周 宇

（葫蘆島市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 葫蘆島 125099）

丹東板栗以品質(zhì)優(yōu)良聞名，果實(shí)個大，色澤白，口感好，不裂瓣，易加工，綜合價值高，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。成熟板栗刺苞的銳刺有長有短、有疏有密，板栗刺苞外徑為 70～91 mm， 內(nèi)藏板栗果 2～3 個， 直徑 30～40 mm，成熟時裂為4 瓣。 板栗果呈三角形狀，橢圓或扁橢圓形，有頂尖，紅褐色或淡褐色。收獲后的板栗中常夾雜有少量樹枝、樹葉等雜質(zhì)，通常選擇人工方式，利用剪子等工具把板栗的刺苞打開獲得果實(shí)。這種傳統(tǒng)人工作業(yè)容易被板栗刺苞刺傷手掌， 且工作速度慢。此外，如果板栗放置時間過長，則未能剝?nèi)ネ鈿さ拇贪鷷?dǎo)致果實(shí)水分散失，易發(fā)生霉變和蟲蛀。 為解決以上問題，設(shè)計一種板栗脫苞機(jī)，以期為板栗機(jī)械設(shè)計提供理論參考。

1 板栗脫苞機(jī)總體設(shè)計

1.1 整體結(jié)構(gòu)

板栗脫苞機(jī)主要由柔性擠壓脫苞裝置、 雙層網(wǎng)篩選裝置、驅(qū)動電機(jī)、風(fēng)機(jī)及機(jī)架構(gòu)成，如圖1 所示。整機(jī)上部設(shè)有柔性脫苞裝置，中部安裝雙層網(wǎng)篩選裝置，底部安裝風(fēng)機(jī)清選裝置。 電機(jī)通過皮帶輪傳動帶動脫苞裝置擠壓輥、風(fēng)機(jī)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動。脫苞裝置由外擋筒、弧形網(wǎng)板和擠壓輥組成，外擋筒和弧形網(wǎng)板組裝在一起，包圍在擠壓輥外部，使擠壓輥在其內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動。 整機(jī)底部的風(fēng)機(jī)出風(fēng)口朝向出料口。

圖1 板栗脫苞機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1 Structural diagram of Chinese chestnut shell stripping machine

1.2 工作原理

電動機(jī)啟動后，通過帶傳動將動力輸出至各工作部件，即風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、雙層網(wǎng)篩抖動、主軸轉(zhuǎn)動、柔性脫苞裝置運(yùn)轉(zhuǎn)等。 板栗苞裝入進(jìn)料口后，進(jìn)入柔性脫苞裝置。 柔性脫苞裝置內(nèi)的擠壓輥會連續(xù)翻動板栗苞，刺苞在被攪動的過程中與網(wǎng)板不斷接觸而出現(xiàn)苞體折斷、揉搓破裂等現(xiàn)象。 板栗果和小型脫離刺苞通過第一層篩網(wǎng)落入第二層篩網(wǎng)，而沒有脫離刺苞的板栗則留在第一層篩網(wǎng)繼續(xù)脫苞。板栗果和脫離的刺苞通過第二層篩網(wǎng)從下層出料口送出。下落的板栗果和刺苞在風(fēng)機(jī)氣流的作用下，較重的板栗果實(shí)偏移距離較近，偏輕的破碎刺苞偏移距離較遠(yuǎn)，進(jìn)而完成刺苞與板栗果的風(fēng)選分離。

2 主要工作部件設(shè)計

2.1 脫苞裝置

脫苞裝置由脫苞筒外殼、擠壓輥、網(wǎng)板和彈簧組成。 網(wǎng)板由螺紋鋼交錯放置后焊接固定成型，其孔間隙尺寸根據(jù)板栗果實(shí)尺寸確定，但上限不能超過帶刺苞板栗的大小，下限不能小于板栗果實(shí)的大小，以保證板栗刺苞經(jīng)柔性破壞脫苞后其果實(shí)能順利通過網(wǎng)板，并攔住未脫苞板栗。 擠壓輥上安有彈性橡膠材質(zhì)片，能對板栗刺苞施加揉擠剝苞力，利于板栗刺苞的揉碎、破裂，且可避免板栗果實(shí)損傷。擠壓輥采用空心設(shè)計，以減輕整機(jī)重量。輥?zhàn)又行妮S兩端安有軸承，其中一端還安裝大帶輪和小帶輪。擠壓輥三維結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。

圖2 擠壓輥三維結(jié)構(gòu)圖Figure 2 3D structural diagram of the extrusion roller

2.2 篩選裝置

篩選裝置主要由雙層篩選網(wǎng)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)和風(fēng)機(jī)組成。雙層篩網(wǎng)用于抖動分選，篩網(wǎng)一端連接滾輪、軌道，另一端連接曲柄連桿機(jī)構(gòu)。通過電機(jī)驅(qū)動、帶傳動曲柄搖桿，推動雙層篩網(wǎng)連續(xù)不斷抖動。 雙層篩網(wǎng)的三維結(jié)構(gòu)如圖3 所示，其作用是接收經(jīng)網(wǎng)板從柔性脫苞裝置落入的板栗果和破碎的板栗刺苞，并進(jìn)行初次分選。 當(dāng)板栗果和板栗刺苞落至出料口時，再由風(fēng)機(jī)進(jìn)行二次風(fēng)選分離。

圖3 雙層篩網(wǎng)三維結(jié)構(gòu)圖Figure 3 3D structural diagram of the double-layer screen

2.3 風(fēng)選裝置

風(fēng)選裝置由底部風(fēng)機(jī)和出料口組成。當(dāng)沒有篩凈的板栗刺苞從出料口掉落時，旋轉(zhuǎn)葉片送出的風(fēng)力可把混入板栗果實(shí)中的板栗刺苞吹離分開，實(shí)現(xiàn)破碎刺苞與板栗果實(shí)的分離。板栗果實(shí)較重，故偏移較近；破碎的刺苞偏輕，則偏移距離較遠(yuǎn)。 聚風(fēng)筒可將風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)聚集，繼而提升風(fēng)力效果。

3 結(jié)語

設(shè)計的板栗脫苞機(jī)經(jīng)試驗驗證， 具有以下特點(diǎn)：1） 柔性脫苞， 通過裝有橡膠板的柔性揉搓板與裝有彈簧的網(wǎng)板之間多次柔性摩擦，使板栗刺苞受到線性均勻力，利于降低板栗剝苞的損傷率；2） 雙層篩選裝置采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)抖動方式， 配合風(fēng)機(jī)風(fēng)力清選，可將板栗果實(shí)和刺苞及雜物分開，有效提高分選與清選效果；3） 機(jī)器占地面積小、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便；4）大大減輕操作者勞動強(qiáng)度，降低人力資源消耗。