木耳菌包自動割口設備的研究與設計

王馨竟

(黑龍江省農業機械工程科學院 牡丹江農業機械化研究所,黑龍江 牡丹江 157011)

1 目的與意義

據不完全統計目前黑龍江省栽培木耳超過180億袋，占全國木耳總產量30%，居全國首位。僅以黑龍江省為例，種植戶平均地擺載木耳量為5萬袋，因此市場對木耳菌包的需求量大幅增長。木耳菌包由于出耳的需要，須在菌包袋上割口，割口形狀一般分為Y字形、一字形、O形和△形；割口數量沿圓周16排，每排沿菌包軸向15孔左右，總計割口量240個左右；割口深度在0.4～0.6 cm左右。如果采用人工割口費時費力，也難以滿足割口的技術要求。目前市場上現有的割口設備主要有兩種，一是人工將木耳菌包推送至割口器中，菌包袋在移動過程中實現割口；二是人工將木耳菌包擺放在輸送帶上，由輸送帶將木耳菌包推送至割口器中實現割口。前者因作業效率低，費工費力而逐漸被市場冷落；后者因菌包在傳送部位擺放不正，菌包傳輸過程容易產生錯位，導致割口深度不均勻、割口變形，且深度和長度也無法控制均勻，造成廢袋率高，影響了其使用效果。因此設計一種作業效率高、割口均勻、深度一致的自動割口裝備成為用戶迫切需要。

2 結構與原理

2.1 主要結構

本機主要由行程開關、電機、減速傳動裝置、機架、上層輸送裝置、側端扶正裝置、下層輸送裝置、割口器總成等組成(圖1)。

1.行走輪；2.電機；3.單體割口器；4.割口器總成；5.機架；6.上層輸送帶；7.輸送帶壓輪；8.輸送帶被動輪；9.上層輸送帶張緊裝置；10.輸送帶支撐輪；11.行程開關；12.側端扶正裝置；13.下層輸送帶；14.下層輸送帶張緊裝置圖1 菌包自動割口設備機構圖

2.2 工作原理

本機采用電機傳動，通過減速裝置將動力傳遞給上、下層輸送帶，下層輸送帶兩側裝有扶正裝置。當把木耳菌包放在下層輸送帶上時，扶正裝置會把菌包自動扶正并啟動行程開關，電機開始運行帶動上、下層輸送帶運轉。木耳菌包在下層輸送帶的帶動下向前運行，進入到上、下層輸送帶之間，并在上、下層輸送帶的夾帶下穩定推送至割口器總成中。從而實現木耳菌包在移動過程中，均勻割口作業，再由下一個菌包推出，如此往復連續作業。

3 主要結構設計

3.1 單體割口器設計

單體割口器主要由割口元件、割口圓盤和安裝底座組成(圖2)。

1.安裝底座；2.卡扣；3.深淺調節螺栓；4.回位彈簧；5.支撐架；6.割口圓盤；7.割口元件圖2 單體割口器結構圖

割口元件安裝在割口圓盤上并沿其圓周均布，更換不同的割口元件即可獲得不同割口形狀；割口圓盤安裝在支撐架上并可沿圓柱轉動，改變調節螺栓深淺即可改變割口圓盤的位置，達到改變割口深淺的目的；安裝底座和卡扣共同作用可將單體割口器固裝并鎖定在環形圓筒上。

3.2 割口器總成設計

割口器總成主要由多個單體割口器和割口器底座兩部分組成(圖3)。

1.底座掛接板；2.喇叭狀圓筒；3.環形圓筒；4.單體割口器圖 3 割口器總成結構示意圖

利用安裝底座和卡扣可將單體割口器固裝并鎖定在環形圓筒上，再由割口器總成上的底座掛接板固定在機架上。改變單體割口器沿環形圓筒圓周安裝數量，即可改變其在木耳菌包割口排數(圖4)。

1.單體割口器；2.環形圓筒圖4 單體割口器安裝示意圖

3.3 扶正裝置設計

扶正裝置位于下層輸送帶喂入端兩側，一側扶正板固接在機架方管上，另一側鉸接扶正板用合頁連接在機架上。當菌包放置在輸送帶上時，扶正板一端側邊下沉與另一側扶正板側邊共同限位，保證菌包和割口器同心并直線向前輸送，從而防止菌包脫軌錯位，發生堆袋問題(圖5)。

1.下層輸送帶輪；2.下層輸送帶；3.機架方管；4.扶正板；5.菌包；6.合頁；7.行程開關；8.鉸接扶正板圖5 扶正裝置結構原理圖

3.4 上、下層輸送裝置設計

按照木耳菌包割口的工藝要求，多個單體割口器所圍成的割口器總成上的割刀圓環形內徑要小于菌包的直徑1 cm左右。木耳菌包如果沒有一個向內推送的外力，就很容易發生卡滯、菌袋破損和堆壓。因此設計了上、下兩層輸送裝置(圖6)，保證了菌包在上、下兩層輸送帶的夾帶下，同步穩定推送至割口器總成中。

1.下輸送裝置；2.下輸送帶；3.菌包；4.上輸送裝置；5.上輸送帶；6.軸承座；7.機架方管；8.主動鏈輪 圖6 上、下層輸送裝置配置結構簡圖

4 應用效果與前景

4.1 應用效果

該機只需2名工人操作，一人放菌包，一人在機器前端將割好口的菌包接下并擺在菌包框內。這款設備與傳統的人工割口作業相比節省人力、割口質量好、作業效率高，降低了種植戶作業成本，達到了節本增效的目的。

4.2 應用前景

木耳中含有豐富的營養元素，尤其是纖維素和植物膠原能夠促進胃腸蠕動，減少脂肪的吸收，深受百姓的喜愛，已經成為百姓餐桌上常見的美食之一。隨著人們對養生越來越看重，木耳市場需求量也越來越大，從而帶動了木耳種植業的不斷發展，木耳的種植量也逐年提高。木耳菌包割口設備取代人工成為木耳栽培不可缺少的作業環節，因其價格低廉、操作簡單、作業質量好、作業效率高，深受種植戶的歡迎，具有廣闊的發展前景。