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花生剥壳机技术条件及试验方法相关标准修订建议

2022-03-21王剑文刘道奇常有山王思明

农业工程 2022年11期
关键词:剥壳滚筒机型

吴 岩, 王剑文, 刘道奇, 刘 龙, 常有山, 王思明

(1.河南省农业机械试验鉴定站,河南 郑州 450008; 2.河南省农业科学院长垣分院,河南 长垣 453400; 3.河南省花生耕种收加工智能设备工程研究中心,河南 长垣 453400; 4.河南瑞锋机械有限公司,河南 新乡 453800)

0 引言

JB/T 5688.1-2007《花生剥壳机 技术条件》(以下简称《技术条件》)和JB/T 5688.2-2007《花生剥壳机 试验方法》(以下简称《试验方法》)修订于2007 年,是对1991 年版的替代,内容上的变化主要有3 方面。一是增加了术语和定义;二是增加了安全要求;三是部分性能指标按单滚筒、多滚筒和自动上料花生剥壳机分别做出规定等,符合当时花生剥壳机国内市场主要机型的生产现状。

随着市场需求不断变化,目前的花生剥壳机普遍采用多滚筒、自动上料并带有去杂系统,电机功率大、滚筒多、生产效率高且清选干净,《技术条件》和《试验方法》中的部分指标已经不适应现在机型的现状。为了适应产品发展及市场变化,提出对这两个标准中有关术语和定义、噪声和吨料耗电方面的内容进行修订的建议。

1 花生剥壳机机型演变

1.1 2008 年以前主要机型及特点

2007 年版《技术条件》和《试验方法》标准发布时,国内生产的花生剥壳机主要有4 类,其结构特点如下,典型机型如图1 所示[1-4]。

(1)单滚筒花生剥壳机。该类花生剥壳机结构由一个剥壳滚筒配一个风扇吹风机组成,属于小型机,配套动力1.5~3.0 kW,生产率150~250 kg/h。工作时,根据花生果大小选配适用的凹板进行剥壳,剥出的花生仁需人工用簸箕清选出未剥开的花生小果与壳皮,未剥开的小果待更换合适的凹板后再次剥壳。该类机型属于开放型作业模式,即在露天场地作业,花生壳就地外排,主要生产企业分布在山东省、辽宁省和河北省等,主要机型有6BH-400 型单滚筒花生剥壳机(图1a)等。

(2)双滚筒花生剥壳机。该类机型(图1b)结构有两个剥壳滚筒,配装完善的清选装置,使用风扇式风机初选和单凤鱼鳞分选筛清选,属于开放型作业模式,节省电力,但作业环境粉尘较大。生产企业主要分布在河南省和山东省,主要机型有3 种。①6BH-800型花生剥壳机,配套动力4 kW,生产率800 kg/h[5]。②6BH-1500C 型花生剥壳机,配套动力7.5 kW,生产率1 500 kg/h[6]。③6BH-3000C 型花生剥壳机,配套动力11 kW,生产率3 000 kg/h[7]。

(3)自动上料花生剥壳机。该类机型(图1c)结构在多滚筒(两个滚筒)剥壳机的基础上配有自动上料装置,主要生产企业分布在河南省和山东省[8]。主要机型有6BH-3000C 型花生剥壳机,该机配套动力11 kW,增设风机输送或机械输送装置,将花生果提升输运到剥壳机料箱内作业,其中风机提升输送增加配套动力4 kW,总动力15 kW,机械提升输送配套动力增加3 kW,总动力14 kW,生产率均是3 000 kg/h。该机型属于开放型作业模式,作业环境粉尘大[9]。

图1 2008 年以前典型机型Fig.1 Typical models before 2008

(4)环保型花生剥壳机。2008 年9 月,湖北省研发出6BH-2500 型花生剥壳机,结构由两个剥壳滚筒和吸风式筛网分选筛组成,配套动力15 kW,增加自动上料装置(配套动力4 kW),配套总动力19 kW,生产率2 500 kg/h;另外,河南省研发出6BH-3000D 型花生剥壳机,结构由两个剥壳滚筒和吸风式筛网分选筛组成,配套动力15 kW,增设自动上料装置(配套动力5.5 kW),配套总动力20.5 kW,生产率3 000 kg/h[10]。这两种机型都能将花生壳、粉尘集中吸取后输送到储壳室中,属于环保型机具,但是在生产量相同的情况下,与开放式花生剥壳机相比,至少要多配套4 kW 动力,而且花生仁中的重杂物依然需要人工挑选。

2008 年以前生产的双滚筒花生剥壳机是吹风式风机和单凤鱼鳞分选筛进行清选,属于开放式作业机具,花生果由人工直接投入到剥壳机喂料箱进行作业,风扇式风机清选吹壳,花生仁中含有石块、土块、玻璃等重杂物,需要人工挑选。

1.2 2008 年以后主要机型及特点

2008 年以后,花生剥壳机由小型机具向大型机具、开放式机具向环保型机具、单一剥壳系统向带有去杂装置的联机组合方向发展,特别是2014 年以后农业机械化的快速发展,花生收获挖掘机基本上替代了人工收获,机收的花生果中含土块等重杂物量大,影响花生剥壳机的作业质量,迫使花生剥壳机由单一的剥壳系统向带有去杂装置的联机组合发展。如6BHZF-3500型花生去杂剥壳机,由去杂系统、剥壳系统组成,去杂系统动力7 kW,剥壳系统(3 个剥壳滚筒)动力22 kW, 配 套 总 动 力29 kW, 生 产 率3 500 kg/h[11]。6BHZF-6000 型花生去杂(风机提升输送)剥壳机,去杂系统动力11 kW,剥壳系统(4 个剥壳滚筒)动力35.5 kW,配套总动力46.5 kW,去杂后的花生果由风机输送到剥壳系统料箱内进行剥壳,破碎率低,花生仁中含杂少,生产率6 000 kg/h[12]。6BHZD-6000 型花生去杂(机械提升输送)剥壳机,去杂系统动力7.7 kW,剥壳系统动力35.5 kW,配套总动力43.2 kW,去杂后的花生果由机械提升输送到剥壳系统料箱内进行剥壳,破碎率低,花生仁中含杂少,生产率6 000 kg/h[13]。2008 年以后典型机型如图2 所示。

图2 2008 年以后典型机型Fig.2 Typical models after 2008

具有去杂装置的花生剥壳机与单一的剥壳机相比,增加了去杂系统,相应也增加了配套动力。作业时,去杂系统先清除出土块、石块、玻璃、铁器等重杂物和叶子、粉屑、土尘等轻杂物,花生果再由风机或机械输送到剥壳机料箱内进行剥壳、清选等,花生壳、粉尘集中收集后由管道输送到储壳室内,抑制了作业环境的空气污染,深受用户欢迎。但是,该类机型配套动力增大,配置的两个离心式清选吸风机和两个输送物料风机,导致噪声增大、吨料耗电增加。在新的市场形势下,2007 年版《技术条件》和《试验方法》中的相关技术指标要求,无法适应新机型的发展,急需对两个标准进行修订。

2 花生剥壳机技术条件修订建议

2.1 术语和定义

《技术条件》中对花生剥壳机、单滚筒花生剥壳机、多滚筒花生剥壳机、自动上料花生剥壳机等进行了定义,代表了当时花生剥壳机的生产现状,国内还没有出现带有去杂装置的花生剥壳机。而现在国内使用的基本都是带去杂装置的花生剥壳机,因此建议增加“花生去杂装置”术语和定义,将其定义为“去除花生果中石块、土块、玻璃和尘土等的装置”。

2.2 噪声限值指标

2008 年以来,花生剥壳机由单滚筒、多滚筒(最多2 个剥壳滚筒),发展为去杂系统和剥壳系统(3~4 个剥壳滚筒)联机组合,配套动力1.5~3.0 kW、生产率150~250 kg/h,发展到配套动力50 kW 以上、生产率8 000 kg/h,相应的,这些大型剥壳机的噪声也有所增加。对目前常用的几款花生剥壳机的作业噪声进行了现场测定,检测结果如下。

(1)烟台令元花生机械有限公司生产的LY-20000型花生去杂剥壳机,去杂系统动力11 kW、剥壳系统动力32.5 kW,配套总动力43.5 kW。噪声检测:机器前侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声94.3 dB(A);机器左侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声95.1 dB(A);机器右侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处 噪 声 94.9 dB( A) ; 空 载 噪 声 平 均 值94.76 dB(A)。

(2)山东伟义机械有限公司生产的6BH-20000 型花生去杂脱壳机,去杂系统动力11 kW、剥壳系统动力27.5 kW,配套总动力38.5 kW。噪声检测:机器前侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声 94.8 dB(A);机器左侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声95.2 dB(A);机器右侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声93.4 dB(A);空载噪声平均值94.47 dB(A)。

(3)河南省获嘉县中兴机械有限公司生产的6BH-20000A 型花生去杂脱壳机,去杂系统动力11 kW、剥壳系统动力27.5 kW,配套总动力38.5 kW。噪声检测:机器前侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声95.3 dB(A);机器左侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声95.7 dB(A);机器右侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声96.8 dB(A);空载噪声平均值95.93 dB(A)。

(4)河南省获嘉县中兴机械有限公司生产的6BH-20000B 型花生去杂脱壳机,去杂系统动力7.7 kW、剥壳系统动力35.5 kW,配套总动力43.2 kW。噪声检测:机器前侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声97.4 dB(A);机器左侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声99.1 dB(A);机器右侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声96.5 dB(A);空载噪声平均值97.66 dB(A)。

(5)河南瑞锋机械有限公司生产的6BHZF-6000型花生去杂剥壳机,去杂系统动力11 kW、剥壳系统动力35.5 kW,配套总动力46.5 kW。噪声检测:机器前侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声93.4 dB(A);机器左侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声96.4 dB(A);机器右侧外沿中心向外1 m 处/高度1.5 m 处噪声91.3 dB(A);空载噪声平均值93.7 dB(A)。

《技术条件》中根据单滚筒和双滚筒对花生剥壳机的噪声指标进行了限制要求,同时又按喂入方式(机械提升输送和风机提升输送)进行了细化,这在2008年以前是符合当时产品现状的。但随着市场的发展,目前的花生剥壳机结构发生了很大变化,噪声限值应该进行调整,建议调整为如表1 所示指标值,以适应现在机具的发展要求。

表1 花生剥壳机建议噪声限值Tab.1 Recommended noise limit for peanut sheller

2.3 吨果耗电限值指标

2008 年以前,我国生产的花生剥壳机主要机型有单滚筒和双滚筒,单滚筒机型配套动力1.5~3.0 kW,双滚筒机型配套动力4~11 kW,当时的机具吨果耗电符合《技术条件》中的要求。2008 年以后,花生剥壳机向大型化、复合化方向发展,吨果耗电指标也随之增加。对市场上常见的2 种带去杂装置的花生剥壳机进行了性能作业试验,吨果耗电指标检测数据如下。

(1)山东伟义机械有限公司生产的6BH-20000 型花生脱壳机,配套动力42.5 kW,风机提升输送,带去杂装置,花生果质量1 314 kg,工作时间0.35 h,耗电8.817 kW·h,吨果耗电6.7 kW·h。按照《技术条件》中的要求,风机提升输送的多滚筒花生脱壳机吨果耗电指标≤6.5 kW·h,达不到标准要求。

(2)河南瑞峰机械有限公司生产的6BHZD-8000型花生去杂剥壳机,配套动力63.2 kW,机械提升输送,带去杂装置,花生果质量7 720 kg,工作时间0.6 h,耗电47.1 kW·h,吨果耗电6.1 kW·h。按照《技术条件》中的要求,机械提升输送的多滚筒花生脱壳机吨果耗电指标≤5.5 kW·h,达不到标准要求。

近年来花生剥壳机已发展成为组合机型,现有《技术条件》中的吨果耗电性能指标已不适用现有机型,因此建议将吨果耗电限值按照现在的实际机型进行分类,修订为表2 所示指标值。

表2 花生剥壳机建议吨果耗电限值Tab.2 Recommended power consumption per ton of peanut limit for peanut sheller

3 花生剥壳机试验方法修订建议

花生剥壳机试验方法有关标准修订主要针对噪声测定方法提出建议。《试验方法》中规定,在性能试验的同时进行噪声测定。查阅相关产品标准,目前噪声的测定方法有3 种。

(1)脱粒机。GB/T 5982-2017《脱粒机 试验方法》中规定,脱粒机空载运转正常后,进行空载运转噪声测定,测定方法按GB/T 3768 的规定进行,测点位于距机器表面1 m、距地面高度1.5 m 的前、后、左、右4 点,取其平均值为噪声值[14]。

(2)花生摘果机。DG/T 121-2019《花生摘果机》中规定,在样机空载运转状态,将声级计置于水平位置,传声器指向噪声源,距离地面高度1.5 m、距离样机1 m(按基准体表面计),用A 计权慢挡进行测量。测量点数为5 点,沿样机周围测量表面矩形每一边的中点(4 个点)和表面矩形路径测得的最大噪声点(1 个点),每点测1 次,取平均值[15]。

(3)饲料粉碎机。DG/T 023-2019《饲料粉碎机》中规定,饲料粉碎机噪声测量与作业性能试验同时进行,配套动力≥22 kW 的粉碎机测空载噪声,其他粉碎机测负载噪声,结果取两次试验的平均值。测量时,粉碎机周围不应放置障碍物,并且与墙壁的距离>2 m,将测量仪器置于水平位置,传声器面向噪声源,传声器距离地面高度1.5 m,与粉碎机表面距离1 m(按基准体表面计),用慢挡测量A 计权声压级[16]。

通过参考上述产品噪声测定方法,并结合当前国内花生剥壳机产品类型,对噪声测定方法进行分析。目前国内花生剥壳机主要有单滚筒和多滚筒两种,单滚筒花生剥壳机配套电机功率基本都在20 kW 以下,噪声值控制在88 dB(A)以下,不会对人体造成伤害。多滚筒花生剥壳机基本都有去杂装置和自动上料装置,工作时物料通过自动上料装置进行输送,操作人员接触时间较短,噪声对人体伤害风险低,因此建议将花生剥壳机的噪声测定方法修改为在样机空载运转状态下测定。

4 结束语

JB/T 5688.1-2007《花生剥壳机 技术条件》和JB/T 5688.2-2007《花生剥壳机 试验方法》标准发布时,国内的花生剥壳加工作业以家庭为主,机型小、生产效率低,相关性能指标能够达到当时标准的要求。经过10 多年的发展,现在的花生剥壳作业向集中化、产业化发展,市场需求的机型是大型化、组合化,花生剥壳机除了剥壳系统外,现在普遍配备自动上料系统(风机提升输送或机械提升输送)和花生去杂装置,配套动力大、生产效率高、清选干净、环保卫生。相应的,产品的一些性能指标已经不符合《技术条件》和《试验方法》中的要求,对这两个标准进行修订迫在眉睫,以便适应现在机型的发展需求。详细分析了花生剥壳机机型演变历程及典型机型特点,根据现有机型发展现状及实际试验数据,对《技术条件》中术语和定义、噪声限值指标、吨果耗电限值指标,以及《试验方法》中噪声测定方法提出了修订建议。

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