周 宇
(葫蘆島市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心,遼寧 葫蘆島 125099)
丹東板栗以品質(zhì)優(yōu)良聞名,果實個大,色澤白,口感好,不裂瓣,易加工,綜合價值高,營養(yǎng)物質(zhì)豐富。成熟板栗刺苞的銳刺有長有短、有疏有密,板栗刺苞外徑為 70~91 mm, 內(nèi)藏板栗果 2~3 個, 直徑 30~40 mm,成熟時裂為4 瓣。 板栗果呈三角形狀,橢圓或扁橢圓形,有頂尖,紅褐色或淡褐色。收獲后的板栗中常夾雜有少量樹枝、樹葉等雜質(zhì),通常選擇人工方式,利用剪子等工具把板栗的刺苞打開獲得果實。這種傳統(tǒng)人工作業(yè)容易被板栗刺苞刺傷手掌, 且工作速度慢。此外,如果板栗放置時間過長,則未能剝?nèi)ネ鈿さ拇贪鷷е鹿麑嵥稚⑹?,易發(fā)生霉變和蟲蛀。 為解決以上問題,設(shè)計一種板栗脫苞機,以期為板栗機械設(shè)計提供理論參考。
板栗脫苞機主要由柔性擠壓脫苞裝置、 雙層網(wǎng)篩選裝置、驅(qū)動電機、風機及機架構(gòu)成,如圖1 所示。整機上部設(shè)有柔性脫苞裝置,中部安裝雙層網(wǎng)篩選裝置,底部安裝風機清選裝置。 電機通過皮帶輪傳動帶動脫苞裝置擠壓輥、風機和曲柄連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動。脫苞裝置由外擋筒、弧形網(wǎng)板和擠壓輥組成,外擋筒和弧形網(wǎng)板組裝在一起,包圍在擠壓輥外部,使擠壓輥在其內(nèi)部進行轉(zhuǎn)動。 整機底部的風機出風口朝向出料口。
圖1 板栗脫苞機結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1 Structural diagram of Chinese chestnut shell stripping machine
電動機啟動后,通過帶傳動將動力輸出至各工作部件,即風機運轉(zhuǎn)、雙層網(wǎng)篩抖動、主軸轉(zhuǎn)動、柔性脫苞裝置運轉(zhuǎn)等。 板栗苞裝入進料口后,進入柔性脫苞裝置。 柔性脫苞裝置內(nèi)的擠壓輥會連續(xù)翻動板栗苞,刺苞在被攪動的過程中與網(wǎng)板不斷接觸而出現(xiàn)苞體折斷、揉搓破裂等現(xiàn)象。 板栗果和小型脫離刺苞通過第一層篩網(wǎng)落入第二層篩網(wǎng),而沒有脫離刺苞的板栗則留在第一層篩網(wǎng)繼續(xù)脫苞。板栗果和脫離的刺苞通過第二層篩網(wǎng)從下層出料口送出。下落的板栗果和刺苞在風機氣流的作用下,較重的板栗果實偏移距離較近,偏輕的破碎刺苞偏移距離較遠,進而完成刺苞與板栗果的風選分離。
脫苞裝置由脫苞筒外殼、擠壓輥、網(wǎng)板和彈簧組成。 網(wǎng)板由螺紋鋼交錯放置后焊接固定成型,其孔間隙尺寸根據(jù)板栗果實尺寸確定,但上限不能超過帶刺苞板栗的大小,下限不能小于板栗果實的大小,以保證板栗刺苞經(jīng)柔性破壞脫苞后其果實能順利通過網(wǎng)板,并攔住未脫苞板栗。 擠壓輥上安有彈性橡膠材質(zhì)片,能對板栗刺苞施加揉擠剝苞力,利于板栗刺苞的揉碎、破裂,且可避免板栗果實損傷。擠壓輥采用空心設(shè)計,以減輕整機重量。輥子中心軸兩端安有軸承,其中一端還安裝大帶輪和小帶輪。擠壓輥三維結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。
圖2 擠壓輥三維結(jié)構(gòu)圖Figure 2 3D structural diagram of the extrusion roller
篩選裝置主要由雙層篩選網(wǎng)、曲柄連桿機構(gòu)和風機組成。雙層篩網(wǎng)用于抖動分選,篩網(wǎng)一端連接滾輪、軌道,另一端連接曲柄連桿機構(gòu)。通過電機驅(qū)動、帶傳動曲柄搖桿,推動雙層篩網(wǎng)連續(xù)不斷抖動。 雙層篩網(wǎng)的三維結(jié)構(gòu)如圖3 所示,其作用是接收經(jīng)網(wǎng)板從柔性脫苞裝置落入的板栗果和破碎的板栗刺苞,并進行初次分選。 當板栗果和板栗刺苞落至出料口時,再由風機進行二次風選分離。
圖3 雙層篩網(wǎng)三維結(jié)構(gòu)圖Figure 3 3D structural diagram of the double-layer screen
風選裝置由底部風機和出料口組成。當沒有篩凈的板栗刺苞從出料口掉落時,旋轉(zhuǎn)葉片送出的風力可把混入板栗果實中的板栗刺苞吹離分開,實現(xiàn)破碎刺苞與板栗果實的分離。板栗果實較重,故偏移較近;破碎的刺苞偏輕,則偏移距離較遠。 聚風筒可將風機產(chǎn)生的風聚集,繼而提升風力效果。
設(shè)計的板栗脫苞機經(jīng)試驗驗證, 具有以下特點:1) 柔性脫苞, 通過裝有橡膠板的柔性揉搓板與裝有彈簧的網(wǎng)板之間多次柔性摩擦,使板栗刺苞受到線性均勻力,利于降低板栗剝苞的損傷率;2) 雙層篩選裝置采用曲柄搖桿機構(gòu)抖動方式, 配合風機風力清選,可將板栗果實和刺苞及雜物分開,有效提高分選與清選效果;3) 機器占地面積小、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便;4)大大減輕操作者勞動強度,降低人力資源消耗。