全自動鮮蓮子剝殼去膜機送料裝置的設計與試驗

陳 斌，費 焱，陳長卿 ，余桂平 ，周順寅，徐文碩 ，鄭 濤

（1.浙江省農業機械研究院，浙江 金華 321017；2.金華博揚科技有限公司，浙江 金華 321000）

蓮子作為我國特色農產品，主要種植在浙江、湖南、福建、江西等省份[1-2]。近年來，蓮子和其副產品的市場需求量每年都有明顯的增長[3]。鮮蓮子采摘后烘干前需要利用刀片環切蓮子外殼，然后擠壓分離蓮仁與蓮殼，再揉搓去掉蓮仁上的種皮，獲得經濟和藥用價值較高的蓮仁。

在蓮子剝殼去膜加工的過程中，剝殼去膜機因其具有操作方便、工作效率高，而且能保證蓮仁質量等優點在蓮子加工中已得到使用。根據查閱研究文獻，近年來研究學者已在剝殼裝置[4-5]、去膜機構[6-7]、傳輸通道[8]等方面對剝殼去膜機進行了研究，但對剝殼去膜機的送料裝置研究和設計相對較少，然而送料裝置是剝殼去膜機的重要機構之一，送料裝置對于顯著提高蓮子剝殼去摸機自動化程度和降低生產成本和勞動強度具有重要作用。因此，對剝殼去膜機送料裝置的設計和試驗具有重要意義。

1 送料裝置結構設計

全自動鮮蓮子剝殼去膜機的送料裝置影響著整機能否正常進行剝殼去膜加工，剝殼去膜加工是單顆蓮子依次進行的，因此送料裝置需要將蓮子一個一個有序送至剝殼和去膜裝置，不能有同時兩粒蓮子剝殼去膜或者堵料的現象發生。送料裝置主要由送料斗，振動托盤，導向槽，排料滾輪和排料輪蓋和驅動電機組成。

1.1 排料機構設計

排料機構主要由送料斗、振動托盤和導向槽組成。在工作過程中，蓮子從落料斗落到振動托盤中，經過振動有序的進入導向槽中，蓮子滾動與振動托盤的往復震動相關，蓮子滾動速度取決于振動托盤的振動頻率。過小的往復振動的頻率，導致蓮子很難滾動至導向槽，影響整機的工作狀況和效率；頻率過大則托盤的振動大，導致蓮子滾動幅度大，進去導向槽處會造成擁擠且易擠出托盤。采用50Hz的頻率的設計能夠較好地滿足蓮子有序進去導向槽的要求。

1.2 進料滾輪設計

進料滾輪沿周向均布有六個凹槽，與進料輪蓋組成只能容納一個蓮子的容腔。凹槽的大小影響蓮子的分離和滾正效果，凹槽的寬度和深度為20mm，比蓮子的長徑大2～3mm，保證蓮子也能順利進去滾輪，防止卡料的發生。工作時導向槽的蓮子在重力和振動作用下進入進料滾輪的凹槽中，依靠進料滾輪的凹槽與蓮肉表面的摩擦進行擺正，從而使蓮子能夠橫臥著進入凹槽中，導向槽內的其余蓮子被進料輪蓋右端擋住，不能進入進料滾輪的凹槽中，從而實現單顆蓮子分離。

1.3 蓮子擺正原理

送料裝置實現蓮子自動有序和擺正進入剝殼去膜系統，使蓮子在剝殼裝置時保持垂直于剝殼刀具，以保證刀刃對蓮子中心進行環切。

蓮子擺正是依靠蓮子在送料裝置中滾動實現的，蓮子擺正過程分為三個階段。第一階段是蓮子純滾動運動：蓮子在導向槽出口處進入進料滾輪凹槽前，受到進料滾輪摩擦力作用下做純滾動運動，使蓮子逐漸擺正，第二階段是蓮子進入進料滾輪凹槽里，這一過程蓮子做自轉和與進料滾輪一同轉動運動，在重力、離心力和摩擦力作用下，蓮子趨于擺正位置。第三階段蓮子自由滾動：凹槽內的蓮子處在進料滾輪下半部時，蓮子在重力作用下做自由滾動運動，使蓮子在滾出進料滾輪時都會趨向沿著蓮子短徑方向滾動，然后進入傳輸帶直到剝殼裝置道，經過剝殼刀具對蓮子的中心位置進行環切，完成蓮子剝殼。

2 送料裝置試驗設計

在對送料裝置進行研究設計的基礎上，設計加工蓮子穿芯樣機，對送料裝置性能進行試驗研究。以鮮蓮子的擺正率、破碎率、加工效率為目標參數，使蓮子剝殼去膜機送料裝置達到較佳的作業性能。通過試驗，蓮子的擺正率達到95%以上，破損率在1%以下，送料裝置基本滿足送料要求。

圖1 送料裝置試驗

3 結 語

采用進料滾輪可以實現逐粒分離并擺正蓮子功能，能夠適應不同規格的蓮子。

送料裝置的設計實現了蓮子有序送入剝殼去膜裝置，蓮子擺正率達95%，破損率小于1%，基本滿足送料要求。