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木薯是世界主粮之一,是热带地区重要的食物来源之一,中国木薯产业是我国加入世界贸易组织后面临的巨大机遇和挑战。我国木薯机械化起步晚,水平落后,且受自然条件、人员及管理水平的限制,木薯产业始终无法得到更好发展,木薯去皮作为木薯机械化中的重要环节之一,对推动木薯产业的发展和带动农村区域经济发展具有深远影响,意义重大。 因木薯皮含有有毒物质(主要为氰化物),如未做去皮处理,食用时可能引起中毒,而且为去皮的木薯长期放置容易腐烂变质,目前,木薯主要靠人工去皮,劳动强度大,效率低,易造成木薯变质等问题,为了克服这一阻碍,本文综合考虑相关机构的工作原理和结构设计,并结合木薯块根本身特点,研制了夹持式木薯削皮机。 该机主要由机架、电动机、传动机构、夹持机构和削皮机构组成,通过安装有压缩弹簧的夹持对辊的上下运动,可将不同大小的木薯无损伤喂入,并通过具有仿形功能的削皮机构完成去皮后,将木薯顺利拉出。该机结构合理紧凑、成本低廉、安全性能可靠,可以有效完成木薯削皮工作。 以华南205号为材料,对木薯物理尺寸和表皮占鲜重的比进行测定统计分析,为开展设计提供基础数据,通过设计参数和要求对传动系统(包括实现木薯喂入功能的垂直传动机构和实现削皮动作的水平传动机构)进行了设计,通过建立简化模型并结合相关理论对夹持机构和削皮机构进行了受力分析和计算,确定了影响削皮机构工作的相关因素,对切削力、刀具倾角等关键参数进行了计算和选择,并对关键部件进行了进一步设计。 利用Ansys软件对削皮刀盘进行了模态分析,同时对削皮机的关键部件(夹持辊和削皮刀具)进行了静力学分析,以确定机器的稳定性和安全性要求。 最后,在热科院农机所(广东湛江)完成了夹持式木薯削皮机的试制,并进行了样机性能试验,测得该机的去净率为87.2%,肉质损失率为5.05%,基本达到预期效果。