西兰花切块—去芯生产线关键技术及试验研究

发布时间：2020-06-11 07:15

【摘要】：我国西兰花种植面积和总产量居于世界前列,近年来西兰花种植规模仍在快速持续增长,但是西兰花加工的机械化程度较低。目前,国内没有西兰花切块的相关机械装置,国外对于西兰花切块机械化研究较早,切块方式有仅切块、仅去芯、分级切块方式,仅切块的方式效率高,但切块时采用固定模型的刀具进行西兰花的等分切块,切后的西兰花小块上仍存在大茎上的茎块,导致切块效果不好;仅去芯式大多采用球形刀具绕定轴转动的机械装置对西兰花进行去芯,结构相对简单,容易切不到位,导致切块结束后仍存在大块,需人工二次加工;分级切块式,采用两次切块的方法对西兰花进行切块、去芯,切块效果良好,但结构复杂,效率较低。基于以上情况,本论文以实现对收获后的西兰花进行均匀切块和高效去芯一次解决为研究目标,重点研究了我国西兰花的机械物理特性,建立了西兰花切块-去芯机构运动学分析的数学模型,根据理想切块轨迹对机构进行了运动学参数优化以及动力学仿真分析与验证,并搭建了西兰花切块-去芯生产线进行试验研究。本文研究的主要内容如下:1)针对西兰花切块-去芯生产线设计要求,需对西兰花的机械物理特性进行试验研究,结合西兰花物理特性得到的理想切块轨迹与机械特性试验得到的最大切应力的影响因素分析,得到最佳刀具结构参数和工作参数,为后续西兰花切块生产线装置设计提供合理的依据。2)根据得出的西兰花切块理想轨迹与最佳刀具结构,提出了西兰花切块-去芯机构,并建立了西兰花切块-去芯机构的运动学模型,根据西兰花的切块轨迹要求建立机构参数优化模型,得到最佳机构参数。3)建立了西兰花切块-去芯机构动力学分析模型,利用拉格朗日方程计算出两驱动力。建立了西兰花切块-去芯机构的虚拟样机,并进行了动力学仿真,根据动力学仿真结果判断机构各个铰链点的受力情况,并据此对切块机构进行结构优化,最终完成西兰花切块-去芯生产线装置的设计。4)完成了切块-去芯机构的零件设计与选型,完成了切块-去芯生产线样机的装配与调试,在样机上进行了切块试验,并用高速摄像技术完成对机构运动轨迹的追踪,通过实际轨迹与理论仿真轨迹对比,验证了切块-去芯机构的可行性。
【图文】：

西兰花,花椰菜,切块,分块

手动式西兰花切块机如图手动按下启动按钮，兰花切块运动[18]。西兰花切块的理想型轨迹高。图1.6 SMJ系列的青花菜去芯机1.7 所示；采用的是半球形刀具，，切块机的槽盖扣住西兰花，，里面的半球形刀具旋转。此机械虽是针对西兰花切块的应用，但是半球形刀具西兰花切块的理想型轨迹，切块大小不均，而且每次切块需人工启动按，人工将西兰里面的半球形刀具旋转但是半球形刀具而且每次切块需人工启动按

西兰花,小花,花茎,切块

本文拟借鉴国内外对农作物茎秆切割时刀具参数优选的方法进行择西兰花切块时的切块能材料试验机上分别进行了单因素分析与多因素分析的切应的结构参数与工作参数兰花切块装置及切块刀具提供理论依据料与方法材料试验西兰花品种为浙江省农科院选育的、宁波等地，对自然生长条件下并处于收获期的的西兰花整朵进行取样保存，送往实验室小茎，如图 2.1a层较厚，硬度较高花蕾顶端的 30 mm本文拟借鉴国内外对农作物茎秆切割时刀具参数优选的方法进行择西兰花切块时的切块位置、切块刀具结构、切块速度以及切块能材料试验机上分别进行了单因素分析与多因素分析的切应的结构参数与工作参数，以期降低切块机功耗，为设计出高效兰花切块装置及切块刀具提供理论依据。试验西兰花品种为浙江省农科院选育的“浙青 95 号”西兰花对自然生长条件下并处于收获期的的西兰花整朵进行取样送往实验室，西兰花小茎分 3 个不同的部位，分别为西兰花外层所示，由于切块加工过程为先外层再中间层最后内层硬度较高。故本文将取西兰花外层小茎作为试验样品、40 mm 和 50 mm 处做上标记，以备后续试验用切块速度以及切块入切角为影能材料试验机上分别进行了单因素分析与多因素分析的切应力试验，优化西为设计出高效、低耗、切块西兰花，种植于浙江对自然生长条件下并处于收获期的的西兰花整朵进行取样，取分别为西兰花外层，中由于切块加工过程为先外层再中间层最后内层，并且故本文将取西兰花外层小茎作为试验样品如图 2.1b 所以备后续试验用。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS255.35

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