【科研进展】花生机械化摘果损伤机理研究取得进展
- 来源：农业农村部南京农业机械化研究所
- 2023/1/11 8:36:35
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【农机网 科技创新】近日，农业农村部南京农业机械化研究所 绿色耕作与根果类收获机械化创新团队 张鹏、徐弘博等为解决全喂入切流式花生摘果损伤率高的问题，通过自主研发设计并搭建花生摘果摩擦碰撞试验台，开展花生摘果损伤机理特性研究。该试验台可根据花生果秧及荚果生物性状、物理特性、滚筒转速、接触摘果部件材料等条件拟定试验方案进行模拟摘果摩擦碰撞损伤试验，揭示不同工况下花生摘果碰撞接触对损伤表面的影响机理。相关研究成果发表在《Agronomy》上。
团队成员搭建的花生摘果摩擦碰撞试验台即一种贴近作业工况、试验精确度高、性能可靠的花生机械化摘果含摩擦碰撞试验机。可以在一定范围内根据不同工况对摘果转速、接触角度、深度以及不同材料特性等进行调整。既可以进行实际工况模拟分析研究，同时也能够实现花生摘果过程中所受的碰撞进行分析，从而实现对试件材料的摩擦—碰撞耦合特性及其对应产品的综合使用性能分析。
花生摘果摩擦碰撞试验台
花生摘果摩擦碰撞接触分析示意图
以花生主产区典型品种“大白沙”做研究对象，通过花生摘果碰撞摩擦试验台在不同条件下(接触线速度、接触材料、侵入深度、含水率)对花生摘果碰撞摩擦的特性规律展开试验研究。单因素条件确定后开展了3因素3水平的正交试验。试验结果发现，花生摩擦系数和花生果荚磨损量的影响主次顺序分别为：表面侵入深度>果荚含水率>接触线速度，果荚含水率>表面侵入深度>接触线速度。
除此之外，该团队还利用Micro-CT及白光干涉仪等仪器对花生摘果弹齿表面碰撞磨损、表面残留，以及花生果壳损伤特性展开进一步分析，探究花生摘果损伤机理。
花生摘果摩擦碰撞损伤Micro-CT剖面分析
团队将此研究结果应用于切—轴流式全喂入摘果机构的优化设计，减小花生摘果损伤率，减小整机负载、比配空间及生产成本，并通过对秧果分离机械式提升机构优化，有效降低作业扬尘浓度，既解决了摘果损伤率高作业效率低的难题，又降低了作业扬尘排放污染，满足了花生主产区全喂入收获作业市场需求，协助团队在绿色高效花生收获机械化领域取得创新性突破。
目前该机型已经通过农业农村部《农业机械试验鉴定办法》的试验鉴定和DG/T007-219《花生收获机》的推广鉴定，被纳入河南省购机补贴目录，并实现批量化生产，产品已在我国冀、鲁、豫、苏、皖、鄂、等地推广应用，取得了良好的经济、社会与生态效益。
该研究得到了江苏省自然科学基金（青年科学基金项目）（BK20190140）和中国博士后科学基金面上项目(No.2021M7018020)的资助。
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