胡萝卜缨果拉拽式分离机构的优化与试验

作     者：夏旭东 马卫民 徐瞻泓 陈建能 

作者机构：浙江理工大学机械工程学院 浙江省种植装备技术重点实验室 

出 版 物：《农机化研究》 (Journal of Agricultural Mechanization Research)

年 卷 期：2025年

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：“十四五”国家重点研发计划项目(2021YFD2000702-2) 国家自然科学基金项目(51805487) 

主　　题：胡萝卜 缨果分离 碰撞损伤 优化设计 运动学分析 

摘      要：胡萝卜在缨果分离阶段,由于拉拽杆与胡萝卜之间的碰撞,容易造成果实损伤。利用有限元法建立胡萝卜与拉拽杆的碰撞模型,分析影响胡萝卜与拉拽杆之间碰撞损伤因素。为了减少胡萝卜的损伤,研究了改进后拉拽杆(拉拽杆外覆盖厚度为2 mm、内径为16 mm、外径为20 mm、弹性模量为100 MPa的橡胶缓冲材料)对胡萝卜损伤的临界速度。通过对拉拽式分离机构的运动学分析和对胡萝卜的碰撞速度分析,求解了圆盘驱动拉拽杆的临界转速。根据拉拽杆的非匀速运动特性,设计了非圆齿轮传动装置、非圆齿轮,并完成非圆齿轮的加工。由于橡胶缓冲材料影响分离成功率,而主动圆盘转速影响分离损伤率,所以将拉拽杆表面有无橡胶缓冲材料和主动圆盘的转速作为试验因素。通过分离试验发现,当拉拽杆采用厚度为2 mm、内径为16 mm、外径为20 mm、弹性模量为100 MPa的橡胶缓冲材料,输送带速度为1 m/s,驱动拉拽杆的圆盘输入转速为180 r/min时,胡萝卜的分离成功率为90%,损伤率为5%。