木耳菌包自动割口设备的研究与设计

王馨竟

(黑龙江省农业机械工程科学院 牡丹江农业机械化研究所,黑龙江 牡丹江 157011)

1 目的与意义

据不完全统计目前黑龙江省栽培木耳超过180亿袋，占全国木耳总产量30%，居全国首位。仅以黑龙江省为例，种植户平均地摆载木耳量为5万袋，因此市场对木耳菌包的需求量大幅增长。木耳菌包由于出耳的需要，须在菌包袋上割口，割口形状一般分为Y字形、一字形、O形和△形；割口数量沿圆周16排，每排沿菌包轴向15孔左右，总计割口量240个左右；割口深度在0.4～0.6 cm左右。如果采用人工割口费时费力，也难以满足割口的技术要求。目前市场上现有的割口设备主要有两种，一是人工将木耳菌包推送至割口器中，菌包袋在移动过程中实现割口；二是人工将木耳菌包摆放在输送带上，由输送带将木耳菌包推送至割口器中实现割口。前者因作业效率低，费工费力而逐渐被市场冷落；后者因菌包在传送部位摆放不正，菌包传输过程容易产生错位，导致割口深度不均匀、割口变形，且深度和长度也无法控制均匀，造成废袋率高，影响了其使用效果。因此设计一种作业效率高、割口均匀、深度一致的自动割口装备成为用户迫切需要。

2 结构与原理

2.1 主要结构

本机主要由行程开关、电机、减速传动装置、机架、上层输送装置、侧端扶正装置、下层输送装置、割口器总成等组成(图1)。

1.行走轮；2.电机；3.单体割口器；4.割口器总成；5.机架；6.上层输送带；7.输送带压轮；8.输送带被动轮；9.上层输送带张紧装置；10.输送带支撑轮；11.行程开关；12.侧端扶正装置；13.下层输送带；14.下层输送带张紧装置图1 菌包自动割口设备机构图

2.2 工作原理

本机采用电机传动，通过减速装置将动力传递给上、下层输送带，下层输送带两侧装有扶正装置。当把木耳菌包放在下层输送带上时，扶正装置会把菌包自动扶正并启动行程开关，电机开始运行带动上、下层输送带运转。木耳菌包在下层输送带的带动下向前运行，进入到上、下层输送带之间，并在上、下层输送带的夹带下稳定推送至割口器总成中。从而实现木耳菌包在移动过程中，均匀割口作业，再由下一个菌包推出，如此往复连续作业。

3 主要结构设计

3.1 单体割口器设计

单体割口器主要由割口元件、割口圆盘和安装底座组成(图2)。

1.安装底座；2.卡扣；3.深浅调节螺栓；4.回位弹簧；5.支撑架；6.割口圆盘；7.割口元件图2 单体割口器结构图

割口元件安装在割口圆盘上并沿其圆周均布，更换不同的割口元件即可获得不同割口形状；割口圆盘安装在支撑架上并可沿圆柱转动，改变调节螺栓深浅即可改变割口圆盘的位置，达到改变割口深浅的目的；安装底座和卡扣共同作用可将单体割口器固装并锁定在环形圆筒上。

3.2 割口器总成设计

割口器总成主要由多个单体割口器和割口器底座两部分组成(图3)。

1.底座挂接板；2.喇叭状圆筒；3.环形圆筒；4.单体割口器图 3 割口器总成结构示意图

利用安装底座和卡扣可将单体割口器固装并锁定在环形圆筒上，再由割口器总成上的底座挂接板固定在机架上。改变单体割口器沿环形圆筒圆周安装数量，即可改变其在木耳菌包割口排数(图4)。

1.单体割口器；2.环形圆筒图4 单体割口器安装示意图

3.3 扶正装置设计

扶正装置位于下层输送带喂入端两侧，一侧扶正板固接在机架方管上，另一侧铰接扶正板用合页连接在机架上。当菌包放置在输送带上时，扶正板一端侧边下沉与另一侧扶正板侧边共同限位，保证菌包和割口器同心并直线向前输送，从而防止菌包脱轨错位，发生堆袋问题(图5)。

1.下层输送带轮；2.下层输送带；3.机架方管；4.扶正板；5.菌包；6.合页；7.行程开关；8.铰接扶正板图5 扶正装置结构原理图

3.4 上、下层输送装置设计

按照木耳菌包割口的工艺要求，多个单体割口器所围成的割口器总成上的割刀圆环形内径要小于菌包的直径1 cm左右。木耳菌包如果没有一个向内推送的外力，就很容易发生卡滞、菌袋破损和堆压。因此设计了上、下两层输送装置(图6)，保证了菌包在上、下两层输送带的夹带下，同步稳定推送至割口器总成中。

1.下输送装置；2.下输送带；3.菌包；4.上输送装置；5.上输送带；6.轴承座；7.机架方管；8.主动链轮 图6 上、下层输送装置配置结构简图

4 应用效果与前景

4.1 应用效果

该机只需2名工人操作，一人放菌包，一人在机器前端将割好口的菌包接下并摆在菌包框内。这款设备与传统的人工割口作业相比节省人力、割口质量好、作业效率高，降低了种植户作业成本，达到了节本增效的目的。

4.2 应用前景

木耳中含有丰富的营养元素，尤其是纤维素和植物胶原能够促进胃肠蠕动，减少脂肪的吸收，深受百姓的喜爱，已经成为百姓餐桌上常见的美食之一。随着人们对养生越来越看重，木耳市场需求量也越来越大，从而带动了木耳种植业的不断发展，木耳的种植量也逐年提高。木耳菌包割口设备取代人工成为木耳栽培不可缺少的作业环节，因其价格低廉、操作简单、作业质量好、作业效率高，深受种植户的欢迎，具有广阔的发展前景。