顧炳龍　楊亞洲　張玉虎

摘 要：為了深入探討花生脫殼機(jī)脫殼過程中花生的運(yùn)動(dòng)情況，通過離散元軟件Edem的顆粒仿真效果，測(cè)花生參數(shù)：密度、碰撞恢復(fù)系數(shù)，建立顆粒模型加以仿真，導(dǎo)出其工作過程圖像，以期為花生脫殼機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況提供借鑒。選取品種為大白沙和花育23的花生做參數(shù)測(cè)量試驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：密度；摩擦系數(shù)；剛度系數(shù)；彈性系數(shù)；碰撞恢復(fù)系數(shù)

中圖分類號(hào)：S23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170332018

引言

花生的種植歷史悠久，地域廣闊，在世界上種植面積僅次于油菜，而在世界油料生產(chǎn)和國(guó)際貿(mào)易中也是僅次于大豆，同樣居于第2位。花生是我國(guó)重要的油料作物和優(yōu)質(zhì)蛋白資源。脫殼是花生種植及油用、食用加工前的必經(jīng)工序，是影響花生果仁及其制品品質(zhì)和商品性的關(guān)鍵[1-3]。機(jī)械化脫殼加工技術(shù)由于脫凈率低、破損率高，改善脫殼部件，提高效率尤為迫切；用軟件可以在部件改進(jìn)時(shí)進(jìn)行大量仿真，達(dá)到節(jié)約成本的目的。本文通過對(duì)Edem前期數(shù)據(jù)的測(cè)量，以期用Edem為花生部件改進(jìn)、花生實(shí)際效果對(duì)比做出準(zhǔn)備工作。

1 密度的測(cè)量

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

量程為250mL細(xì)直量筒、精度為0.01g的電子天平。

1.2 試驗(yàn)方法

每種花生選取30粒，分3組，每組10粒，分別測(cè)其殼重與仁重。在刻度為250mL量筒中先裝入150mL的水，然后分別把殼和仁浸入水中，測(cè)其體積。通過公式

求出其體積，由于每種花生得出3個(gè)值，求平均。下圖所選花生為花育23。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

花育23殼密度為0.445g/mL，仁密度為0.982g/mL；大白沙殼密度為0.307g/mL，仁密度為0.911g/mL。

2 碰撞恢復(fù)系數(shù)的測(cè)量

2.1 試驗(yàn)設(shè)備

2.2 試驗(yàn)方法

首先調(diào)節(jié)好設(shè)備，在桌面上調(diào)節(jié)好設(shè)備。首先在桌面上放好花生碰撞材料（鐵板、尼龍、花生殼），然后按照30cm、40cm、50cm的高度向下投放花生殼或仁，測(cè)出花生殼或仁彈起的高度。

由牛頓碰撞定律知，對(duì)于材料一定的兩物體，它們碰撞后開開的相對(duì)速度v2-v1余碰撞前接近的相對(duì)速度v10-v20成正比，比值e稱為恢復(fù)系數(shù)，即：

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

見表1和表2。

對(duì)于高度而言，種子的碰撞系數(shù)呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，這是由于花生在運(yùn)動(dòng)過程中損耗了能量。

對(duì)于花生而言，花生仁與其它材料的碰撞系數(shù)高于花生殼和花生整體的碰撞系數(shù)，這是由于花生仁的密度比花生殼和花生整體大，使碰撞能量更加集中。

3 總結(jié)

花育23殼密度為0.445g/mL，仁密度為0.982g/mL；大白沙殼密度為0.307g/mL，仁密度為0.911g/mL。

不同的花生品種對(duì)碰撞恢復(fù)系數(shù)影響不大；高度對(duì)碰撞系數(shù)的影響呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)；仁的碰撞系數(shù)高于殼和花生整體的碰撞恢復(fù)系數(shù)。

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