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花生是我国重要的油料作物和优质的蛋白质资源,种植分布十分广泛,常年种植面积在470万公顷左右。花生荚果分级是花生产后加工必不可少的关键环节,也是提高花生及其制品附加值的最基础、最重要的环节。因花生荚果外形尺寸不规则,分级难度大,目前市场上尚无经济适用的花生专用机械化荚果分级设备,市场上仅有大型或兼用型小型分级设备用于花生荚果分级,且效果都不理想。圆筒分级是当前花生荚果分级较适用的一种分级方法,但圆筒分级设备仍存在作业效率低、顺畅性差、分级合格率低等问题,不能满足花生荚果高质量分级的需求。为此,本文首先对花生荚果千粒重、几何尺寸及滑动摩擦系数等物理特性进行测量分析,再结合现有圆筒分级设备,通过优化分级筛筒结构及作业参数,以期提高花生荚果分级质量。具体如下:首先统计试验物料抽样样品的千粒重、几何尺寸及滑动摩擦系数,为后续试验台优化及试验设计提供基础数据与理论依据。结合现有圆筒筛分级技术,通过优化分级筛筒,对分级筛筒筛孔大小排布进行重新设计,并对花生筛分情况进行了DEM仿真,分析了花生荚果在分级过程中的颗粒分布情况,同时分析了不同筛筒转速及导向螺旋螺距对花生荚果轴向速度的影响。构建了花生荚果圆筒筛分试验台。试验台选择斗式提升机及振动喂料器组合控制喂料速度,使用变频器控制滚筒转速,通过拆卸更换不同螺距的导向螺旋控制花生荚果的轴向速度。以白沙、四粒红花生为试验物料,以分级合格率为主控指标,开展正交试验研究,分析了喂料速度、筛筒转速以及导向螺旋螺距对分级指标的影响规律。为了进一步提高花生荚果分级合格率,采用二次回归正交组合方法设计花生荚果分级试验,并通过对试验结果的分析,得出喂料速度、导向螺旋螺距、筛筒线速度与花生荚果分级合格率之间的函数关系,为花生荚果分级机的结构设计及工作参数的选择提供了理论依据。综合白沙与四粒红花生荚果正交试验与二次回归正交组合试验结果可知,白沙花生分级试验中,分级筛筒转速、喂料速度及导向螺旋螺距均影响分级指标,其中喂料速度与导向螺旋螺距对分级合格率有显著影响。通过三元二次回归正交组合试验得出白沙分级合格率与这三个试验因素的函数关系式,并对该关系式规划求解预测最优方案,得出最优参数组合为喂料速度为738kg/h,导向螺旋螺距为167mm,筛筒转速为33r/min,代入回归方程可得白沙花生荚果分级合格率可高达93%。四粒红荚果因形状较为规整,分级合格率均可达到80%以上,当喂料速度为800kg/h,导向螺旋螺距为110mm,筛筒线速度为33r/min时,分级合格率最高,此时分级合格率为93%。分别对两个品种花生最佳分级参数组合进行试验检验,验证结果与分析结果一致,两个品种的分级试验均达到了优化改进的预期目标。