蔬菜收穫機拉拔切割過程的受力！

作者： 高國華等 農業工程學報

在收穫機切割蔬菜試驗過程中，經常出現切割斷口不平齊、收穫效果不佳等問題。為使設施蔬菜能夠獲得較好的收穫效果，同時提高整機的可靠性，大多數研究致力於優化收穫過程中刀具切割蔬菜莖部的影響因素，但未能從切割機理上進行更深層次研究，而是更偏向於通過參數優化來解決工程問題。

為深入研究設施蔬菜收穫機拉拔切割過程的力學特性及切割機理，該文以生菜根莖部為蔬菜收穫機切割特例，自行設計和改造了一台蔬菜根莖部切割裝置，可對切割力和刀具位移進行實時測量，並對處於拉拔狀態下的生菜根莖部進行了切割試驗。

根據試驗結果分析，將整個切割過程分為形變階段、破裂階段和切割階段。利用能量平衡理論分析了各個階段能量之間的轉化關係。利用指數函數對變形階段切割力進行了數學擬合建模，誤差在-5.3%～7.8%之間；利用能量法分析推導了切割階段的切割力數學模型，誤差在-9.6%～8.2%之間；破裂階段的切割力模型簡化為直線減小。試驗和模型所得切割力曲線能很好地吻合，證明了對生菜根莖部切割過程建模的正確性。

結果表明：拉拔力有利於減小切割階段的切割力，但過大的拉拔力容易導致切割斷口不平齊、收穫效果不佳。該研究結果有助於理解蔬菜根莖部切割特性及其切割機理，可為今後改進蔬菜切割裝置提供參考。

編輯：森林木