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装袋是马铃薯从收获到运输和储藏的重要环节,马铃薯入袋后的质量将影响运输、贮藏效果,马铃薯装袋机造成的机械损伤成为此阶段马铃薯损伤的主要来源。为解决现有马铃薯装袋机效率低、损伤率高的问题,本文设计了新型的导流、撑袋和定重装袋结构,研制了一种高效低损的辊式导流马铃薯自动定重装袋机,主要研究内容如下:(1)对马铃薯自动定重装袋机进行结构设计,摒弃了传统机械结构,设计了全新的导流机构、撑袋机构和定重装袋机构,解决了传统马铃薯装袋机薯块堆积伤薯的问题。(2)对机器的关键部件进行了力学分析,对关键运动过程进行了运动学分析,确定了影响马铃薯损伤和装袋效率的主要因素为导流仓门角度、输送速度和上料量。(3)以导流仓门角度、输送速度和上料量为试验因素,以破皮率、伤薯率和单口装袋效率为试验指标进行二次回归旋转正交组合试验,通过Design-Expert 8.0.6对试验结果进行方差分析,确定了影响试验指标的因素主次顺序,并对试验数据进行拟合,得到可较好表示试验因素与指标数学关系的多元回归方程,同时通过响应面分析直观的判别优化区域,分析了试验因素对试验指标的影响规律。(4)利用Design-Expert 8.0.6优化模块并结合实际工作情况确定各因素最佳取值,在此基础上进行试验台验证试验,试验结果表明:当导流仓门角度为45°,输送速度为0.35 m/s,上料量为27 t/h时,破皮率为1.8%,伤薯率为1.4%,单口装袋效率为12.4 t/h,该参数下辊式导流马铃薯定重装袋机破皮率和伤薯率较低,且装袋效率较高。(5)根据相应参数,研制了一种适用于多工位马铃薯装袋机的自动定重装袋系统。该控制系统采用气缸作为执行元件取代人工操作,通过传感器采集信息,经过PLC处理信息控制多个电磁阀实现各气缸的动作,并通过相应的逻辑顺序实现各装袋口交替工作,衔接动作更连贯,大大提高了各装袋口利用率,同时对该控制系统进行了软件和硬件的设计。(6)在此设计基础上进行了控制系统的装袋性能试验。装袋性能试验表明:多工位马铃薯定重装袋控制系统运行良好,定重装袋误差率较低,其定重装袋误差率范围为0~1.71%,较好的实现了自动定重装袋,可满足用户的马铃薯装袋要求。本研究对促进马铃薯装袋机智能化进展、提高马铃薯装袋机作业效率具有重要意义。