擠壓揉搓式板栗脫殼機(jī)設(shè)計(jì)方案

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1、擠壓揉搓式板栗脫殼機(jī)的設(shè)計(jì) -機(jī)電論文 擠壓揉搓式板栗脫殼機(jī)的設(shè)計(jì) 黃金艷王剛 （臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，山東 臨沂276005） 【摘要】近年來板栗深加工產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，對(duì)于板栗仁的需求使得板栗脫殼 機(jī)械應(yīng)運(yùn)而生，市場上現(xiàn)有的板栗脫殼機(jī)都有其各自的缺點(diǎn)。 通過對(duì)現(xiàn)有板栗脫 殼方法的研究［2-6］，以提高脫殼率和整仁率為目的，將擠壓脫殼法與揉搓法有 機(jī)結(jié)合，得到擠壓揉搓式板栗脫殼機(jī)。該機(jī)主要由擠壓輥筒和揉搓輥筒構(gòu)成， 并 在擠壓輥筒的滾動(dòng)面上設(shè)計(jì)了滾花處理，以增加輥筒與板栗接觸的粗糙度。該機(jī) 無論是從組成結(jié)構(gòu)、工作原理還是技術(shù)參數(shù)等方面分析，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方 便、功能強(qiáng)以及制造成本低

2、等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞板栗；輥筒；擠壓；揉搓；脫殼 0引言 中國特產(chǎn)的板栗分布廣泛，品質(zhì)優(yōu)良。它的風(fēng)味雋美，甜香可口，宋代詩人 范成大曾用詩句“柴爛山梨紅皺棗，總輸易栗十分甜”來贊美板栗的味道。 不僅 如此，板栗的食用方法多樣，且富含蛋白質(zhì)、維生素 C和多種礦物質(zhì)，具有保 健的功效，營養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值都很高，深受大眾的喜愛 ［1］。 近些年來，我國的板栗種植面積和板栗的產(chǎn)量都飛速增加。然而，新鮮板栗 不易貯存，極易發(fā)生霉變腐爛從而造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失， 想要解決這一問題并 且獲得更高的經(jīng)濟(jì)收益必須進(jìn)行深加工處理， 其中去殼處理是第一步也是非常重 要的一步。由于缺乏成熟的板栗脫殼去衣機(jī)械，阻礙了

3、板栗的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。 1脫殼方法的選擇 目前的板栗脫殼方法主要有灼燒法、 激光法、 化學(xué)腐蝕法、微波法和機(jī)械法。 其中前四種方法由于具有加工成本咼， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 安全性低等缺點(diǎn)，并不適合個(gè) 體戶以及小型板栗加工企業(yè)使用， 而機(jī)械脫殼法結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、成本低廉 易推廣。機(jī)械脫殼法包括剪切法、擠壓法、沖撞法、揉搓法、撕扯法等 [6]。 板栗與其它堅(jiān)果不同，在它的外殼與栗仁之間還有一層紅衣與之緊密結(jié)合， 無法直接進(jìn)行機(jī)械脫殼。在機(jī)械脫殼之前先將板栗進(jìn)行外殼表面劃割，然后進(jìn)行 板栗干燥處理以使板栗脫水從而使板栗的紅衣與外殼結(jié)合而與栗仁分離。 經(jīng)過干 燥后的板栗殼較脆經(jīng)適當(dāng)擠壓會(huì)自

4、然裂， 但殼仁不易分離。因此本機(jī)選用擠壓與 揉搓結(jié)合的方法，使經(jīng)過表面劃割和干燥后的板栗先受到擠壓輥筒的擠壓作用破 殼，再進(jìn)入揉搓輥筒實(shí)現(xiàn)殼仁分離。 2總體設(shè)計(jì) 該機(jī)主要由擠壓輥筒、揉搓輥筒以及安裝在機(jī)架下部的電動(dòng)機(jī)，主動(dòng)輪及傳 動(dòng)皮帶，加之安裝在機(jī)架上的進(jìn)料斗、機(jī)殼、風(fēng)機(jī)、篩網(wǎng)、出殼口、出仁口、緩 沖板等構(gòu)成。要點(diǎn)是擠壓輥筒的滾動(dòng)面上滾花處理， 以增加輥筒與板栗接觸的粗 糙度，并在與擠壓輥筒相對(duì)的機(jī)殼內(nèi)壁上裝有軋板 （軋板通過螺栓連接在機(jī)殼內(nèi) 壁上，通過調(diào)整螺栓可調(diào)節(jié)軋板與擠壓輥筒之間間隙）。該機(jī)設(shè)計(jì)了兩個(gè)傳動(dòng)軸， 傳動(dòng)軸I安裝在機(jī)架上，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸I運(yùn)轉(zhuǎn)并使安裝在其上的揉搓輥筒工

5、作，揉搓輥筒內(nèi)部安裝有螺旋筋板，出料調(diào)節(jié)板安裝在揉搓輥筒側(cè)面。 揉搓輥筒 安裝在傳動(dòng)軸n上,傳動(dòng)軸u的動(dòng)力由安裝在傳動(dòng)軸I一端的主動(dòng)輪， 通過皮帶 傳給安裝在傳動(dòng)軸u—端的從動(dòng)輪。 位于傳動(dòng)軸n上的擠壓輥筒上，裝有機(jī)殼和 進(jìn)料斗，二者用小螺桿連為一體；主動(dòng)輪與從動(dòng)輪間套有皮帶防護(hù)罩； 機(jī)架下部 制作了栗仁出仁口和栗殼的出殼口。其中機(jī)殼、進(jìn)料斗、出殼口、出仁口、皮帶 防護(hù)罩，緩沖板均連接固定在機(jī)架上。這樣，就構(gòu)成一個(gè)擠壓揉搓式板栗脫殼機(jī)。 使用時(shí)，將經(jīng)過劃割、干燥和分級(jí)處理后的板栗從板栗脫殼機(jī)頂部的進(jìn)料斗 均勻不間斷的送入（若一次性進(jìn)料太多，會(huì)造成板栗堵塞在料斗的進(jìn)料口處無法 順利進(jìn)入工作腔內(nèi)

6、進(jìn)行破殼），在輥筒的旋轉(zhuǎn)力作用下，物料先通過擠壓輥筒與 機(jī)殼內(nèi)壁軋板形成的間隙受到擠壓作用， 從而使栗殼破裂，然后垂直下落進(jìn)入揉 搓輥筒，在揉搓輥筒內(nèi)板栗受到擠壓、碰撞、打擊等作用使得栗殼與栗仁分離， 接著通過調(diào)節(jié)出料調(diào)節(jié)板使栗殼、 栗仁混合物從揉搓輥筒內(nèi)排出，經(jīng)由緩沖板落 向網(wǎng)篩，在殼仁混合物下落過程中，殼仁混合物受到來自風(fēng)機(jī)的氣流作用， 質(zhì)量 較輕的栗殼及殼渣被吹入出殼口，質(zhì)量重的板栗仁由出料斗排出。從而實(shí)現(xiàn)了板 栗的脫殼以及殼仁分離。 圖T擠壓揉搓式板栗脫豈機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖 Fig.1 Structure diagram of squeezed rub style chestnut s

7、helling machine J進(jìn)持斗憶擠圧幌詞汎躱蘆蜒簡.出対調(diào)節(jié)屜土嬪沖枷r丨】門 : 口出出匕口浮氏機(jī)；10.諸輪；lh可調(diào)軋扳；12.?擠壓輕簡；1二揉就輕謁:4咚代 I 3主要技術(shù)參數(shù) 3.1材料選擇 由于所加工的板栗硬度較低，故本板栗脫殼機(jī)構(gòu)所用的機(jī)殼以及擠壓輥筒、 緩沖板、揉搓輥筒均采用45鋼即可滿足使用要求［4］。而與擠壓輥筒配合工作的 軋板則采用工程塑料，原因是45鋼硬度較高彈性較差，對(duì)板栗的擠壓力較大； 工程塑料硬度較低彈性較好，對(duì)板栗的擠壓力較 45鋼小。若輥筒和軋板都采用 45鋼，板栗的破殼率較高，但同時(shí)板栗仁的破損率也高；若都使用工程塑料， 則會(huì)造成破殼不

8、充分。故擠壓輥筒選擇 45鋼材料，軋板采用工程塑料，這樣配 合使用板栗的破殼率較高，而破損率較低。 3.2擠壓輥筒的速度 擠壓輥筒的速度對(duì)于板栗脫殼效率和栗仁的破損率有著非常重要的影響。速 度過高可以提高板栗的破殼率，但同時(shí)也會(huì)造成大量的栗仁破損； 速度過低則會(huì) 造成破殼不充分，從而影響脫殼率。經(jīng)過試驗(yàn)，當(dāng)擠壓輥筒的速度大于340r/min 時(shí)會(huì)使栗仁破損率大大增加，所以應(yīng)控制好擠壓輥筒的轉(zhuǎn)速。 3.3電動(dòng)機(jī)選擇 在本設(shè)計(jì)中，考慮到實(shí)際情況，主軸轉(zhuǎn)速在 300r/mi n 左右為宜。電磁調(diào)速 電動(dòng)機(jī)能在規(guī)定的調(diào)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)均勻的、連續(xù)的、無級(jí)調(diào)速，并能輸出額定轉(zhuǎn) 矩，在運(yùn)行中當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩

9、變動(dòng)時(shí)（下轉(zhuǎn)第 150頁）（上接第120頁）可通過控制 器的負(fù)反饋控制系統(tǒng)使輸出轉(zhuǎn)速基本不變， 所以選用電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)來提高板栗 脫殼機(jī)工作的穩(wěn)定性。因此選用YCT132-4B型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸工作。 其速度調(diào)節(jié)區(qū)間為125?1400r/min，額定轉(zhuǎn)矩9.5N ? m,功率為.5kW。 4破殼試驗(yàn)效率與其他原理的機(jī)械式板栗脫殼機(jī)的比較 經(jīng)試驗(yàn)得出，本擠壓揉搓式板栗脫殼機(jī)的平均脫殼率為 95%，整仁率為90%， 擠壓式板栗脫殼機(jī)的平均脫殼率為 81%，整仁率86%，揉搓式板栗脫殼機(jī)的平 均脫殼率為85%，整仁率84%。通過比較可知，本擠壓揉搓式板栗脫殼機(jī)大大 提高了板栗的脫殼率且

10、幾乎沒有降低整仁率。顯然本擠壓揉搓式板栗脫殼機(jī)的綜 合性能是最好的。 5總結(jié) 本文的創(chuàng)新點(diǎn)是進(jìn)行了板栗脫殼機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)的擠壓脫殼法與揉 搓法有效的結(jié)合起來，首先采用輥筒擠壓使干燥后的板栗破殼，然后通過揉搓、 相互碰撞使栗仁栗殼分離，最后通過篩網(wǎng)和風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)殼仁分離，大大的提高了板 栗脫殼率。當(dāng)然板栗的干燥程度對(duì)于板栗脫殼率的影響顯著， 適當(dāng)干燥板栗對(duì)于 提高板栗的脫殼率和降低破損率是至關(guān)重要的。 參考文獻(xiàn) [1] 張宇和 柳鎏，梁維堅(jiān),張育明?中國果樹志?板栗：M].榛子卷.北京沖國林 業(yè)出版社，2005 . [2] 張黎驊，張文，茍文.麻風(fēng)果脫殼機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究 [

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