平歐大榛子脫粒機設計與試驗

孫志剛 劉仁廣 叢億軍

摘要：傳統平歐大榛子脫粒均采用手工扒皮脫粒，成本高、用工荒等問題越來越突出。針對現有脫粒機存在的技術問題，研制一種扒皮效率高、品種適應強的大榛子扒皮脫粒裝備。試驗表明;該機結構設計合理，運行穩定良好，脫粒均勻干凈，能有效篩分榛果，具有脫粒效率高、完整度好等特點。

關鍵詞：平歐大榛子;脫粒機;設計;試驗;

遼東山區特別是渾江兩岸地區因其特殊的地理、氣候條件，特別適合平歐大榛子生長，其中，最具代表性的地區是桓仁縣五里甸子鎮老黑山村。2007年老黑山村開始栽植平歐大榛子，現已發展到240 hm2，并以老黑山村為核心向周邊地區不斷擴展，示范輻射面積達1333 hm2，年產量300多萬kg。在平歐大榛子產業領域，有著“全國看遼寧、遼寧看桓仁、桓仁看老黑山”的說法，老黑山村已發展成為全國平歐大榛子生產銷售的集散地，擁有一定的全國大果鮮榛子市場定價權。

1 平歐大榛子生產面臨的主要問題

隨著平歐大榛子的規模化種植，成本高、用工荒等問題越來越突出。以平歐大榛子脫粒環節為例，傳統脫粒方式就是人工扒皮脫粒，不僅勞動強度高、占用農時多，而且作業效率低、脫粒效果差。按熟練工人每天扒皮脫粒10 h計算，每天最多只能扒皮脫粒25～30 kg，平均人工成本4元/kg左右，則300多萬kg需要人工成本1 200多萬元。僅脫粒環節就需要如此大的人工成本，必然擠占平歐大榛子的利潤空間，影響大榛子的市場競爭力，極易出現增產不增收的現象，影響種植戶種植效益和脫貧增收，阻礙大榛子產業的可持續發展。研制并推廣一種扒皮效率高、品種適應強的平歐大榛子扒皮脫粒裝備，為降低大榛子生產成本、促進種植戶增效增收提供機械化解決方案，是現實所需、迫在眉睫。

2 現有大榛子脫粒機存在的技術問題及改進設計方案

目前市場上已有榛子脫粒機，但其去殼裝置普遍存在擁堵、能耗高、開啟不便、清理維修難等問題，同時，去殼后的榛果被直接排到機器外，缺少機械化篩分過程，無法對脫粒后的榛果大小進行等級分類。不同等級混在一起捆綁式銷售，無法實現按質論價和優質優價，不僅降低產品整體品質，而且影響整體經濟效益。而依靠人工實現分選或利用專門分選機進行篩選，會增加不必要的成本，且分選質量無法保證。針對當前榛子脫粒機存在的技術問題，開展實地調研和科學研究，有針對性地改進設計、完善性能，確定技術設計方案。

2.1 工作流程

大榛子脫粒機工作流程圖如圖1所示。

2.2 設計思路

1） 基本架構。大榛子脫粒機主要由機架、動力裝置、去殼裝置、篩分裝置、篩分驅動裝置5個部分組成。

2） 動力選擇。為保證平歐大榛子脫粒機工作效率，參考國內同類榛子脫粒機具，確定以3 kW電機作為動力。

3） 結構選材。采用整體式機身，以方便運輸，同時，保證機身剛度，減輕機身重量。

4） 傳動方式。整機選擇帶傳動方式，主電機輪轉速2 800 r/min，主動輪直徑55 mm，從動輪直徑240 mm，傳動比0.229。

5） 參數設置。確定大榛子脫粒機的關鍵部件——去殼裝置內沙輥的布置、勻料件的設置、篩選裝置的設置等參數。

3 大榛子脫粒機總體設計

3.1 結構設計

平歐大榛子脫粒機結構如圖2a所示，圖2b為去殼裝置內沙輥局部視圖。

3.2 技術原理

以電動機為動力，工作時通過皮帶輪帶動去殼裝置中的沙輥軸高速轉動，旋轉的沙輥軸上帶有勻料件，將大榛子傳輸到帶有保護套的沙輥中進行脫粒。脫粒后的榛殼通過榛殼篩分件排出，榛果下落至大孔榛果篩分件和小孔榛果篩分件中，其中，大榛果留在大孔榛果篩分件中，小榛果則留在小孔榛果篩分件中。最后，大小不同的榛果通過各自通道排出機器外。

3.3 性能指標

平歐大榛子脫粒機總體性能指標如表1所示。

3.4 技術特點

1） 去殼裝置沙輥軸上的沙輥采用錯位設計，能均勻擠壓大榛子并使其脫殼干凈。沙輥上設有保護套，可避免因擠壓力過大而破壞榛果的完整性。

2） 在進料口下方設計安裝了勻料件，可把進料口處的大榛子均勻送至去殼裝置，減小了沙輥軸的工作阻力。

3） 機具外罩的固定螺栓設有保護套，即能起到固定作用，也便于機具清理與維修。

4） 榛果篩分件均采取向下傾斜設計方式，以利于榛殼、榛果順利排出。大孔榛果篩分件和小孔榛果篩分件兩側設有擋板，可使榛殼、榛果沿特定方向排出并便于收集。大孔榛果篩分件與小孔榛果篩分件出口方向不同，便于收集大小不同的榛果。篩分件出口處擋板向內收口，有助于榛果排出。

4 試驗及效果

通過實地作業試驗，檢驗脫粒機工作可靠性及作業質量達標情況，為機具改進提供依據。

4.1 試驗時間與地點

2018年9月10日，在鐵嶺興農農機制造有限公司進行平歐大榛子脫粒機性能試驗。

4.2 試驗條件

作業機具：平歐大榛子脫粒機1臺;供試材料：未脫粒平歐大榛子4 000 kg;實測工具：地秤、計時器、聲級計。

4.3 測定項目

對平歐大榛子脫粒機的純工作小時生產率、脫粒率和噪聲進行性能測定。

4.4 測定結果及分析

試驗過程中樣機運轉正常，按照使用說明書規定進行使用、調整、保養。樣機達到正常作業狀態后，對樣機進行性能測定。

1） 純工作小時生產率

將準備好的未脫粒榛子連續均勻喂入，記錄時間和作業量， 按公式（1）計算純工作小時生產率，測定3次， 取其平均值。

式中：E為純工作小時生產率，kg/h;W為加工的榛子質量，kg;t為工作時間，h。在純工作小時生產率試驗中，分別連續喂入1 000 kg、1 500 kg、2 000 kg，記錄脫粒作業時間和加工質量，計算脫粒機純小時生產率平均值。其結果見表2。

2） 脫粒率

在大榛子出口處分3次隨機取樣，每次取樣不少于 2 kg，人工挑選出脫殼的榛子稱重，按公式（2）計算脫粒率。

式中：λ為脫粒率，%;n為脫粒的榛子質量，kg;P為樣品榛子總質量，kg。試驗結果見表3。

3） 噪聲檢驗

脫粒機正常運轉時，在同一水平面上，選擇距聲源1 m、地面1.5 m處且相隔90 °的4個點，用聲級計各測1次噪聲，分別測得噪聲數據為73.1 dB，72.6 dB，72.4 dB和73.8 dB，取其最大值為73.8 dB。

綜上，從運行效果看，該機結構合理，運行穩定，連接可靠。從脫粒效果看，脫粒均勻干凈，可對脫粒后的榛仁進行有效篩分，具有脫粒效率高、完整度好等特點，能夠滿足總體設計要求和作業質量要求。

5 結語

針對現有平歐大榛子脫粒機存在的技術問題，研制一種新的平歐大榛子脫粒機。試驗表明;該機以電機為動力，結構設計合理，運行穩定性良好。從脫粒效果看，脫粒均勻干凈，榛果篩分有效，滿足設計要求。有待充分驗證后大力推廣應用，為當地大榛子產業發展提供機械化支撐，充分發揮機械化在平歐大榛子生產中的節本增效作用。

參考文獻

[1] 田金榜.5TYX-8型可移動式玉米精選脫粒機的開發與研究[D].長春：吉林大學，2009.

[2] 姚秀仕.大榛子種植發展現狀研究[J].綠色科技，2019（7）：105-106.

[3] 曹永巡.雜交歐榛的栽培管理[J].特種經濟動植物，2009（12）：47.