花盘籽粒力学与脱粒特性研究

摘要

向日葵是我国重要的油料和食用作物，向日葵的收获及加工在国民经济中占有举足轻重的地位。传统的向日葵脱粒机主要采用冲击原理进行脱粒，此类型脱粒机滚筒转速大，对向日葵籽粒花盘的冲击力大，因此籽粒的破损率较高，花盘破碎严重，清选难度较大。破损的籽粒降低籽粒的整体质量，且降低发芽率。因此研究脱粒损伤低易清选的向日葵脱粒装备显得尤为重要。 论文提出了一种新型向日葵脱粒装备，通过查阅资料和观察向日葵花盘和籽粒，获得向日葵花盘和籽粒的生物特性，籽粒在花盘上按螺旋叶序规律的排列。通过模型研究花盘上籽粒间的相互作用力和花盘与籽粒的相互作用力，为脱粒装置的设计提供力学依据。通过向日葵籽粒的准静态压缩试验和碰撞试验发现籽粒的破裂规律和破裂方式，发现籽粒的最佳脱粒含水率，这揭示籽粒抗破裂的力学特性。 根据向日葵花盘和籽粒的力学特性，根据鸡喙具有优良的插入籽粒间隙的能力设计新型食葵脱粒装置，通过分析花盘在该装置内的运动过程和受力，得出脱粒部件通过对籽粒产生挤压和摩擦作用将籽粒脱下，提出了一种新的向日葵脱粒方法。由于食葵和油葵的生物力学特性和规律基本相似，油葵主要用于榨油且脱粒标准较食葵低，所以只对食葵进行试验分析。试验以食葵的破损率和脱净率为试验指标，先后利用单因素试验、正交试验和三元二次通用旋转回归试验对向日葵脱粒装置进行试验研究，得到脱粒装置的对食葵的关键参数，通过参数优化分析得到各参数脱粒辊转速、导向辊转速、脱粒间隙的最优值，通过与市场上主流食用向日葵脱粒装置参数比较，从而验证该脱粒装置具有较好的脱粒能力和低破损的特点。本文从上述4个方面探究向日葵脱粒的新方法，并进行试验研究，为新型向日葵脱粒机的研制提供了依据。

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