一種青毛豆脫莢裝置的研制

摘要：針對現有脫莢機作業時豆粒損傷率高的問題，研究設計一種青毛豆脫莢裝置。闡述該裝置的結構設計、工作原理及技術特點，詳細介紹關鍵部件的設計方案。該裝置具有結構簡單緊湊、脫莢效果好、豆粒損傷小、方便調整等特點，能夠有效提高青毛豆脫莢的效率和質量。

關鍵詞：青毛豆； 脫莢裝置； 損傷率； 結構設計

中圖分類號：S23 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）04-0038-02

青毛豆是一種廣受歡迎的豆類蔬菜，市場需求量較大。傳統的青毛豆脫莢方法主要依賴人工操作，勞動強度大且效率低，難以滿足大規模生產的需求。青毛豆機械化脫莢是降低勞動強度、提高生產效率的重要途徑[1]。但現有的青毛豆脫莢機在作業過程中對豆粒造成的損傷較大，不利于后續加工。為此，針對青毛豆的特性研制一種高效、實用的脫莢裝置，旨在通過機械化手段實現青毛豆快速脫莢，保證脫莢后豆粒的完整性和新鮮度，有利于提高生產效率，降低生產成本。

1 青毛豆脫莢裝置總體設計

1.1 整體結構

青毛豆脫莢裝置的整體結構如圖1所示。

脫莢裝置安裝于脫莢機架上，前后設置兩組脫莢輥組，脫莢輥組軸線與夾持輸送方向成不同角度傾斜安裝于脫莢機架內。夾持機架鉸接安裝于脫莢機架的一側，夾持輸送機構安裝于夾持機架上，夾持輸送機構的夾持部對應每組脫莢輥組的中部。

1.2 工作原理

工作時，夾持部夾持青毛豆植株的根部，由輸入口喂入脫莢機構，青毛豆植株隨夾持輸送機構運動，進入前后兩組脫莢輥組之間，在兩組脫莢輥組的旋轉、拍捋作用下，可實現大豆枝葉與豆莢的分離，最后由輸出口排出。

1.3 技術特點

該裝置設置兩組傾斜角度不同的脫莢輥組，通過其旋轉、拍捋作用進行脫莢，能夠一次性完成大豆枝葉與豆莢的分離作業，脫莢效率高、效果好，且分枝基本不會被打落，有助于簡化后續的清選作業。脫莢輥外表面設有由柔性橡膠材料制成的呈螺旋形狀的柔性脫莢齒，能夠減少豆莢損傷，提高脫莢效率。

2 青毛豆脫莢裝置關鍵部件設計

2.1 夾持輸送機構

夾持輸送機構的結構如圖2所示。

夾持機架與脫莢機架鉸接連接。作業時，夾持機架與脫莢機架閉合；非作業時，夾持機架與脫莢機架開啟，以便于夾持輸送機構調整作業。

2.2 脫莢機構

脫莢機構的結構如圖3所示。

脫莢機構主要包括前、后兩組脫莢輥組，前脫莢輥組包括前上脫莢輥、前下脫莢輥，后脫莢輥組包括后上脫莢輥、后下脫莢輥。前、后脫莢輥組的軸線方向與夾持輸送機構的輸送方向分別成不同角度傾斜，且每組脫莢輥的上、下脫莢輥的軸線處于同一垂直平面。前脫莢輥組軸線與夾持輸送方向的夾角α 為（40±5）°，后脫莢輥組軸線與夾持輸送方向的夾角β 為（70±5）°。前、后脫莢輥組的上、下脫莢輥分別對稱安裝。上、下脫莢輥間設置的間隙H1為8～12 mm[2-3]。

每個脫莢輥的外周面上均勻設有4個沿著軸體長度方向凸出的呈螺旋形狀的柔性脫莢齒（如圖4所示），相鄰兩個柔性脫莢齒的旋向相反。柔性脫莢齒的齒端部由柔性橡膠材料制成，端面為粗糙面，其上等間距設有若干個弧形凸起。柔性脫莢齒凸出脫莢輥外周面，其高度H2為10～20 mm。

3 結論

研制的青毛豆脫莢裝置總體設計合理，結構簡單緊湊，性能穩定可靠，有助于解決以往脫莢作業效率低、豆粒損傷率大[4]等問題，為豆類作物的機械化脫莢提供了新的技術方案，對于農業機械化和農業現代化的發展具有實踐意義。

參考文獻

[1] 童一寧，樓婷婷，姚愛萍，等.浙江省青毛豆全程機械化研究及發展建議[J].農業工程，2018（7）：17-20.

[2] 金月，秦廣明，陳巧敏，等.青毛豆采摘機脫莢裝置設計參數的試驗研究[J].南京農業大學學報，2015（5）：869-876.

[3] 高占文，李思銳.5MDZJ-380-1400型青毛豆脫莢機脫莢損失和損傷試驗[J].農業科技與裝備，2019（6）：16-18.

[4] 劉暢，宋學娟，邵志剛.收獲方式對菜用大豆機械損傷的影響研究[J].農業科技與裝備，2013（2）：26-28.