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随着莲子产业规模的扩大和农村剩余劳动力的减少,莲仁机械去心替代手工去心已成为莲子加工业发展的必然要求。然而,现有莲仁机械去心设备在去心过程中普遍存在莲仁崩碎现象。该现象的存在,既影响莲仁的外观质量,同时还增加了其加工损耗,从而影响企业的经济效益。为获得机械去心过程中相关因素对莲仁崩碎的影响规律,降低莲仁加工损耗,提高外观质量,本文从莲仁的压缩力学特性、挤压破碎规律、钻心过程剥落机理及去心工艺参数优化等方面开展了研究。具体研究内容和取得的成果如下:1、莲仁的物理特性研究。试验测试了莲仁的含水率、密度等基本物理参数;同时测试了其弹性模量、抗压强度等与莲仁崩碎相关的力学参数,得到其弹性模量范围为10.61~203.78MPa,抗压强度范围为3.74~10.54MPa,且发现莲仁为各向异性材料;建立了莲仁含水率与各参数间的回归方程,为莲仁加工仿真分析提供了物性参数。2、莲仁挤压破碎机理研究。对5种含水率莲仁进行了挤压破坏试验,测得其挤压破碎载荷范围为39.16~103.92N,挤压过程中的裂纹在压缩点附近和莲仁分型面两侧产生;采用Ansys软件对莲仁进行了挤压仿真,获得了莲仁在挤压载荷下的应力、应变分布规律,仿真得到的莲仁挤压裂纹产生位置以及扩展规律与试验结果基本一致。3、钻削力及莲仁剥落机理研究。试验测试了钻头对莲仁的轴向力,并拟合得到不同钻削工况下的FZ-t曲线;采用Advant Edge软件对莲仁钻心过程进行了模拟,得到的FZ-t曲线与试验曲线基本吻合;分析了钻心工艺参数对轴向力的影响。4、莲仁机械去心参数优化试验研究。设计了莲仁去心试验台并开展了单因素试验和正交试验,分析了莲仁含水率、钻头几何参数,压辊夹紧力等因素对莲仁崩碎的影响,确定了减少莲仁崩碎率的最优组合为:莲仁含水率7.78%、钻头直径2.5mm、压辊夹紧力38N、钻头进给速度20mm/s、钻头转速3000r/min,所得工艺参数可为莲仁机械去心设备研发提供设计依据。