6TB－400型巴旦木脫青皮機(jī)的優(yōu)化設(shè)計

喬園園，郭兆峰，牛長河，王學(xué)農(nóng)，劉向東，吐魯紅·吐爾迪，劉旋峰，孫小麗

（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，新疆 烏魯木齊 830091）

巴旦木是世界四大著名干果之一，屬于第三紀(jì)孑遺植物，被譽(yù)為活化石[1]。巴旦木主要產(chǎn)在天山以南喀什綠洲的疏附、英吉沙、莎車、葉城等縣[2~3]。2013年度僅新疆喀什地區(qū)莎車縣巴旦木種植面積已擴(kuò)大到6.67萬hm2，到“十二五”期末，全縣農(nóng)民人均純收入50%將來自以巴旦木為主的林果業(yè)，實現(xiàn)“巴旦木富民強(qiáng)縣”目標(biāo)。

巴旦木營養(yǎng)價值堪稱所有干果中最高的，它的營養(yǎng)比同重量的牛肉高6倍[4、7]。但目前國內(nèi)的巴旦木深加工技術(shù)還處于空白，巴旦木脫青皮是巴旦木生產(chǎn)過程中第一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前主要手段仍是采用人工進(jìn)行脫青皮處理，而巴旦木成熟期為勞動密集型工期，人力成本高，且工作效率極低，不能滿足巴旦木機(jī)械化生產(chǎn)的需求，因此設(shè)計結(jié)構(gòu)合理的巴旦木脫青皮機(jī)勢在必行。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計

6TB-400型巴旦木脫青皮機(jī)由機(jī)架、動力傳動系統(tǒng)、主軸、螺旋輸送器、送料腔、喂入量調(diào)節(jié)板、喂料斗、青皮分離篩、脫皮葉片、出料調(diào)節(jié)板、出料口等組成。本機(jī)的核心部件為青皮分離篩及內(nèi)部的轉(zhuǎn)動部件，葉片轉(zhuǎn)動時形成的螺旋空間推動巴旦木物料向出料口方向移動。脫皮葉片邊緣與分離篩內(nèi)壁形成的空腔使巴旦木青皮在其間揉搓脫落達(dá)到除去青皮的目的。

圖1 6TB-400巴旦木脫青皮機(jī)結(jié)構(gòu)

6TB-400型巴旦木脫青皮機(jī)的特點是可采用電動機(jī)和拖拉機(jī)兩張驅(qū)動方式。電動機(jī)帶動時選用圖1中電動機(jī)3通過皮帶輪驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動；當(dāng)使用拖拉機(jī)驅(qū)動時僅需要安裝花鍵軸5，不需要安裝電動機(jī)及帶輪等部件，可根據(jù)用戶的需求進(jìn)行配置選擇。

1.2 工作過程及原理

作業(yè)時，由動力傳動系統(tǒng)（如采用拖拉機(jī)帶動需要安裝花鍵軸頭）驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動固定在主軸上的螺旋脫皮葉片轉(zhuǎn)動，螺旋脫皮葉片邊緣的非金屬材料將從喂料斗落入青皮分離篩中的帶青皮巴旦木旋入青皮分離篩與螺旋脫皮葉片構(gòu)成的脫皮空間內(nèi)，帶青皮巴旦木在旋轉(zhuǎn)的脫皮葉片帶動下既相互揉搓摩擦又與青皮分離篩內(nèi)壁、螺旋脫皮葉片摩擦，致使表面青皮剝離，剝離下來的青皮從青皮分離篩的篩孔或縫隙中排出，脫皮后的巴旦木從出料口排出。

2 各部件的優(yōu)化設(shè)計

該機(jī)是對前期試驗用巴旦木脫青皮機(jī)的優(yōu)化與功能改良[8]，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）為方便用戶增加了動力選擇方案；（2）增加了行走輪設(shè)計，便于機(jī)具的移動；（3）增加活門設(shè)計便于堵塞時進(jìn)行手動清理；（4）增加主軸拆裝板的設(shè)計，便于主軸上易損件更換時的拆卸工作。

2.1 行走輪的優(yōu)化設(shè)計

增加行走輪的設(shè)計，使在拖拉機(jī)對整機(jī)進(jìn)行懸掛后便于運輸，由圖2中箭頭指向的行走輪及輪軸等組成。但在機(jī)具進(jìn)行脫青皮作業(yè)時需要保證兩輪穩(wěn)固不可移動。

圖2 行走輪示意

2.2 篩筒活門優(yōu)化設(shè)計

如圖3，因篩筒較長，一旦發(fā)生堵塞或卡死很難進(jìn)行清理操作，因此必須增加活門，活門兩端均由螺栓連接于篩筒側(cè)面，保證作業(yè)時，活門拆卸方便。

使用時，松動安裝活門的兩對螺栓，將活門拆下，從活門口檢查篩筒軸的轉(zhuǎn)動是否順暢，檢查非金屬螺栓葉片是否有磨損，檢查是否有物料堵塞，發(fā)生擁堵時可很快將堵塞的物料清理去除。

圖3 篩筒活門示意

2.3 主軸拆裝板的優(yōu)化設(shè)計

增加主軸拆卸板的設(shè)計，有利于在機(jī)具運行前或運行一段時間后進(jìn)行機(jī)具的故障診斷及檢查，因機(jī)具中圖1的螺旋脫皮葉片12為易損件，通過拆卸該板可快速進(jìn)行拆卸并對其進(jìn)行更換。

操作時，首先松開圖4中篩筒一端的螺栓，拆下軸承座，取下篩筒蓋板，將滾筒軸及其附屬部件從篩筒中抽出，同時可檢查篩筒軸上的各焊點是否開焊，非金屬螺旋葉片是否磨損。

3 技術(shù)參數(shù)

上輪機(jī)型在生產(chǎn)地進(jìn)行試驗后，根據(jù)試驗效果及用戶要求對機(jī)具的功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后的參數(shù)如下：

外形尺寸（長×寬×高，mm） 1 644×811×1 475

生產(chǎn)率（kg/h） 400

電動機(jī)（kW） 2.2～2.5

拖拉機(jī)（kW/hp） 12.5/17

額定轉(zhuǎn)速（r/min） 400~800

脫凈率（%） ≥90

破損率（%） ≤5

果中含雜率（%） ≤5

皮中含果率（%） ≤5

4 結(jié)論

（1）該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運輸方便、可操作性強(qiáng)，可根據(jù)作業(yè)條件及作業(yè)要求更換動力形式，即可使用電動機(jī)驅(qū)動又可使用拖拉機(jī)動力驅(qū)動。

（2）該機(jī)在運行過程中發(fā)生擁堵或堵塞可通過活門進(jìn)行及時清理，且維修方便。

（3）可通過調(diào)整傳動比改變機(jī)具轉(zhuǎn)速從而改變青皮處理效果。

[1] 李疆.扁桃的栽培及研究概況[J].果樹學(xué)報.2002，19（5）：346~350.

[2]仲衛(wèi)松.巴旦木優(yōu)良品種分析花期物候觀測及授粉試驗情況初報[J].新疆林業(yè),1978（04）:31~32.

[3]樊濤.油茶果脫青皮機(jī)的設(shè)計[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2011,10（10）:35~36.

[4]張淑平,周冬香,嚴(yán)伯奮,等.巴旦木的營養(yǎng)評價及乳飲料的開發(fā)[J].食品工業(yè)科技,2000,21（1）:36~38.

[5]吐魯洪,吐爾迪,吐遜,等.6BD-150型巴旦木破殼機(jī)的研制[J].新疆農(nóng)機(jī)化 2009（3）:40~41.

[6]丁玲,方玉,許云章,等.薄殼扁桃和厚殼扁桃的品質(zhì)比較研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41（1）:291~293.

[7]李疆,胡芳名,張智俊,等.扁桃主要生物學(xué)特性的觀測[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2003,21（3）:39~40.

[8]喬園園,王學(xué)農(nóng),郭兆峰,等.巴旦木脫青皮機(jī)的設(shè)計[J].新疆農(nóng)機(jī)化,2013 （5）:1~3.