6TB－400型巴旦木脫青皮機的優化設計

喬園園，郭兆峰，牛長河，王學農，劉向東，吐魯紅·吐爾迪，劉旋峰，孫小麗

（新疆農業科學院農業機械化研究所，新疆 烏魯木齊 830091）

巴旦木是世界四大著名干果之一，屬于第三紀孑遺植物，被譽為活化石[1]。巴旦木主要產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莎車縣巴旦木種植面積已擴大到6.67萬hm2，到“十二五”期末，全縣農民人均純收入50%將來自以巴旦木為主的林果業，實現“巴旦木富民強縣”目標。

巴旦木營養價值堪稱所有干果中最高的，它的營養比同重量的牛肉高6倍[4、7]。但目前國內的巴旦木深加工技術還處于空白，巴旦木脫青皮是巴旦木生產過程中第一個關鍵環節，目前主要手段仍是采用人工進行脫青皮處理，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，不能滿足巴旦木機械化生產的需求，因此設計結構合理的巴旦木脫青皮機勢在必行。

1 整機結構設計及工作原理

1.1 整機結構設計

6TB-400型巴旦木脫青皮機由機架、動力傳動系統、主軸、螺旋輸送器、送料腔、喂入量調節板、喂料斗、青皮分離篩、脫皮葉片、出料調節板、出料口等組成。本機的核心部件為青皮分離篩及內部的轉動部件，葉片轉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壁形成的空腔使巴旦木青皮在其間揉搓脫落達到除去青皮的目的。

圖1 6TB-400巴旦木脫青皮機結構

6TB-400型巴旦木脫青皮機的特點是可采用電動機和拖拉機兩張驅動方式。電動機帶動時選用圖1中電動機3通過皮帶輪驅動主軸轉動；當使用拖拉機驅動時僅需要安裝花鍵軸5，不需要安裝電動機及帶輪等部件，可根據用戶的需求進行配置選擇。

1.2 工作過程及原理

作業時，由動力傳動系統（如采用拖拉機帶動需要安裝花鍵軸頭）驅動主軸旋轉，從而帶動固定在主軸上的螺旋脫皮葉片轉動，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成的脫皮空間內，帶青皮巴旦木在旋轉的脫皮葉片帶動下既相互揉搓摩擦又與青皮分離篩內壁、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 各部件的優化設計

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

2.1 行走輪的優化設計

增加行走輪的設計，使在拖拉機對整機進行懸掛后便于運輸，由圖2中箭頭指向的行走輪及輪軸等組成。但在機具進行脫青皮作業時需要保證兩輪穩固不可移動。

圖2 行走輪示意

2.2 篩筒活門優化設計

如圖3，因篩筒較長，一旦發生堵塞或卡死很難進行清理操作，因此必須增加活門，活門兩端均由螺栓連接于篩筒側面，保證作業時，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 主軸拆裝板的優化設計

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

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 技術參數

上輪機型在生產地進行試驗后，根據試驗效果及用戶要求對機具的功能和結構進行了調整，調整后的參數如下：

外形尺寸（長×寬×高，mm） 1 644×811×1 475

生產率（kg/h） 400

電動機（kW） 2.2～2.5

拖拉機（kW/hp） 12.5/17

額定轉速（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 結論

（1）該機結構簡單、運輸方便、可操作性強，可根據作業條件及作業要求更換動力形式，即可使用電動機驅動又可使用拖拉機動力驅動。

（2）該機在運行過程中發生擁堵或堵塞可通過活門進行及時清理，且維修方便。

（3）可通過調整傳動比改變機具轉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].果樹學報.2002，19（5）：346~350.

[2]仲衛松.巴旦木優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,1978（04）:31~32.

[3]樊濤.油茶果脫青皮機的設計[J].林業機械與木工設備,2011,10（10）:35~36.

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

[5]吐魯洪,吐爾迪,吐遜,等.6BD-150型巴旦木破殼機的研制[J].新疆農機化 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比較研究[J].江蘇農業科學,2013,41（1）:291~293.

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

[8]喬園園,王學農,郭兆峰,等.巴旦木脫青皮機的設計[J].新疆農機化,2013 （5）:1~3.