蓖麻蒴果剥壳装置关键部件改进设计与试验.pdf

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1、第28卷第l8期农业_L程学报1620l2年9月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringV01．28No．18Sep．2012蓖麻蒴果剥壳装置关键部件改进设计与试验曹玉华，李长友※，张增学，卿艳梅，姚亮亮(华南农业人学工程学院，南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室，广州510642)摘要：该研究针对蓖麻蒴果的物性特点，以提高其剥壳率和降低破损率为目标，研制'r蓖麻蒴果剥壳装置，对关键部件进行r改进设计与力学分析，建莎'r力与变形的数学模型。利用MATLAB进行

2、运算，得⋯了挤压力P与轧角a、辊简变形量AR、两辊筒间隙、蓖麻蒴果卣行和辊筒自：径的关系。明确了剥壳过程中各种影响因子间的相互制约关系，确定了影响蓖麻蒴果剥壳的主要因素足辊筒转速、辊筒问隙和辊筒差速，提出r影响剥壳率和破损率的优化方案：剥壳率优化的凼素水平组合是辊筒转速为10r／min，辊筒问隙为18mm，辊简差速为30r／min；破损率优化的因素水平组合是辊筒转速为10r／min，辊筒差速为30r／min，辊简间隙为12mm，研究结果可为同类剥壳机械的优化设计提供理论支持和技术参考。关键词：优化，受力分析，数学模型，蓖麻蒴果剥壳，剥壳

3、率，破损率doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2012．18．003中图分类号：$226．4文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一18-0016—07曹玉华，李长友，张增学，等．蓖麻蒴果剥壳装置关键部件改进设计与试验[J]．农业工程学报，2012，28(18)：16—22．CaoYuhua，LiChangyou，ZhangZengxue，eta1．Improvementdesignandtesttokeycomponentsofcastorcapsulehullingdevice[J]．Trans

4、actionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(18)：16—22(inChinesewithEnglishabstract)0引言蓖麻是世界十大油料作物之一，足一种可代替石油的可再生“绿色油料”资源。中国蓖麻籽年出口居全球第二，但蓖麻硝果的剥壳质量严重影响了蓖麻籽的出口。传统的手工剥壳费时费力，效率低，国内外对于专用的蓖麻剥壳设备研究较少，同前市面上的蓖麻机械剥壳，主要是借鉴于其他物种物性进行剥壳【I。8】，这些剥壳装

5、置存在蓖麻籽剥壳率低和破损率高的问题，严重影响蓖麻籽质量，且远不能满足蓖麻产业发展的要求。冈此，必须根据蓖麻蒴果物性，对剥壳装置的关键部件进行改进。本文对自行研制的双辊筒蓖麻蒴果剥壳装置进行优化设计【9。121，采用一对直径相同的两个圆柱辊筒，由内层的金属材料和外层的柔性材料组成，同时借鉴其他其他物种的有限元模型建立蓖麻蒴果的力学数学模型¨}22J。通过本文的试验研究，玎i仅可以有效的收稿H期：20】2—02．15修订H期：2012-08—22肇金项H：困家863汁划(2006AAl02262)：困家星火计划(2011GA780025)

6、：课题来源：』。东省农业机械化课题(粤农函[20111】50号)作者简介：曹五华(1958一)．史，博士．副教授，研究力向为现代农业装备与设施。广州广。州华南农业人学I+程学院，510642。Emaihcyh2808@sina．corn※通信作者：李K友(1958一)．男，教授，博l：生导师，研究方I∞为现代农、Jk装备与设施。广州华南农业大学_[样学院，510642。Emaihlicyx@Scala．edu．cn提高剥壳率和减少破损率，还可为其他相近新型剥壳装置的设计提供一些技术参考。1蓖麻蒴果剥壳关键部件及工作原理1．1改进的蓖麻蒴

7、果机械剥壳关键部件改进前后的蓖麻蒴果剥壳关键部件如图l所示，改进后的剥壳部件主要包括一对直径相同的2个圆柱辊筒。圆柱辊筒的表面有螺旋槽，固定在机架上，通过调整机构可改变2辊筒间的间隙。ml气逆fjnbl哑逊jl图1改进前后剥壳部件结构Fig．1Structuralofpreviousandimprovedrind辊筒结构由内层的金属材料和外层的柔性材料组成，即与蓖麻蒴果接触的部分为一层包覆胶，覆胶的厚度因工作负载的大小而不同。蓖麻蒴果的第18期曹玉华等：蓖麻蒴果剥壳装置关键部件改进设计与试验17剥壳过程为高压、复杂且多变的工况，属于高负

8、载的情况。由先前的研究可以得知覆胶的厚度一般以12～25mln为宜【2引，本设计中取厚度为15mln聚氨酯包胶覆盖在辊筒的金属结构上。1．2蓖麻蒴果剥壳装置的工作原理带有螺旋槽的2个直径相同的圆柱辊筒通过动