杏肉杏核分离机设计应用*

杨 帆,王 辉,刘超山,杨兴隆

(兰州工业学院，甘肃 兰州 730050)

关键字：杏肉杏核分离机；正位机构；完整分离；机电设备

0 引 言

农用机械是现代机电设备的重要分支。甘肃陇东地区杏资源丰富，但受限于农用机械落后，当地农民仍采用手工方法将杏肉杏核分离，农民劳动强度大，工作效率低。

目前国内杏肉杏核分离主要采用破壁分离法与气压分离法两种分离方式，果肉损失率高、去核后果肉完整性差等问题成为杏肉杏核分离的主要问题，在生产中的推广程度并不高；国外杏肉杏核分离技术主要采用振动分离法与视觉技术与机械装置相结合的分离方法，该种方法结构复杂、造价高、适用于大型企业，普通农户家庭很难推广。

笔者通过对杏肉杏核分离关键机构的改进，解决了杏肉完整性差、结构复杂等问题，对提高杏肉杏核分离效率及提高杏肉利用率有一定价值。

1 整体方案设计

杏肉杏核分离机运用机械传动原理通过电动机经V带轮同时带动拨杏辊与齿轮机构工作，齿轮机构带动压杏机构与振动分离机构进行肉核分离工作。

此次设计杏肉杏核分离机由机械系统和电器控制系统两部分构成。采用拨杏机构，保证杏肉杏核分离平稳有序且可使得鲜杏均匀下落；采用V形槽正位机构以实现对鲜杏进行正位，防止其由于角度不当导致肉核无法分离；采用压杏机构以实现鲜杏破裂，确保其在振动分离机构中可以被成功分离采用振动分离机构以凸轮机构实现，实现杏肉杏核的分离，并且可以根据杏核大小调节分离间隙。采用单相电机作为动力源，便于控制、方便后期维修。杏肉杏核分离机三维设计如图1所示。

图1 杏肉杏核分离机三维设计图1.拨杏辊 2.正位机构 3.振动机构 4.杏核收集板 5.料斗 6.大带轮 7.电动机 8.小带轮 9.机构支架

2 传动机构设计

杏肉杏核分离机压杏辊直径D=400 mm、工作装置所受阻力Fw=519 N、压杏辊工作线速度Vw=2.6 m/s,防止压杏辊转速过大，造成杏肉和杏核的破坏，因此采用单级圆柱齿轮及带传动的方式来保证所分离鲜杏的肉核完整性，则杏肉杏核分离机的所需功率：

式中：Fw为工作装置所受阻力，N;Vw为压杏辊工作线速度，m/s;η为电机总效率，η=0.90。

式中：pr为电机总功率；nw为压杏辊转速。

单级圆柱齿轮的传动比为ig=3～5,V带的传动比为ib=2～4。总传动比i′为：

i′=ig×ib=2×3～4×5=6～20

电机转速为：

=763.86～2 546.2 r/min

综上，应选用上海快步机电有限公司制造的同步转速为1 400 r/min、额定转矩为1.8 N/m、额定功率为1.5 kW、型号为YL 90L-4的单相电容启动电动机，适用于农家自用。

3 拨杏机构设计

拨杏辊的主要作用是将料斗内的鲜杏均匀地输送到正位板上，故在拨杏辊上设计了与鲜杏大小一致的圆形槽，在拨杏辊转动过程中鲜杏落入圆形槽中，从而达到鲜杏有序输送到正位机构。拨杏辊的结构如图2所示。

图2 拨杏辊结构图

4 正位机构设计

正位机构主要作用是将拨杏辊输送下来的鲜杏实现正位，根据鲜杏的外形特征，设计V形槽板作为正位机构。为保证鲜杏能够顺利进入压杏辊，正位机构斜角45°安装于机架上。V形槽板厚度为1 mm。正位机构结构如图3所示。

图3 正位机构结构图

5 振动分离机构设计

杏肉杏核分离机振动分离机构主要对破裂后混在一起的杏核杏肉进行振动分离，设计打孔的不锈钢面板，孔径大小设计大于等于杏核，振动分离机构能很好地保证杏肉杏核分离，由于鲜杏的大小不一样，故设计夹层板，通过调节夹层板，能够保证大小不同的鲜杏都能完全分离,振动机构使用的材料是3 mm厚的不锈钢，分离机构结构简图如图4所示。

图4 分离机构结构图

6 压杏机构设计

压杏机构主要作用是对鲜杏进行前期破裂处理，为后面振动分离机构做准备，压杏机构由压杏辊对鲜杏进行破裂处理，在压杏辊上设计圆形的凸起结构，保证鲜杏在压杏辊挤压时不会滑动，从而达到杏核和杏肉的破裂，所选用的轮辊制作材料为不锈钢，具有很好的防锈作用，便于使用后的清洁。轮辊结构简图如图5所示。

图5 压杏辊结构简图

7 创新点及应用价值

在甘肃陇东地区，盛产草杏，目前市场上常见破壁法杏肉杏核分离机所分离杏肉通常被打碎，杏肉得不到充分利用，导致杏资源过度浪费，故团队成员设计了本款杏肉杏核分离机，致力于杏肉杏核完整分离，推动陇东地区杏产业发展。此设计为兰州工业学院大学生创新创创业项目，目前已完成项目设计及论证，正在与校外企业试制样机验证阶段，如果验证良好，投入杏产量丰富的陇东地区使用。

与市面上现有的杏肉杏核分离设备相比较，此设计对其结构进行了改进创新，主要有以下几个方面：

(1) 市面上杏肉杏核分离多采用破壁法，不能保证杏肉的完整性；该设计采用振动分离法，可保证杏肉完整性，保证其使用价值。

(2) 现有杏肉杏核分离设备体积大，结构复杂，成本高，不适合小规模农用；该设计体积小、结构简单，成本低，可适用于普通农户小规模使用。

(3) 此设计正位机构采用不锈钢V形槽板实现，以45°角安装于机架中，当鲜杏经拨杏机构滚动下落时，V形槽板可保证其一定的角度，确保杏肉杏核成功分离

(4) 振动分离机构通过凸轮机构带动振动板的振动实现杏核杏肉的分离，同时保证杏肉杏核的完整性。

(5) 根据杏核大小，可调节振动板上杏核下漏间隙宽度，保证对于不同大小的鲜杏均能完成杏肉杏核分离工作。