王馨竟

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機械工程科學(xué)院 牡丹江農(nóng)業(yè)機械化研究所,黑龍江 牡丹江 157011)

1 目的與意義

據(jù)不完全統(tǒng)計目前黑龍江省栽培木耳超過180億袋，占全國木耳總產(chǎn)量30%，居全國首位。僅以黑龍江省為例，種植戶平均地擺載木耳量為5萬袋，因此市場對木耳菌包的需求量大幅增長。木耳菌包由于出耳的需要，須在菌包袋上割口，割口形狀一般分為Y字形、一字形、O形和△形；割口數(shù)量沿圓周16排，每排沿菌包軸向15孔左右，總計割口量240個左右；割口深度在0.4～0.6 cm左右。如果采用人工割口費時費力，也難以滿足割口的技術(shù)要求。目前市場上現(xiàn)有的割口設(shè)備主要有兩種，一是人工將木耳菌包推送至割口器中，菌包袋在移動過程中實現(xiàn)割口；二是人工將木耳菌包擺放在輸送帶上，由輸送帶將木耳菌包推送至割口器中實現(xiàn)割口。前者因作業(yè)效率低，費工費力而逐漸被市場冷落；后者因菌包在傳送部位擺放不正，菌包傳輸過程容易產(chǎn)生錯位，導(dǎo)致割口深度不均勻、割口變形，且深度和長度也無法控制均勻，造成廢袋率高，影響了其使用效果。因此設(shè)計一種作業(yè)效率高、割口均勻、深度一致的自動割口裝備成為用戶迫切需要。

2 結(jié)構(gòu)與原理

2.1 主要結(jié)構(gòu)

本機主要由行程開關(guān)、電機、減速傳動裝置、機架、上層輸送裝置、側(cè)端扶正裝置、下層輸送裝置、割口器總成等組成(圖1)。

1.行走輪；2.電機；3.單體割口器；4.割口器總成；5.機架；6.上層輸送帶；7.輸送帶壓輪；8.輸送帶被動輪；9.上層輸送帶張緊裝置；10.輸送帶支撐輪；11.行程開關(guān)；12.側(cè)端扶正裝置；13.下層輸送帶；14.下層輸送帶張緊裝置圖1 菌包自動割口設(shè)備機構(gòu)圖

2.2 工作原理

本機采用電機傳動，通過減速裝置將動力傳遞給上、下層輸送帶，下層輸送帶兩側(cè)裝有扶正裝置。當(dāng)把木耳菌包放在下層輸送帶上時，扶正裝置會把菌包自動扶正并啟動行程開關(guān)，電機開始運行帶動上、下層輸送帶運轉(zhuǎn)。木耳菌包在下層輸送帶的帶動下向前運行，進入到上、下層輸送帶之間，并在上、下層輸送帶的夾帶下穩(wěn)定推送至割口器總成中。從而實現(xiàn)木耳菌包在移動過程中，均勻割口作業(yè)，再由下一個菌包推出，如此往復(fù)連續(xù)作業(yè)。

3 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 單體割口器設(shè)計

單體割口器主要由割口元件、割口圓盤和安裝底座組成(圖2)。

1.安裝底座；2.卡扣；3.深淺調(diào)節(jié)螺栓；4.回位彈簧；5.支撐架；6.割口圓盤；7.割口元件圖2 單體割口器結(jié)構(gòu)圖

割口元件安裝在割口圓盤上并沿其圓周均布，更換不同的割口元件即可獲得不同割口形狀；割口圓盤安裝在支撐架上并可沿圓柱轉(zhuǎn)動，改變調(diào)節(jié)螺栓深淺即可改變割口圓盤的位置，達到改變割口深淺的目的；安裝底座和卡扣共同作用可將單體割口器固裝并鎖定在環(huán)形圓筒上。

3.2 割口器總成設(shè)計

割口器總成主要由多個單體割口器和割口器底座兩部分組成(圖3)。

1.底座掛接板；2.喇叭狀圓筒；3.環(huán)形圓筒；4.單體割口器圖 3 割口器總成結(jié)構(gòu)示意圖

利用安裝底座和卡扣可將單體割口器固裝并鎖定在環(huán)形圓筒上，再由割口器總成上的底座掛接板固定在機架上。改變單體割口器沿環(huán)形圓筒圓周安裝數(shù)量，即可改變其在木耳菌包割口排數(shù)(圖4)。

1.單體割口器；2.環(huán)形圓筒圖4 單體割口器安裝示意圖

3.3 扶正裝置設(shè)計

扶正裝置位于下層輸送帶喂入端兩側(cè)，一側(cè)扶正板固接在機架方管上，另一側(cè)鉸接扶正板用合頁連接在機架上。當(dāng)菌包放置在輸送帶上時，扶正板一端側(cè)邊下沉與另一側(cè)扶正板側(cè)邊共同限位，保證菌包和割口器同心并直線向前輸送，從而防止菌包脫軌錯位，發(fā)生堆袋問題(圖5)。

1.下層輸送帶輪；2.下層輸送帶；3.機架方管；4.扶正板；5.菌包；6.合頁；7.行程開關(guān)；8.鉸接扶正板圖5 扶正裝置結(jié)構(gòu)原理圖

3.4 上、下層輸送裝置設(shè)計

按照木耳菌包割口的工藝要求，多個單體割口器所圍成的割口器總成上的割刀圓環(huán)形內(nèi)徑要小于菌包的直徑1 cm左右。木耳菌包如果沒有一個向內(nèi)推送的外力，就很容易發(fā)生卡滯、菌袋破損和堆壓。因此設(shè)計了上、下兩層輸送裝置(圖6)，保證了菌包在上、下兩層輸送帶的夾帶下，同步穩(wěn)定推送至割口器總成中。

1.下輸送裝置；2.下輸送帶；3.菌包；4.上輸送裝置；5.上輸送帶；6.軸承座；7.機架方管；8.主動鏈輪 圖6 上、下層輸送裝置配置結(jié)構(gòu)簡圖

4 應(yīng)用效果與前景

4.1 應(yīng)用效果

該機只需2名工人操作，一人放菌包，一人在機器前端將割好口的菌包接下并擺在菌包框內(nèi)。這款設(shè)備與傳統(tǒng)的人工割口作業(yè)相比節(jié)省人力、割口質(zhì)量好、作業(yè)效率高，降低了種植戶作業(yè)成本，達到了節(jié)本增效的目的。

4.2 應(yīng)用前景

木耳中含有豐富的營養(yǎng)元素，尤其是纖維素和植物膠原能夠促進胃腸蠕動，減少脂肪的吸收，深受百姓的喜愛，已經(jīng)成為百姓餐桌上常見的美食之一。隨著人們對養(yǎng)生越來越看重，木耳市場需求量也越來越大，從而帶動了木耳種植業(yè)的不斷發(fā)展，木耳的種植量也逐年提高。木耳菌包割口設(shè)備取代人工成為木耳栽培不可缺少的作業(yè)環(huán)節(jié)，因其價格低廉、操作簡單、作業(yè)質(zhì)量好、作業(yè)效率高，深受種植戶的歡迎，具有廣闊的發(fā)展前景。