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目前,新疆作为我国最大的番茄酱生产加工基地。虽然新疆加工番茄在种植过程、田间管理已基本实现了机械化,但番茄收获的机械化水平较低,现在新疆加工番茄普遍采用劳动密集型、效率低的人工收获,且番茄收获季节劳工紧缺,以至收获成本增加,所以加工番茄收获问题已成为新疆番茄产业发展中亟待突破的“瓶颈”,机械化收获番茄势在必行。 加工番茄果秧分离装置作为番茄收获机的核心部件之一,其工作方式与工作效果的好坏直接决定了收获后番茄的含杂率多少、破损率的高低以及其分离率大小,国内外对分离装置大都采用振动式果秧分离,且这一技术运用的较为广泛和成熟。本文结合新疆加工番茄的种植模式,研究了加工番茄的机械物理特性,综合运用现代机械设计理论与方法,设计了一种差速带式番茄果秧分离装置,并对果秧分离装置工作参数进行了优化,为番茄收获机的研制提供了试验数据和理论基础。 论文主要研究内容包括以下几个方面: (1)研究加工番茄果实的物理机械特性,番茄果实与茎杆的分离力与番茄品种、番茄质量和坚实度之间的关系,得到成熟果实和茎秆分离力之间的回归方程。加工番茄破坏静载荷的测量,得出加工番茄的含水率、番茄坚实度、番茄的弹性模量和破裂负载之间的关系。 (2)对差速带式分离装置进行了总体及其零部件的设计,主要包括输送装置、分离装置及机架,并用Solidworks软件对分离装置进行模型建立,完成了试验台的虚拟装配和干涉检查。 (3)运用ADAMS对番茄果秧分离的差速模型进行运动仿真分析,确定了分离装置的最佳工作参数,差速范围为0.15~0.27m/s。 (4)运用ANSYS/LS-DYNA对分离胶棒进行静力学分析,运用ANSYS对分离装置的轴进行校核。