青毛豆自动剥壳机轧辊剥壳机构技术特点及使用中存在的问题

2019-12-27陆丹丹楼婷婷翁晓星

时代农机 2019年8期

陆丹丹，楼婷婷，翁晓星，傅剑

（浙江省农业机械研究院，浙江金华 321000）

青毛豆是豆荚类蔬菜中的大宗品种，它以易栽培、效益高、味道鲜美、营养丰富等特点，被广大菜农及消费者所喜爱[1]。在青毛豆深加工全过程中，剥壳环节是耗时时间最长、工作效率最低、投入成本最高的环节。在现代农业技术的推动下，青毛豆剥壳的机械化水平也得到了快速提升，青毛豆自动剥壳机是青毛豆机械化深加工的重要技术之一。为进一步强化青毛豆深加工的机械技术水平，从青毛豆自动剥壳机的功能和结构入手，优化青毛豆剥壳自动化程度、剥净率的实际效果是青毛豆自动剥壳机技术发展的阶段性目标，也更有利于整机技术和可靠性的提升。

1 青毛豆自动剥壳机的研究与发展现状

在青毛豆深加工领域，青毛豆自动剥壳机是一个重要的研究方向，许多科研人员已经进行了大量研究，并有很多技术已经运用于实际加工中，市面上也已出现了一些毛豆自动剥壳机，这大大推动了青毛豆产业的发展。目前大部分青毛豆自动剥壳机主要由电机、传动机构、物料输送机构、轧辊剥壳机构、分离引导板、轧辊清洗机构等结构组成，然而因技术还未完全成熟，仍存在着操作性能不良等缺点，导致青毛豆深加工出现破损率、漏剥率、剥壳效率不佳等问题。因此，对青毛豆自动剥壳机相关性能提高还有待进一步研究，这也就要求青毛豆自动剥壳机最核心的轧辊剥壳机构要具有更好的工作能力。

图1 何春薇等人研制的全自动青毛豆剥壳机[2]

2 轧辊剥壳机构的结构和特点

现阶段市面上研制的青毛豆自动剥壳机轧辊剥壳机构主要有两种，一种为普通的轧辊结构，另一种则在前一种的基础上添加了橡胶轧辊，两者均采用双轧辊的剥壳方式。

（1）普通轧辊剥壳机构。普通轧辊剥壳机构主要工作部件采用了一对表面滚花的轧辊，由啮合齿轮同步等速驱动进行反向旋转[3]。青毛豆豆荚通过物料输送机构垂直进入双轧辊时，豆荚扁平的一端首先被反向旋转的双轧辊夹持，由于双轧辊之间间隙小于青毛豆厚度，在前进的过程中青毛豆通过轧辊的挤压从而轻松从豆荚中剥离，实现青毛豆与豆荚的分离[2]。

普通轧辊剥壳机构所运用的原理较为简单，具备以下结构特点：①结构相对较为简单，能够基本满足正常情况下的青毛豆剥壳需求。②加工、制造及使用简单快捷，成本较低。③普通轧辊剥壳机构在豆荚通过物料输送机构后就直接进入轧辊进行剥壳，会导致夹持、送料、加力及加速过程不稳定，从而降低剥净率。

（2）橡胶轧辊剥壳机构。橡胶轧辊剥壳机构主要工作部件则是在普通轧辊剥壳机构中加入了一对橡胶轧辊。当青毛豆豆荚通过物料输送机构进入轧辊剥壳机构时，豆荚首先被橡胶轧辊夹持，继而进入普通轧辊进行剥壳，从而实现青毛豆与豆荚的分离。

（3）橡胶轧辊剥壳机构主要包括以下特征：①青毛豆豆荚分别通过两对轧辊机构后完成青毛豆剥壳。②由于轧辊剥壳机构中加入了一对橡胶轧辊，从而使豆荚的夹持、送料、加力及加速过程更加稳定，提升了青毛豆的剥净率。③橡胶轧辊剥壳机构较普通轧辊剥壳机构而言，装配结构、制造成本相对较为复杂及偏高，直接影响了剥壳机的销售成本，同时在使用中，对轧辊剥壳机构的清洗也有一定难度。

3 应用过程存在的问题

（1）物料输送机构技术的影响。青毛豆豆荚在进入轧辊剥壳机构前由物料输送机构输送，物料的输送情况会直接影响轧辊剥壳机构的剥壳效率及剥净率。目前市场上研制的物料输送机构主要采用振动上料的设计，同时在输送板上设置了防重叠板，从而实现将青毛豆按要求均匀输送的目的[4]。然而在实际操作中，虽已采取这些措施，以便青毛豆豆荚均匀单层输送进入轧辊剥壳机构，但还是存在分布不均、重叠进入轧辊剥壳机构的情况。因此物料输送机构技术还有待进一步改进，改善物料输送情况，从而进一步提高剥壳效率及剥净率。

（2）轧辊间隙调整的影响。为适应不同类型的青毛豆，轧辊剥壳机构中，双轧辊之间的间隙及橡胶轧辊与普通轧辊之间的间隙均可进行调整，从而降低青毛豆剥壳的破损率、漏剥率，提高剥净率。然后实际操作中，会存在青毛豆之间厚薄、长短差异较大的情况。如双轧辊之间间隙过大会导致较薄的青毛豆直接通过双轧辊而产生漏剥，间隙较小则会使较厚的青毛豆破损；两对轧辊之间间隙过大会导致单豆粒青毛豆的漏剥，间隙较小则不利于三粒青毛豆的剥壳。因而，研制自动分拣装置，针对不同类型的青毛豆分布调整不同的间隙大小，才能有效降低破损率、漏剥率，提高剥净率[5]。

（3）轧辊清洗机构的影响。轧辊剥壳机构在对青毛豆进行剥壳时，由于轧辊挤压等因素导致的青毛豆破损、出汁、残留等情况，一定程度上会污染轧辊剥壳机构，降低表面滚花的双轧辊的摩擦系数，从而降低青毛豆的剥壳效率及剥净率。此时轧辊清洗机构会定时对轧辊剥壳机构进行清洗。然而目前市场上的青毛豆自动剥壳机很大一部分无轧辊清洗机构，少许机器虽配有轧辊清洗机构但清洗效果仍不够理想，不能在运行过程中有效清洗轧辊。所以，研制具有较强清洁能力的轧辊清洗机构，也能直接影响青毛豆的剥壳效率及剥净率。