一种板栗脱苞机的设计

周 宇

（葫芦岛市现代农业发展服务中心，辽宁 葫芦岛 125099）

丹东板栗以品质优良闻名，果实个大，色泽白，口感好，不裂瓣，易加工，综合价值高，营养物质丰富。成熟板栗刺苞的锐刺有长有短、有疏有密，板栗刺苞外径为 70～91 mm， 内藏板栗果 2～3 个， 直径 30～40 mm，成熟时裂为4 瓣。 板栗果呈三角形状，椭圆或扁椭圆形，有顶尖，红褐色或淡褐色。收获后的板栗中常夹杂有少量树枝、树叶等杂质，通常选择人工方式，利用剪子等工具把板栗的刺苞打开获得果实。这种传统人工作业容易被板栗刺苞刺伤手掌， 且工作速度慢。此外，如果板栗放置时间过长，则未能剥去外壳的刺苞会导致果实水分散失，易发生霉变和虫蛀。 为解决以上问题，设计一种板栗脱苞机，以期为板栗机械设计提供理论参考。

1 板栗脱苞机总体设计

1.1 整体结构

板栗脱苞机主要由柔性挤压脱苞装置、 双层网筛选装置、驱动电机、风机及机架构成，如图1 所示。整机上部设有柔性脱苞装置，中部安装双层网筛选装置，底部安装风机清选装置。 电机通过皮带轮传动带动脱苞装置挤压辊、风机和曲柄连杆机构转动。脱苞装置由外挡筒、弧形网板和挤压辊组成，外挡筒和弧形网板组装在一起，包围在挤压辊外部，使挤压辊在其内部进行转动。 整机底部的风机出风口朝向出料口。

图1 板栗脱苞机结构示意图Figure 1 Structural diagram of Chinese chestnut shell stripping machine

1.2 工作原理

电动机启动后，通过带传动将动力输出至各工作部件，即风机运转、双层网筛抖动、主轴转动、柔性脱苞装置运转等。 板栗苞装入进料口后，进入柔性脱苞装置。 柔性脱苞装置内的挤压辊会连续翻动板栗苞，刺苞在被搅动的过程中与网板不断接触而出现苞体折断、揉搓破裂等现象。 板栗果和小型脱离刺苞通过第一层筛网落入第二层筛网，而没有脱离刺苞的板栗则留在第一层筛网继续脱苞。板栗果和脱离的刺苞通过第二层筛网从下层出料口送出。下落的板栗果和刺苞在风机气流的作用下，较重的板栗果实偏移距离较近，偏轻的破碎刺苞偏移距离较远，进而完成刺苞与板栗果的风选分离。

2 主要工作部件设计

2.1 脱苞装置

脱苞装置由脱苞筒外壳、挤压辊、网板和弹簧组成。 网板由螺纹钢交错放置后焊接固定成型，其孔间隙尺寸根据板栗果实尺寸确定，但上限不能超过带刺苞板栗的大小，下限不能小于板栗果实的大小，以保证板栗刺苞经柔性破坏脱苞后其果实能顺利通过网板，并拦住未脱苞板栗。 挤压辊上安有弹性橡胶材质片，能对板栗刺苞施加揉挤剥苞力，利于板栗刺苞的揉碎、破裂，且可避免板栗果实损伤。挤压辊采用空心设计，以减轻整机重量。辊子中心轴两端安有轴承，其中一端还安装大带轮和小带轮。挤压辊三维结构图如图2 所示。

图2 挤压辊三维结构图Figure 2 3D structural diagram of the extrusion roller

2.2 筛选装置

筛选装置主要由双层筛选网、曲柄连杆机构和风机组成。双层筛网用于抖动分选，筛网一端连接滚轮、轨道，另一端连接曲柄连杆机构。通过电机驱动、带传动曲柄摇杆，推动双层筛网连续不断抖动。 双层筛网的三维结构如图3 所示，其作用是接收经网板从柔性脱苞装置落入的板栗果和破碎的板栗刺苞，并进行初次分选。 当板栗果和板栗刺苞落至出料口时，再由风机进行二次风选分离。

图3 双层筛网三维结构图Figure 3 3D structural diagram of the double-layer screen

2.3 风选装置

风选装置由底部风机和出料口组成。当没有筛净的板栗刺苞从出料口掉落时，旋转叶片送出的风力可把混入板栗果实中的板栗刺苞吹离分开，实现破碎刺苞与板栗果实的分离。板栗果实较重，故偏移较近；破碎的刺苞偏轻，则偏移距离较远。 聚风筒可将风机产生的风聚集，继而提升风力效果。

3 结语

设计的板栗脱苞机经试验验证， 具有以下特点：1） 柔性脱苞， 通过装有橡胶板的柔性揉搓板与装有弹簧的网板之间多次柔性摩擦，使板栗刺苞受到线性均匀力，利于降低板栗剥苞的损伤率；2） 双层筛选装置采用曲柄摇杆机构抖动方式， 配合风机风力清选，可将板栗果实和刺苞及杂物分开，有效提高分选与清选效果；3） 机器占地面积小、结构简单、操作方便；4）大大减轻操作者劳动强度，降低人力资源消耗。