一種新型機(jī)械滾筒脫殼裝置的研究

江銳

摘要：提出了整體分解然后進(jìn)行滾筒氣力循環(huán)式脫殼的新型機(jī)械總體結(jié)構(gòu)方案，篩選脫殼與氣力輸送工作原理。進(jìn)行了整體分解裝置，滾筒脫殼裝置，清選裝置和傳動(dòng)系統(tǒng)等關(guān)鍵工作部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。脫殼試驗(yàn)結(jié)果表明： 適宜有一定含水率，較大型的連體果實(shí)脫殼。該裝置先進(jìn)行連體分解，然后進(jìn)行滾筒去殼，效率高。

關(guān)鍵詞：脫殼裝置；連體果實(shí)；滾筒；篩選裝置

莢果在機(jī)械脫殼過程中普遍存在損傷率高，脫凈率低與損失嚴(yán)重等問題，其不僅直接影響農(nóng)產(chǎn)品的收入，還關(guān)系到果實(shí)后續(xù)加工質(zhì)量和成本，同時(shí)損傷的果實(shí)仁，缺少完整的衣皮保護(hù)，黃曲霉毒菌非常容易侵染果實(shí)，存有潛在的危害。

1.現(xiàn)有破殼裝置的特點(diǎn)

為解決農(nóng)產(chǎn)品脫殼機(jī)存在的問題，科技人員在脫殼方法，脫殼機(jī)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了大量研究。現(xiàn)在應(yīng)用較為廣泛的機(jī)械脫殼方法有： 撞擊法、碾搓法、剪切法、擠壓法和撕搓法。一般采用封閉的紋桿滾筒和圓鋼條柵條凹板進(jìn)行了脫殼研究，但脫殼破碎率較高。目前，普遍應(yīng)用的臥式單滾筒脫殼機(jī)，其滾筒和凹板之間間隙與凹板篩柵條間隙固定，對(duì)不同品種與外形的果實(shí)適應(yīng)性差、造成損傷率高、脫凈率低。針對(duì)上述問題，在脫殼及損傷機(jī)理研究基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)先分解再應(yīng)用滾筒氣力循環(huán)式脫殼機(jī)，實(shí)現(xiàn)分解后滾筒脫殼，效率高，破壞率明顯降低。

2.整體結(jié)構(gòu)與工作原理

先分解再進(jìn)行滾筒氣力循環(huán)式脫殼機(jī)由圓盤分解裝置、電動(dòng)機(jī)、機(jī)架、喂料斗、一次脫殼滾筒與凹板篩（一次脫殼裝置） 振動(dòng)篩與風(fēng)機(jī)配合式清選裝置氣力輸送裝置（ 風(fēng)機(jī)與輸送風(fēng)筒）等構(gòu)成，其整體結(jié)構(gòu)配置如圖1所示，脫殼機(jī)工作原理與工作過程如圖2所示脫殼機(jī)啟動(dòng)之后，物料從喂料斗喂入，受一次脫殼滾筒打板的沖擊剪切和擠壓，以及物料之間和物料與凹板篩之間的擠壓摩擦與揉搓等作用，經(jīng)過脫殼滾筒的不斷循環(huán)打擊而使物料殼開裂和破碎，物料仁與物料殼自然分離。

圖1 圖2

3.關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

先分解再進(jìn)行滾筒氣力循環(huán)式脫殼機(jī)關(guān)鍵裝置是分解裝置，脫殼裝置，氣力清選裝置和風(fēng)篩振動(dòng)分選裝置。總體脫殼裝置通過分解裝置和脫殼裝置進(jìn)行物料的精確脫殼，決定了物料脫凈率，物料仁破碎率，物料仁損失率和脫殼效率等。氣力清選裝置將物料脫殼裝置脫出物中的物料碎殼清選出來。風(fēng)篩振動(dòng)分選裝置通過魚鱗式振動(dòng)篩和氣力綜合作用，將物料仁和未脫凈的莢果分出，未脫凈的莢果通過送料風(fēng)機(jī)氣流的作用送至二次脫殼滾筒繼續(xù)脫殼。脫殼裝置主要由脫殼滾筒和凹板篩組成，因此影響物料脫凈率，物料仁破碎率，物料仁損失率及脫殼效率的主要因素包括滾筒轉(zhuǎn)速，凹板篩柵條間隙及滾筒直徑。考慮到結(jié)構(gòu)及效率，設(shè)計(jì)的一次和二次脫殼滾筒直徑分別為200㎜和75㎜，凹板篩柵條間隙分別為10㎜和8㎜。

因花生脫殼時(shí)受力復(fù)雜，因此取理想情況，根據(jù)動(dòng)能定理，則有

4.組合分選裝置設(shè)計(jì)

組合分選裝置是先分解再滾筒氣力循環(huán)式脫殼機(jī)的關(guān)鍵部件之一，其不但需要及時(shí)地將物料仁與碎殼清選出來，還要將物料仁與一次脫殼滾筒未能脫殼，外形較小的莢果分選出來，以便通過氣力輸送裝置將莢果送至二次脫殼滾筒進(jìn)行二次脫殼。組合分選裝置主要由氣力清選裝置及風(fēng)篩振動(dòng)分選裝置構(gòu)成。當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，風(fēng)篩風(fēng)機(jī)，分選風(fēng)機(jī)和傳動(dòng)軸在膠帶輪的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，振動(dòng)篩在偏心輪帶動(dòng)下由平行四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)振動(dòng)。從凹板篩落下的物料中，物料碎殼在分選風(fēng)機(jī)氣流的作用下通過碎殼溜槽被吹出機(jī)外。

5.傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

其傳動(dòng)路線是固定的。風(fēng)篩風(fēng)機(jī)及其膠帶輪和送料風(fēng)機(jī)共用一根軸，一次脫殼滾筒，一次脫殼滾筒鏈輪和一次脫殼滾筒膠帶輪共用同一根軸。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之后，電動(dòng)機(jī)，膠帶輪帶動(dòng)風(fēng)篩風(fēng)機(jī)膠帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)篩風(fēng)機(jī)膠帶輪帶動(dòng)偏心輪軸膠帶。

6.結(jié)論

6.1設(shè)計(jì)了先分解再滾筒氣力循環(huán)式脫殼機(jī)，采用雙滾筒循環(huán)脫殼原理，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)二次脫殼，提高了對(duì)品種與莢果外形的適用性，提高了物料脫凈率與脫殼效率，降低了物料仁破碎率和損失率。

6.2該機(jī)分選裝置由氣力清選裝置與風(fēng)篩振動(dòng)分選裝置組合，氣力清選裝置將脫出物中的物料殼選出，風(fēng)篩振動(dòng)分選裝置將物料仁與未脫殼的莢果分選出來，有效地提高了分選與清選效果。

6.3對(duì)研制的樣機(jī)進(jìn)行的脫殼性能試驗(yàn)結(jié)果表明，該脫殼機(jī)在莢果喂入量在15～20㎏/min條件下，一次脫殼滾筒脫殼間隙30㎜、凹板篩柵條間隙8㎜、轉(zhuǎn)速為296r/min，二次脫殼滾筒脫殼間隙20㎜、凹板篩柵條間隙8㎜、轉(zhuǎn)速為362 r/min時(shí)，物料脫殼綜合指標(biāo)最優(yōu)，即脫凈率為99.12%，物料仁破碎率為1.82%，物料仁損失率為0.40%，優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

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