一種新型機械滾筒脫殼裝置的研究

江銳

摘要：提出了整體分解然后進行滾筒氣力循環式脫殼的新型機械總體結構方案，篩選脫殼與氣力輸送工作原理。進行了整體分解裝置，滾筒脫殼裝置，清選裝置和傳動系統等關鍵工作部件的結構設計。脫殼試驗結果表明： 適宜有一定含水率，較大型的連體果實脫殼。該裝置先進行連體分解，然后進行滾筒去殼，效率高。

關鍵詞：脫殼裝置；連體果實；滾筒；篩選裝置

莢果在機械脫殼過程中普遍存在損傷率高，脫凈率低與損失嚴重等問題，其不僅直接影響農產品的收入，還關系到果實后續加工質量和成本，同時損傷的果實仁，缺少完整的衣皮保護，黃曲霉毒菌非常容易侵染果實，存有潛在的危害。

1.現有破殼裝置的特點

為解決農產品脫殼機存在的問題，科技人員在脫殼方法，脫殼機設計等方面進行了大量研究。現在應用較為廣泛的機械脫殼方法有： 撞擊法、碾搓法、剪切法、擠壓法和撕搓法。一般采用封閉的紋桿滾筒和圓鋼條柵條凹板進行了脫殼研究，但脫殼破碎率較高。目前，普遍應用的臥式單滾筒脫殼機，其滾筒和凹板之間間隙與凹板篩柵條間隙固定，對不同品種與外形的果實適應性差、造成損傷率高、脫凈率低。針對上述問題，在脫殼及損傷機理研究基礎上，本文設計先分解再應用滾筒氣力循環式脫殼機，實現分解后滾筒脫殼，效率高，破壞率明顯降低。

2.整體結構與工作原理

先分解再進行滾筒氣力循環式脫殼機由圓盤分解裝置、電動機、機架、喂料斗、一次脫殼滾筒與凹板篩（一次脫殼裝置） 振動篩與風機配合式清選裝置氣力輸送裝置（ 風機與輸送風筒）等構成，其整體結構配置如圖1所示，脫殼機工作原理與工作過程如圖2所示脫殼機啟動之后，物料從喂料斗喂入，受一次脫殼滾筒打板的沖擊剪切和擠壓，以及物料之間和物料與凹板篩之間的擠壓摩擦與揉搓等作用，經過脫殼滾筒的不斷循環打擊而使物料殼開裂和破碎，物料仁與物料殼自然分離。

圖1 圖2

3.關鍵部件設計

先分解再進行滾筒氣力循環式脫殼機關鍵裝置是分解裝置，脫殼裝置，氣力清選裝置和風篩振動分選裝置。總體脫殼裝置通過分解裝置和脫殼裝置進行物料的精確脫殼，決定了物料脫凈率，物料仁破碎率，物料仁損失率和脫殼效率等。氣力清選裝置將物料脫殼裝置脫出物中的物料碎殼清選出來。風篩振動分選裝置通過魚鱗式振動篩和氣力綜合作用，將物料仁和未脫凈的莢果分出，未脫凈的莢果通過送料風機氣流的作用送至二次脫殼滾筒繼續脫殼。脫殼裝置主要由脫殼滾筒和凹板篩組成，因此影響物料脫凈率，物料仁破碎率，物料仁損失率及脫殼效率的主要因素包括滾筒轉速，凹板篩柵條間隙及滾筒直徑。考慮到結構及效率，設計的一次和二次脫殼滾筒直徑分別為200㎜和75㎜，凹板篩柵條間隙分別為10㎜和8㎜。

因花生脫殼時受力復雜，因此取理想情況，根據動能定理，則有

4.組合分選裝置設計

組合分選裝置是先分解再滾筒氣力循環式脫殼機的關鍵部件之一，其不但需要及時地將物料仁與碎殼清選出來，還要將物料仁與一次脫殼滾筒未能脫殼，外形較小的莢果分選出來，以便通過氣力輸送裝置將莢果送至二次脫殼滾筒進行二次脫殼。組合分選裝置主要由氣力清選裝置及風篩振動分選裝置構成。當電動機啟動后，風篩風機，分選風機和傳動軸在膠帶輪的帶動下轉動，振動篩在偏心輪帶動下由平行四桿機構實現往復振動。從凹板篩落下的物料中，物料碎殼在分選風機氣流的作用下通過碎殼溜槽被吹出機外。

5.傳動系統設計

其傳動路線是固定的。風篩風機及其膠帶輪和送料風機共用一根軸，一次脫殼滾筒，一次脫殼滾筒鏈輪和一次脫殼滾筒膠帶輪共用同一根軸。電動機啟動之后，電動機，膠帶輪帶動風篩風機膠帶輪轉動，風篩風機膠帶輪帶動偏心輪軸膠帶。

6.結論

6.1設計了先分解再滾筒氣力循環式脫殼機，采用雙滾筒循環脫殼原理，實現了循環二次脫殼，提高了對品種與莢果外形的適用性，提高了物料脫凈率與脫殼效率，降低了物料仁破碎率和損失率。

6.2該機分選裝置由氣力清選裝置與風篩振動分選裝置組合，氣力清選裝置將脫出物中的物料殼選出，風篩振動分選裝置將物料仁與未脫殼的莢果分選出來，有效地提高了分選與清選效果。

6.3對研制的樣機進行的脫殼性能試驗結果表明，該脫殼機在莢果喂入量在15～20㎏/min條件下，一次脫殼滾筒脫殼間隙30㎜、凹板篩柵條間隙8㎜、轉速為296r/min，二次脫殼滾筒脫殼間隙20㎜、凹板篩柵條間隙8㎜、轉速為362 r/min時，物料脫殼綜合指標最優，即脫凈率為99.12%，物料仁破碎率為1.82%，物料仁損失率為0.40%，優于行業標準。

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