新型板栗开口机的整体设计

2020-07-15河北农业大学秦川李宏伟孙沐钰张秀花

河北农机 2020年6期

河北农业大学秦川李宏伟孙沐钰张秀花

板栗栗仁营养丰富、口感软糯、味道鲜美、风味独特，对人的脾胃有很好的保健作用，可以直接剥开食用、亦可炒熟食用，还可用于熬粥。然而板栗的剥壳开口烦琐，费时费力。所以，板栗开口需要实现机械化生产。板栗开口机可以在板栗背部开出口子，方便板栗剥壳，获得板栗果仁，方便栗仁鲜食、冷藏、制作罐头或者炒制。板栗施行机械加工以来，板栗开口工作就有各种各样不同的难点，各式板栗开口机也都有着不用的特点，但大部分板栗开口机加工之后有很多的缺陷。板栗的开口难度大，开口深度也不一致，这就导致加工的劳动强度大但是效率却很低。因此需要一种效率高、破损率低、开口后栗仁的完整性好的板栗开口机。

1 总体方案的设计

1.1 基本设计要求

板栗的机械化加工受各地生产的板栗形状、大小、皮的薄厚不一等因素制约。基于对板栗加工市场的调查以及对板栗开口机现状的研究，板栗开口机设计的要点有二：其一是应该从其背部实现开口操作，因为背部相比于前部较软，易于开口也易于剥壳；其二是开口的深浅程度应该一致，保证板栗果仁的完整性。基于以上两点，本文所介绍的板栗开口机创新性地采用了十字形内凹式开口刀和型孔凹槽式链板，二者相配合，可以较好地实现对板栗背部的无损伤开口。

1.2 整体结构

新型板栗开口机，包括入料斗、传送链板、传送驱动电机、十字形内凹式开口刀、刀轮、螺丝弹簧、落刀驱动电机、大小传动链轮、键、轴、轴承、支撑板、支撑架、箱体。入料斗设在箱体上，传送链板设在入料斗的出口处并绕于大小传动链轮上，大小传动链轮通过轴和轴承安装在支撑架上，十字形内凹式开口刀穿过螺丝弹簧用六角螺母安装在支撑架上，刀轮与十字型内凹式开口刀面接触并通过键连接在刀上面的轴上，轴通过轴承安装在支撑架上，落刀驱动电机安装在支撑板上，支撑板焊接在支撑架上，传送驱动电机安装在支撑架底部并与主动链轮的轴相连接，箱体将整个装置罩住。

板栗开口加工为板栗深加工，在板栗切口前需要先将板栗筛选为大、中、小三级,一般地区种植的板栗大多数是圆形或椭圆形。经过板栗筛选分级装置进行筛选，板栗可以直接用板栗开口机开口加工。

将分好级的板栗倒入入料斗。进入入料斗的板栗会接触倾斜的传送链板，板栗可以自动轻松上链。传送链板由传送电机通过链轮进行驱动。链板上有型孔式凹槽，板栗进入凹槽之后可以实现自动夹紧，这样板栗在被开口时可以保持稳定，板栗运送到十字型内凹式开口刀下面时，落刀驱动电机驱动刀轮进行转动，刀轮传动开口刀落下对板栗进行开口，完成一次开口后刀被螺丝弹簧弹起准备下一次的落刀开口。这样大大提高了板栗开口的效率，保证了所开口均匀工整。开口后的板栗随传送带移动利用重力掉落至出料斗。板栗开口时产生的碎屑也会因为重力的作用掉落在箱底。至此，板栗开口加工完毕。如此往复循环，进入板栗开口机的板栗均能高效方便地被开口。

图1 新型板栗开口机

2 开口机关键部分的设计

2.1 传动部分的设计

为保证机器工作稳定可靠，该板栗开口机主要采用链传动，由大小两个电机驱动整个机器的运转，大电机驱动链轮的转动从而实现链板带着板栗移动。小链轮驱动刀轮的转动，从而实现十字形内凹式板栗开口刀的工作。分别调节大小电机的转速，可以实现连续不断而且有效的板栗开口工作。

2.2 开口部分的设计

图2 十字形内凹式开口刀

图3 传送链板

开口部分的刀轮是一个凸轮，刀轮通过键连接在轴上，轴通过联轴器与电机相连接，电机转动带动刀轮的转动，刀轮的转动可以使十字形内凹式开口刀向下运动对板栗进行开口，螺丝弹簧的存在可以使开口刀对板栗切口完毕后将开口刀顶起。将开口刀设计成十字形内凹式结构可以与链板上的型孔凹槽相匹配，保证切口效率，保护板栗不被切坏。通过更换刀轮的大小，可以实现对开口深浅程度的调节。

2.3 入料斗的设计

为了保证板栗顺利进入入料斗，同时为了能够使板栗连续不断地进入到链板上的型孔凹槽里。根据该机器的整体特点，将入料斗设计成漏斗式，倾斜设置，这样板栗就可以连续不断地进入入料斗，从而实现批量加工。入料斗的容积不能太小，否则就会使板栗堵在入料口无法进入到链板上的型孔凹槽中，入料斗的体积不能太大，要和机器整体符合。