杏肉杏核分離機設計應用*

楊 帆,王 輝,劉超山,楊興隆

(蘭州工業(yè)學院，甘肅 蘭州 730050)

關鍵字：杏肉杏核分離機；正位機構；完整分離；機電設備

0 引 言

農用機械是現(xiàn)代機電設備的重要分支。甘肅隴東地區(qū)杏資源豐富，但受限于農用機械落后，當?shù)剞r民仍采用手工方法將杏肉杏核分離，農民勞動強度大，工作效率低。

目前國內杏肉杏核分離主要采用破壁分離法與氣壓分離法兩種分離方式，果肉損失率高、去核后果肉完整性差等問題成為杏肉杏核分離的主要問題，在生產中的推廣程度并不高；國外杏肉杏核分離技術主要采用振動分離法與視覺技術與機械裝置相結合的分離方法，該種方法結構復雜、造價高、適用于大型企業(yè)，普通農戶家庭很難推廣。

筆者通過對杏肉杏核分離關鍵機構的改進，解決了杏肉完整性差、結構復雜等問題，對提高杏肉杏核分離效率及提高杏肉利用率有一定價值。

1 整體方案設計

杏肉杏核分離機運用機械傳動原理通過電動機經V帶輪同時帶動撥杏輥與齒輪機構工作，齒輪機構帶動壓杏機構與振動分離機構進行肉核分離工作。

此次設計杏肉杏核分離機由機械系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)兩部分構成。采用撥杏機構，保證杏肉杏核分離平穩(wěn)有序且可使得鮮杏均勻下落；采用V形槽正位機構以實現(xiàn)對鮮杏進行正位，防止其由于角度不當導致肉核無法分離；采用壓杏機構以實現(xiàn)鮮杏破裂，確保其在振動分離機構中可以被成功分離采用振動分離機構以凸輪機構實現(xiàn)，實現(xiàn)杏肉杏核的分離，并且可以根據(jù)杏核大小調節(jié)分離間隙。采用單相電機作為動力源，便于控制、方便后期維修。杏肉杏核分離機三維設計如圖1所示。

圖1 杏肉杏核分離機三維設計圖1.撥杏輥 2.正位機構 3.振動機構 4.杏核收集板 5.料斗 6.大帶輪 7.電動機 8.小帶輪 9.機構支架

2 傳動機構設計

杏肉杏核分離機壓杏輥直徑D=400 mm、工作裝置所受阻力Fw=519 N、壓杏輥工作線速度Vw=2.6 m/s,防止壓杏輥轉速過大，造成杏肉和杏核的破壞，因此采用單級圓柱齒輪及帶傳動的方式來保證所分離鮮杏的肉核完整性，則杏肉杏核分離機的所需功率：

式中：Fw為工作裝置所受阻力，N;Vw為壓杏輥工作線速度，m/s;η為電機總效率，η=0.90。

式中：pr為電機總功率；nw為壓杏輥轉速。

單級圓柱齒輪的傳動比為ig=3～5,V帶的傳動比為ib=2～4?？倐鲃颖萯′為：

i′=ig×ib=2×3～4×5=6～20

電機轉速為：

=763.86～2 546.2 r/min

綜上，應選用上?？觳綑C電有限公司制造的同步轉速為1 400 r/min、額定轉矩為1.8 N/m、額定功率為1.5 kW、型號為YL 90L-4的單相電容啟動電動機，適用于農家自用。

3 撥杏機構設計

撥杏輥的主要作用是將料斗內的鮮杏均勻地輸送到正位板上，故在撥杏輥上設計了與鮮杏大小一致的圓形槽，在撥杏輥轉動過程中鮮杏落入圓形槽中，從而達到鮮杏有序輸送到正位機構。撥杏輥的結構如圖2所示。

圖2 撥杏輥結構圖

4 正位機構設計

正位機構主要作用是將撥杏輥輸送下來的鮮杏實現(xiàn)正位，根據(jù)鮮杏的外形特征，設計V形槽板作為正位機構。為保證鮮杏能夠順利進入壓杏輥，正位機構斜角45°安裝于機架上。V形槽板厚度為1 mm。正位機構結構如圖3所示。

圖3 正位機構結構圖

5 振動分離機構設計

杏肉杏核分離機振動分離機構主要對破裂后混在一起的杏核杏肉進行振動分離，設計打孔的不銹鋼面板，孔徑大小設計大于等于杏核，振動分離機構能很好地保證杏肉杏核分離，由于鮮杏的大小不一樣，故設計夾層板，通過調節(jié)夾層板，能夠保證大小不同的鮮杏都能完全分離,振動機構使用的材料是3 mm厚的不銹鋼，分離機構結構簡圖如圖4所示。

圖4 分離機構結構圖

6 壓杏機構設計

壓杏機構主要作用是對鮮杏進行前期破裂處理，為后面振動分離機構做準備，壓杏機構由壓杏輥對鮮杏進行破裂處理，在壓杏輥上設計圓形的凸起結構，保證鮮杏在壓杏輥擠壓時不會滑動，從而達到杏核和杏肉的破裂，所選用的輪輥制作材料為不銹鋼，具有很好的防銹作用，便于使用后的清潔。輪輥結構簡圖如圖5所示。

圖5 壓杏輥結構簡圖

7 創(chuàng)新點及應用價值

在甘肅隴東地區(qū)，盛產草杏，目前市場上常見破壁法杏肉杏核分離機所分離杏肉通常被打碎，杏肉得不到充分利用，導致杏資源過度浪費，故團隊成員設計了本款杏肉杏核分離機，致力于杏肉杏核完整分離，推動隴東地區(qū)杏產業(yè)發(fā)展。此設計為蘭州工業(yè)學院大學生創(chuàng)新創(chuàng)創(chuàng)業(yè)項目，目前已完成項目設計及論證，正在與校外企業(yè)試制樣機驗證階段，如果驗證良好，投入杏產量豐富的隴東地區(qū)使用。

與市面上現(xiàn)有的杏肉杏核分離設備相比較，此設計對其結構進行了改進創(chuàng)新，主要有以下幾個方面：

(1) 市面上杏肉杏核分離多采用破壁法，不能保證杏肉的完整性；該設計采用振動分離法，可保證杏肉完整性，保證其使用價值。

(2) 現(xiàn)有杏肉杏核分離設備體積大，結構復雜，成本高，不適合小規(guī)模農用；該設計體積小、結構簡單，成本低，可適用于普通農戶小規(guī)模使用。

(3) 此設計正位機構采用不銹鋼V形槽板實現(xiàn)，以45°角安裝于機架中，當鮮杏經撥杏機構滾動下落時，V形槽板可保證其一定的角度，確保杏肉杏核成功分離

(4) 振動分離機構通過凸輪機構帶動振動板的振動實現(xiàn)杏核杏肉的分離，同時保證杏肉杏核的完整性。

(5) 根據(jù)杏核大小，可調節(jié)振動板上杏核下漏間隙寬度，保證對于不同大小的鮮杏均能完成杏肉杏核分離工作。