虎杖根系脱土滑梳式辊指的设计与试验

根系脱土是中药虎杖收获的重要环节,采用直线梳刷式脱土辊指实现根土分离极为有效,然而直辊与根系作用时,常出现相互勾连、扯拉等不良状况,致使脱土功耗显著增加,为此该文融入滑切方式,设计了一种曲线滑梳式脱土辊指。根据滑切理论,确定了辊指滑梳的临界条件,利用对数螺线方程建立了辊指梳刃的曲线方程,通过辊指的动力学分析,建立了辊指作业的功耗模型,确定了辊指转速、辊指作业长度、辊指滑切角为功耗的主要影响因素,并根据摩擦角与滑切角关系,利用Matlab软件得到摩擦角和滑切角与功耗的伪彩色能量图,确定功耗最小所对应的辊指滑切角为67°。进行功耗及脱净率试验,利用多目标优化设计方法对试验结果进行综合评价。结果表明:在辊指转速为350 r/min、辊指作业长度为30 mm、辊指滑切角为67°时,脱土辊指的作业性能较优,此时脱净率为93.03%,功耗为76.73 W。研究结果可为虎杖根土分离部件的结构改进设计和作业参数优化提供依据。