荸荠是我国重要的水生蔬菜之一,去皮是荸荠食用前必不可少的环节,本文针对荸荠人工去皮劳动强度大、现有去皮机具的去净率低、损失率高等问题,开展荸荠去皮技术研究,研制了一种组合式荸荠去皮机以提高其果皮去净率,降低果肉损失率,主要获得如下结果:(1)开展了荸荠物料特性研究。完成了荸荠压溃特性、剪切特性、果肉压缩特性以及抗压强度测试,获取了荸荠生物学和物理学相关特征参数。压溃试验显示压溃的速度、方向对荸荠力学特性有显著影响,侧皮与芽部、根部抗压性差异较大;果肉压缩试验得出荸荠为各项异性材料;剪切试验发现采用V型刀剪切荸荠时剪切速度对其力学特性影响不显著。此外,芽部切削力为60.56N,根部切削力为70.95N,径向弹性模量为6.312MPa,轴向弹性模量为3.704MPa,径向抗压强度为0.835MPa,轴向抗压强度为0.399MPa,密度为1.075g/cm~3。(2)完成了组合式荸荠去皮机结构设计和样机试制。结合现阶段荸荠去皮现状,根据物料特性测试结果分析,综合切削与摩擦工艺,采用先切削去芽根再摩擦去侧皮的方式,将荸荠通过双落料漏斗同时进入两条同步运行的去皮通道去皮。荸荠定位采用齿轮盘面开孔定位,孔位内设置有3D打印仿形夹具使荸荠贴合更加紧密,切削芽根时更加平稳。侧皮摩擦选用金刚砂粒与海绵带粘连在同步带光面上,起增大摩擦作用;两摩擦带反向差速运动时,荸荠在两相邻面的摩擦作用下去除侧皮。将控制系统集成于塑料电箱中,开关等旋钮布置在外壳,增强了操作安全性。(3)开展了整机去皮性能试验。机器空运转试验时无干涉情形;整机性能试验发现在定位齿轮保持低转速运转条件下喂料更加平稳,高速运转时易剪破荸荠;刀具低转速条件下切削较平稳且发生二次切削概率较低;定位齿轮转速为10r/min,刀具速度为100r/min时,芽、根去净率较高,分别为79.04%、83.77%;在试验范围内摩擦带Ⅰ、带Ⅱ转速分别为400r/min、300r/min时,侧皮去净率较高,为84.93%。机具整体性能试验表明去皮损失率为43.03%,去净率为77.43%。