一種成排紅棗正截面切片機(jī)的設(shè)計(jì)

張 磊，王家珂，徐穎梅

（揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127）

大棗最先起源于中國(guó)，中國(guó)的大棗產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)資料顯示，國(guó)際貿(mào)易中的大棗也大都來(lái)自于中國(guó)。紅棗儲(chǔ)存環(huán)境要求比較特殊，新鮮紅棗儲(chǔ)存繁瑣，其因腐爛而浪費(fèi)成為世界難題。整鮮棗完全風(fēng)干晾干需要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的時(shí)間周期，如果把棗切割成大小均勻的棗片，再風(fēng)干晾干，就會(huì)縮短大棗加工的周期，也不會(huì)造成維生素和有益物質(zhì)的大量流失。本次設(shè)計(jì)就是要將紅棗均勻切成片狀，方便風(fēng)干晾干后儲(chǔ)存，然后推向市場(chǎng)。在我國(guó)已有企業(yè)或院校在研究紅棗切片機(jī)，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者也在關(guān)注這種機(jī)器的發(fā)展，雖然國(guó)內(nèi)外紅棗切片機(jī)種類各式各樣，但是機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低下、安全性差，因此多功能集成化是紅棗切片機(jī)發(fā)展的必然方向。在未來(lái)，紅棗切片機(jī)的機(jī)械加工結(jié)構(gòu)會(huì)越來(lái)越簡(jiǎn)單，其功能會(huì)越來(lái)越多，切片也會(huì)越來(lái)越均勻。綜上所述，研究制造機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的，能夠均勻切片的，對(duì)紅棗本身沒(méi)有太大損傷的紅棗切片機(jī)迫在眉睫。將來(lái)紅棗切片機(jī)的市場(chǎng)行情必然是可觀的。

1 成排紅棗正截面切片機(jī)工作原理

紅棗切片機(jī)的工作原理是將紅棗擺放在機(jī)器的槽型傳送帶上，紅棗在槽型傳送帶以及平板振動(dòng)器的作用下，整齊均勻地進(jìn)行排列，所有紅棗通過(guò)導(dǎo)料板到達(dá)圓盤刀處都是一樣的形態(tài)，之后在橡膠輥和圓盤刀的共同作用下，槽型傳送帶上所有整齊均勻排列的紅棗均進(jìn)行有序的加工切片[1]，見(jiàn)圖1。

圖1 切片機(jī)俯視圖

2 成排紅棗正截面切片機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第126 頁(yè)圖2、圖3 分別為切片機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖和切片機(jī)剖視圖。如圖2、圖3 所示，紅棗正截面切片機(jī)包括主體、切片組件、輸送組件、出料組件和支撐組件。支撐組件用于支撐主體1；輸送組件用于輸送紅棗；出料組件用于輸送切片后的紅棗；切片組件包括轉(zhuǎn)輥16，轉(zhuǎn)輥16 安裝于主體1 的內(nèi)部，且轉(zhuǎn)輥16 繞著主體1 做圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)輥16 的圓周面呈環(huán)形陣列安裝有切刀15，主體1 靠近轉(zhuǎn)輥16 的一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有橡膠輥14；主體1 的一側(cè)安裝有第二電機(jī)12 和第三電機(jī)13，第三電機(jī)13 位于第二電機(jī)12 的一側(cè)，且第三電機(jī)13 延伸至主體1的內(nèi)部與橡膠輥14 轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第三電機(jī)13 延伸至主體1 的內(nèi)部與轉(zhuǎn)輥16 轉(zhuǎn)動(dòng)連接。輸送組件包括傳動(dòng)輥18，傳動(dòng)輥18 對(duì)稱安裝于主體1 內(nèi)部靠近轉(zhuǎn)輥16 的上方，兩個(gè)傳動(dòng)輥18 之間套設(shè)有輸送帶21，主體1 一側(cè)靠近第三電機(jī)13 的上方位置處通過(guò)螺栓固定連接有第一電機(jī)7，第一電機(jī)7 延伸至主體1 內(nèi)部的一端與其中一個(gè)傳動(dòng)輥18 轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且第一電機(jī)7 的頂部安裝有控制器27，第一電機(jī)7用于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)輥18 進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)。

圖2 切片機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 切片機(jī)剖視圖

支撐組件包括底腳8，4 個(gè)底腳8 安裝于主體1 底部，4 個(gè)底腳8 兩個(gè)為一組，兩兩對(duì)稱，4 個(gè)底腳8 的底部均安裝有底板10，底板10 的底部安裝有腳墊9。主體1 內(nèi)部靠近輸送帶21 和轉(zhuǎn)輥16之間的一側(cè)位置處安裝有斜板17，斜板17 呈45°與主體1 內(nèi)壁固定連接。出料組件包括出料板11，出料板11 安裝于主體1 內(nèi)部靠近橡膠輥14 的下方，出料板11 上開設(shè)有貫穿式的通孔24，通孔24的內(nèi)部從上到下依次安裝有兩個(gè)移動(dòng)板25，兩個(gè)移動(dòng)板25 上均安裝有分選網(wǎng)23。移動(dòng)板25 的一側(cè)安裝有拉環(huán)22，拉環(huán)22 的內(nèi)部安裝有弧形墊28。主體1 內(nèi)部靠近輸送帶21 的上方位置處安裝有調(diào)節(jié)板20，調(diào)節(jié)板20 的兩側(cè)與主體1 之間均旋合連接有調(diào)節(jié)螺栓31，且調(diào)節(jié)板20 的底部安裝有齒板19；調(diào)節(jié)螺栓31 的兩側(cè)均安裝有指桿32，指桿32 的兩側(cè)均開設(shè)有指槽。主體1 內(nèi)部靠近調(diào)節(jié)板20 的一側(cè)位置處安裝有底架4，底架4 的頂部安裝有料斗2，料斗2 圓周面一側(cè)安裝有排氣扇3，且料斗2 相背于排氣扇3 的一側(cè)開設(shè)有進(jìn)氣槽29，進(jìn)氣槽29 的內(nèi)部安裝有防塵網(wǎng)30；主體1 相鄰于第一電機(jī)7 的一側(cè)安裝有電動(dòng)推桿6，底架4 的一側(cè)安裝有連接桿26，電動(dòng)推桿6 與連接桿26 一端之間安裝有連接板5。

3 成排紅棗正截面切片機(jī)傳動(dòng)和傳送部分設(shè)計(jì)

3.1 電機(jī)的選擇

電機(jī)的技術(shù)參數(shù)：滿載轉(zhuǎn)速為1 400 r/min，額定功率為0.75 kW。電機(jī)所需功率為P=p/η=（0.37/0.76）kW=0.49 kW，其中，p 為紅棗切片機(jī)獲得功率。按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩的方式，可算出電機(jī)的軸轉(zhuǎn)矩Td=5.1 N·M，即可計(jì)算出每一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的功率P1為0.72 kW，P2為0.68 kW，因此要選擇Y 系列的電機(jī)更加符合要求。

Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)最明顯的一個(gè)特征是國(guó)際互換性，Yx 系列的都是三相異步電動(dòng)機(jī)，是全封閉自扇式的，能夠有效避免灰塵、鐵屑等細(xì)小雜物進(jìn)入到電機(jī)中，絕緣級(jí)別為B，工作時(shí)周遭的溫度最高為40 ℃，相對(duì)濕度保持在95%，最高工作海拔為1 km，額定電壓為220 V，頻率為50 Hz。本文中的紅棗切片機(jī)就使用此款電機(jī)。

比較電機(jī)的數(shù)據(jù)后，選用Yx 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，已知機(jī)器工作的功率最小為0.49 kW，只要大于這個(gè)功率，那么使用的電機(jī)額定功率就最小為0.5 kW，能供選擇的電機(jī)包括：Y160M1-8，Y132M1-6，Y112M-4，Y112M-2。其中Y112M-2型電機(jī)體型不大且磁極少，購(gòu)買成本不高，工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)速度較快，導(dǎo)致傳動(dòng)較大；Y160M1-8 型電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度較慢，有較多磁極，自身較重，花銷較多，故而所介紹的兩款電機(jī)在這里不符合要求，對(duì)比之后選擇使用Y112M-4-B3 型電機(jī)。

3.2 傳送帶的機(jī)械結(jié)構(gòu)

加工紅棗遵循以下流程：有凹槽的傳送帶安放在機(jī)械上，將紅棗擺放于其上，在此對(duì)槽的大小以及紅棗的體型加以控制，平板振動(dòng)器振動(dòng)，然后加工的紅棗就能在傳送帶上均勻排列，主動(dòng)輪帶動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，并且轉(zhuǎn)動(dòng)速度是一定的，如此方能在勻速的狀況下，將等待切割的紅棗運(yùn)送到圓盤刀處[2-3]，見(jiàn)圖4。

圖4 圖2 中B 部的放大圖

4 成排紅棗正截面切片機(jī)機(jī)殼設(shè)計(jì)

機(jī)殼材料使用45 號(hào)鋼，屬于調(diào)質(zhì)鋼，淬火、高溫處理之后力學(xué)綜合性能較高，一般生產(chǎn)的零部件對(duì)于強(qiáng)度、塑性以及韌性都是有很高要求的，例如軸類零部件。在機(jī)械生產(chǎn)中使用頻率最高的是45 號(hào)鋼。

精加工未開始前要進(jìn)行時(shí)效處理。將機(jī)座的內(nèi)應(yīng)力去除掉，將它的尺寸穩(wěn)定性變得更高?，F(xiàn)實(shí)生活中用的較多的方式是自然時(shí)效、人工時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效等，本機(jī)殼使用頻率最高的是人工時(shí)效。

5 成排紅棗正截面切片機(jī)設(shè)計(jì)意義

本文設(shè)計(jì)的紅棗切片機(jī)降低了紅棗片的分選效率且無(wú)需返工，提高了紅棗加工效率且無(wú)需人工整理。具體實(shí)現(xiàn)方法如下。

1）通過(guò)通孔讓兩個(gè)移動(dòng)板往相反的方向移動(dòng)，使兩個(gè)分選網(wǎng)移動(dòng)至使用者需要的位置，通過(guò)兩個(gè)分選網(wǎng)之間形成的分選腔對(duì)切片后的紅棗進(jìn)行分選，分選出規(guī)格不同的紅棗片，讓工人后期無(wú)需重新分選，提高了紅棗片的分選效率。

2）拉動(dòng)調(diào)節(jié)板和齒板，使齒板移動(dòng)至使用者需要的位置，通過(guò)擰緊調(diào)節(jié)螺栓，讓調(diào)節(jié)板和齒板固定于使用者需要的位置處，通過(guò)齒板和調(diào)節(jié)板對(duì)堆疊過(guò)高的紅棗阻擋，從而避免裝置發(fā)生紅棗未切割的現(xiàn)象，無(wú)需進(jìn)行返工。

3）通過(guò)排氣扇的工作，將料斗內(nèi)部的氣體吸收，通過(guò)防塵網(wǎng)對(duì)外部氣體過(guò)濾，使外部氣體從進(jìn)氣槽進(jìn)入，使紅棗表面的粉塵四散，然后讓排氣扇將粉塵排出，減少了紅棗的加工步驟，提高了紅棗的加工效率。

4）通過(guò)電動(dòng)推桿帶動(dòng)連接板移動(dòng)，從而帶動(dòng)連接桿移動(dòng)，使連接桿帶動(dòng)底架在主體中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，讓紅棗掉落時(shí)更加均勻，上料時(shí)也更加均勻，無(wú)需人工整理，大大降低了工人的工作強(qiáng)度。