多通道尖齒破殼蓮子行星運(yùn)動(dòng)剝殼機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算

艾靜

摘要：傳統(tǒng)蓮子剝殼機(jī)一般情況下是雙邊機(jī)機(jī)構(gòu)，在應(yīng)用中雖然效率比較高，但是機(jī)器故障發(fā)生率高，維修難度大等等，針對這一問題本次研究多通道尖齒破殼蓮子行星運(yùn)動(dòng)剝殼機(jī)，針對其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算，得到相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法，以能夠在滿足蓮子剝殼需求基礎(chǔ)上，為蓮子剝殼機(jī)發(fā)展提供新方向。

關(guān)鍵詞：多通道；剝殼機(jī)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

關(guān)于蓮子加工技術(shù)一直是一個(gè)難點(diǎn)，傳統(tǒng)蓮子加工工藝包括采摘、剝離、剝殼、去皮以及干燥等，剝殼難度大，采用弧形刀割開蓮子殼之后，需要人工用手逐一進(jìn)行蓮子殼仁分離，工作量較大，無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)[1]。因此需要加大蓮子剝殼機(jī)研究及應(yīng)用，提高蓮子生產(chǎn)量。

一、多通道尖齒破殼蓮子行星運(yùn)動(dòng)剝殼機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

剝殼機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見下圖。主要構(gòu)成為機(jī)架、切割機(jī)構(gòu)、電機(jī)、傳送機(jī)構(gòu)以及脫殼結(jié)構(gòu)等。在輸送盤中安裝有搓輥，按鍵和搓輥軸緊密連接，搓輥軸上軸承外圈安裝有槽輪，在撥銷的影響下進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)，采用螺栓固定連接輸送輥和槽輪，入蓮口則是在輸送輥圓周上均勻設(shè)置，共8個(gè)。在運(yùn)行過程中，電機(jī)1在鏈傳動(dòng)帶影響下，引導(dǎo)搓輥軸上搓輥轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)3則可以在鏈傳動(dòng)帶動(dòng)下，引起撥銷軸上的撥銷轉(zhuǎn)動(dòng)，對槽輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)作用，輸送輥在帶動(dòng)作用下進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)，在入蓮口料斗溜槽底部的時(shí)候，槽輪停止為進(jìn)蓮提供方便，進(jìn)蓮后蓮子被輸送輥送到切割機(jī)構(gòu)的時(shí)候，則可以進(jìn)行切蓮，繼續(xù)運(yùn)行達(dá)到脫殼機(jī)構(gòu)的時(shí)候?qū)嵤┥徸用摎ぬ幚?，能夠有效殼仁分離，整個(gè)蓮子的脫殼過程全部結(jié)束[2]。

備注，1機(jī)架、2撥銷軸、3搓輥軸、4槽輪、5電機(jī)1、6脫殼機(jī)構(gòu)、7電機(jī)2、8輸送輥、9切割機(jī)構(gòu)、10料斗、11溜槽12電機(jī)3

二、多通道尖齒破殼蓮子行星運(yùn)動(dòng)剝殼機(jī)的參數(shù)計(jì)算

在對剝殼機(jī)結(jié)構(gòu)分析中，發(fā)現(xiàn)撥銷軸轉(zhuǎn)速、刀具軸轉(zhuǎn)速以及搓輥軸轉(zhuǎn)速對剝殼具有較大影響。如果在運(yùn)行過程中撥銷軸轉(zhuǎn)速太小，則會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行中的切割槽輪停歇時(shí)間比較長，在機(jī)構(gòu)中完成蓮殼環(huán)切割之后，還會(huì)切割到蓮仁，從而影響蓮仁生產(chǎn)質(zhì)量；如果轉(zhuǎn)速較大的化，那么在槽輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候則會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)加速度過大，導(dǎo)致蓮子出現(xiàn)較大跳動(dòng)性，在蓮殼切割時(shí)候時(shí)間較短，無法保證能夠徹底切割蓮殼。如果搓輥軸轉(zhuǎn)速太小的話，無法有效調(diào)整蓮子位姿，切割過程中也會(huì)因?yàn)樯徸幼赞D(zhuǎn)過慢，無法有效實(shí)現(xiàn)蓮殼的環(huán)切，導(dǎo)致切割效果不佳；如果搓輥軸轉(zhuǎn)速太大的話，在蓮子傳送過程中跳動(dòng)性過大，蓮子本身的自傳也會(huì)過大，槽輪停歇時(shí)間則會(huì)過長，完成蓮殼環(huán)切工作之后還會(huì)繼續(xù)切割蓮仁，導(dǎo)致蓮仁生產(chǎn)質(zhì)量不佳。如果刀具軸轉(zhuǎn)速太小的話，則會(huì)導(dǎo)致蓮殼環(huán)切效果不佳，無法實(shí)現(xiàn)蓮殼完全分離；如果刀具軸轉(zhuǎn)速太大的話，完成蓮殼環(huán)切任務(wù)之后還會(huì)切割蓮仁，導(dǎo)致蓮仁生產(chǎn)質(zhì)量不佳。在實(shí)施綜合計(jì)算之后，在多通道尖齒破殼蓮子行星運(yùn)動(dòng)剝殼機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)參數(shù)選擇見下表。

多通道尖齒破殼蓮子行星運(yùn)動(dòng)剝殼機(jī)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)表（單位r.min1）

基于剝凈率以及破碎率對以上三種參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，其中計(jì)算公式為：剝凈率=（蓮子總重含仁的殼重）/蓮子總重×100%；破碎率=（半仁重+破仁重）/仁總重×100%。采用正交試驗(yàn)分析，以上相關(guān)因素及水平計(jì)算結(jié)果顯示，以上三個(gè)因素的影響質(zhì)量從高到低分別是撥銷軸轉(zhuǎn)速、刀具軸轉(zhuǎn)速以及搓輥軸轉(zhuǎn)速。撥銷軸轉(zhuǎn)速為35 r.min1的時(shí)候剝凈率最高，為45 r.min1的時(shí)候破碎率最低，但這兩個(gè)轉(zhuǎn)速結(jié)果差異不大；在搓輥軸轉(zhuǎn)速為80 r.min1的時(shí)候剝凈率最高，為60 r.min1的時(shí)候破碎率最低，但兩者之間結(jié)果差異不明顯。在刀具軸轉(zhuǎn)速為250 r.min1的時(shí)候剝凈率最高，同時(shí)破碎率最低。在對以上各項(xiàng)因素進(jìn)行組合分析后，確定最佳因素水平組合為：撥銷軸轉(zhuǎn)速35 r.min1、搓輥軸轉(zhuǎn)速80 r.min1以及刀具軸轉(zhuǎn)速250 r.min1，這一組合方式下的剝凈率為91.2%，破碎率則為2%，能夠得到良好的蓮子剝殼效果。

在本次研究中發(fā)現(xiàn)多通道尖齒破殼蓮子行星運(yùn)動(dòng)剝殼機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要實(shí)現(xiàn)蓮子切割和脫殼的分開進(jìn)行，以能夠提高脫殼工作效果。并實(shí)施參數(shù)計(jì)算后剝殼機(jī)的最佳參數(shù)組合為：撥銷軸轉(zhuǎn)速35 r.min1、搓輥軸轉(zhuǎn)速80 r.min1以及刀具軸轉(zhuǎn)速250 r.min1。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐諧慶，饒洪輝，李濤，等.全自動(dòng)蓮子剝殼去皮機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，（13）：2834.

[2]趙扶民.自適應(yīng)蓮子剝殼機(jī)設(shè)計(jì)與研究[D].湘潭大學(xué)，2015.