馬鈴薯碰撞問題及分選裝備關鍵機構研究.pdf

1、在馬鈴薯的加工處理過程中，馬鈴薯原料的“分選”和馬鈴薯去皮后的“揀選”均是非常重要的工序，它直接影響著鮮薯質量以及加工產(chǎn)品的最終品質。隨著我國馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的實施，研究開發(fā)先進適用的馬鈴薯分選裝備來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工挑選已成為迫切需要。
　　本文通過分析國內外馬鈴薯分選裝備的研究現(xiàn)狀和以馬鈴薯為原料的主要加工產(chǎn)品的工藝流程，提出了可用于機器視覺技術檢測的馬鈴薯分選裝備的總體設計要求;研究了馬鈴薯的生物力學特性和碰撞力學模型;并對馬鈴

2、薯分選裝備的關鍵部件進行了優(yōu)化設計和動態(tài)仿真。主要研究內容有:
　　1.分析了國內外馬鈴薯分選裝備現(xiàn)狀以及主要馬鈴薯加工產(chǎn)品的工藝流程，提出了馬鈴薯分選裝備的總體設計要求和工作原理。
　　2.對馬鈴薯的生物力學特性進行了研究，得到了馬鈴薯的密度、彈性模量、泊松比等機械參數(shù);對馬鈴薯實體分別按照橢球體方法和不規(guī)則體方法進行建模，并比較了兩種建模方法效果的差異;通過馬鈴薯自由跌落試驗和靜態(tài)壓縮試驗得到，馬鈴薯由靜止狀態(tài)自由跌落至

3、鋼板的過程中，造成馬鈴薯損傷的臨界跌落高度為24.9cm，對應的臨界法向速度為2.23m/s。
　　3.對馬鈴薯與導向機構的碰撞過程進行接觸力學分析，建立了基于準靜態(tài)Hertz理論的馬鈴薯與導向機構的碰撞力學模型。由該碰撞模型推導得到的馬鈴薯臨界法向速度的平均值為2.45m/s，與上述的實驗值2.23m/s相接近。依據(jù)“斜碰撞理論”，若使馬鈴薯與導向機構的整個碰撞過程完全以滑動的形式進行，則碰撞角θ應滿足θ≤13.8°。