离心式胡椒脱粒装置结构设计与试验

来源：中国农机化学报杂志2025年第9期北京时间：

作者：赵振华, 张园, 沈德战, 韦丽娇,

单位：（1. 中国热带农业科学院农业机械研究所，广东湛江，524091； 2. 广东省农业类颗粒体精量排控工程技术研究中心，广东湛江，524000； 3. 湛江市类颗粒体动力学及精准精量排控重点实验室，广东湛江，524000； 4. 农业农村部热带作物农业装备重点实验室，广东湛江，524091）

摘要：针对胡椒初加工生产线脱粒环节存在损失率和破损率高的问题，设计一种离心式胡椒脱粒装置，对其主要零部件进行受力及速度分析，得出最大理论进料量为3.78 kg/s，最大工作扭矩为554 N·m。应用 ANSYS Workbench 软件有限元分析，对关键部件结构进行轻量化设计并验证其可靠性，改进后的脱粒主轴最大应力为36.75 MPa、筛网最大应力为9.01 MPa，均具有高可靠性。通过中心拟合试验设计，开展三因素三水平二次回归响应面试验，研究脱粒主轴转速、脱粒间隙和喂入量对胡椒脱粒效果的影响，建立以损失率和破损率为响应值的多元二次回归模型，并通过对回归方程在约束条件下求最优解以获得最低损失率和破损率的最佳参数。结果表明各因素对损失率影响的主次关系为喂入量、脱粒主轴转速、脱粒间隙；对破损率影响的主次关系为脱粒主轴转速、脱粒间隙、喂入量。当脱粒主轴转速为552 r/min、喂入量为1.14 kg/s、脱粒间隙为15.2 mm时，达到最佳脱粒效果，此时的损失率为2.44%、破损率为1.14%。

关键词：胡椒,脱粒装置,离心式,有限元分析,响应面试验

基金资助：海南省重点研发计划（ZDYF2022XDNY136）；湛江市科技计划项目（2022A01032，2020A05004）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（1630132023005）