新型板栗開口機(jī)的整體設(shè)計(jì)

河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 秦川 李宏偉 孫沐鈺 張秀花

板栗栗仁營(yíng)養(yǎng)豐富、口感軟糯、味道鮮美、風(fēng)味獨(dú)特，對(duì)人的脾胃有很好的保健作用，可以直接剝開食用、亦可炒熟食用，還可用于熬粥。然而板栗的剝殼開口煩瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。所以，板栗開口需要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)。板栗開口機(jī)可以在板栗背部開出口子，方便板栗剝殼，獲得板栗果仁，方便栗仁鮮食、冷藏、制作罐頭或者炒制。板栗施行機(jī)械加工以來，板栗開口工作就有各種各樣不同的難點(diǎn)，各式板栗開口機(jī)也都有著不用的特點(diǎn)，但大部分板栗開口機(jī)加工之后有很多的缺陷。板栗的開口難度大，開口深度也不一致，這就導(dǎo)致加工的勞動(dòng)強(qiáng)度大但是效率卻很低。因此需要一種效率高、破損率低、開口后栗仁的完整性好的板栗開口機(jī)。

1 總體方案的設(shè)計(jì)

1.1 基本設(shè)計(jì)要求

板栗的機(jī)械化加工受各地生產(chǎn)的板栗形狀、大小、皮的薄厚不一等因素制約。基于對(duì)板栗加工市場(chǎng)的調(diào)查以及對(duì)板栗開口機(jī)現(xiàn)狀的研究，板栗開口機(jī)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)有二：其一是應(yīng)該從其背部實(shí)現(xiàn)開口操作，因?yàn)楸巢肯啾扔谇安枯^軟，易于開口也易于剝殼；其二是開口的深淺程度應(yīng)該一致，保證板栗果仁的完整性。基于以上兩點(diǎn)，本文所介紹的板栗開口機(jī)創(chuàng)新性地采用了十字形內(nèi)凹式開口刀和型孔凹槽式鏈板，二者相配合，可以較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)板栗背部的無損傷開口。

1.2 整體結(jié)構(gòu)

新型板栗開口機(jī)，包括入料斗、傳送鏈板、傳送驅(qū)動(dòng)電機(jī)、十字形內(nèi)凹式開口刀、刀輪、螺絲彈簧、落刀驅(qū)動(dòng)電機(jī)、大小傳動(dòng)鏈輪、鍵、軸、軸承、支撐板、支撐架、箱體。入料斗設(shè)在箱體上，傳送鏈板設(shè)在入料斗的出口處并繞于大小傳動(dòng)鏈輪上，大小傳動(dòng)鏈輪通過軸和軸承安裝在支撐架上，十字形內(nèi)凹式開口刀穿過螺絲彈簧用六角螺母安裝在支撐架上，刀輪與十字型內(nèi)凹式開口刀面接觸并通過鍵連接在刀上面的軸上，軸通過軸承安裝在支撐架上，落刀驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在支撐板上，支撐板焊接在支撐架上，傳送驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在支撐架底部并與主動(dòng)鏈輪的軸相連接，箱體將整個(gè)裝置罩住。

板栗開口加工為板栗深加工，在板栗切口前需要先將板栗篩選為大、中、小三級(jí),一般地區(qū)種植的板栗大多數(shù)是圓形或橢圓形。經(jīng)過板栗篩選分級(jí)裝置進(jìn)行篩選，板栗可以直接用板栗開口機(jī)開口加工。

將分好級(jí)的板栗倒入入料斗。進(jìn)入入料斗的板栗會(huì)接觸傾斜的傳送鏈板，板栗可以自動(dòng)輕松上鏈。傳送鏈板由傳送電機(jī)通過鏈輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。鏈板上有型孔式凹槽，板栗進(jìn)入凹槽之后可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾緊，這樣板栗在被開口時(shí)可以保持穩(wěn)定，板栗運(yùn)送到十字型內(nèi)凹式開口刀下面時(shí)，落刀驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)刀輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，刀輪傳動(dòng)開口刀落下對(duì)板栗進(jìn)行開口，完成一次開口后刀被螺絲彈簧彈起準(zhǔn)備下一次的落刀開口。這樣大大提高了板栗開口的效率，保證了所開口均勻工整。開口后的板栗隨傳送帶移動(dòng)利用重力掉落至出料斗。板栗開口時(shí)產(chǎn)生的碎屑也會(huì)因?yàn)橹亓Φ淖饔玫袈湓谙涞住Ｖ链耍謇蹰_口加工完畢。如此往復(fù)循環(huán)，進(jìn)入板栗開口機(jī)的板栗均能高效方便地被開口。

圖1 新型板栗開口機(jī)

2 開口機(jī)關(guān)鍵部分的設(shè)計(jì)

2.1 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)

為保證機(jī)器工作穩(wěn)定可靠，該板栗開口機(jī)主要采用鏈傳動(dòng)，由大小兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)，大電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)鏈板帶著板栗移動(dòng)。小鏈輪驅(qū)動(dòng)刀輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)十字形內(nèi)凹式板栗開口刀的工作。分別調(diào)節(jié)大小電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷而且有效的板栗開口工作。

2.2 開口部分的設(shè)計(jì)

圖2 十字形內(nèi)凹式開口刀

圖3 傳送鏈板

開口部分的刀輪是一個(gè)凸輪，刀輪通過鍵連接在軸上，軸通過聯(lián)軸器與電機(jī)相連接，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)刀輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，刀輪的轉(zhuǎn)動(dòng)可以使十字形內(nèi)凹式開口刀向下運(yùn)動(dòng)對(duì)板栗進(jìn)行開口，螺絲彈簧的存在可以使開口刀對(duì)板栗切口完畢后將開口刀頂起。將開口刀設(shè)計(jì)成十字形內(nèi)凹式結(jié)構(gòu)可以與鏈板上的型孔凹槽相匹配，保證切口效率，保護(hù)板栗不被切壞。通過更換刀輪的大小，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)開口深淺程度的調(diào)節(jié)。

2.3 入料斗的設(shè)計(jì)

為了保證板栗順利進(jìn)入入料斗，同時(shí)為了能夠使板栗連續(xù)不斷地進(jìn)入到鏈板上的型孔凹槽里。根據(jù)該機(jī)器的整體特點(diǎn)，將入料斗設(shè)計(jì)成漏斗式，傾斜設(shè)置，這樣板栗就可以連續(xù)不斷地進(jìn)入入料斗，從而實(shí)現(xiàn)批量加工。入料斗的容積不能太小，否則就會(huì)使板栗堵在入料口無法進(jìn)入到鏈板上的型孔凹槽中，入料斗的體積不能太大，要和機(jī)器整體符合。

2.4 外箱的設(shè)計(jì)

外箱的設(shè)計(jì)目的在于可以減小機(jī)器工作時(shí)的噪音，防止開口時(shí)板栗碎屑的飛濺，保護(hù)加工工作者的安全，還可以減小振動(dòng)。同時(shí)，為了檢修時(shí)的方便以及對(duì)機(jī)器進(jìn)行降溫等問題，在電機(jī)處還應(yīng)開有箱蓋。為了方便移動(dòng)，在箱底安裝萬向輪。

3 結(jié)語

該機(jī)器的使用可以產(chǎn)生一些有益效果：

（1）通過鏈板對(duì)板栗進(jìn)行輸送，提高了板栗加工的效率，鏈板上設(shè)有漏斗狀的圓形凹槽，板栗進(jìn)入凹槽之后可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾緊，在被切割時(shí)增強(qiáng)穩(wěn)定性。

（2）十字型內(nèi)凹式切口刀可以與鏈板上的型孔凹槽相匹配，保證開口效率，保護(hù)板栗不被切壞。

（3）鏈板速度和十字型內(nèi)凹式切口刀的速度均可調(diào)，可以實(shí)現(xiàn)不同大小板栗切口。

（4）外部箱體罩在整個(gè)機(jī)器外面可以減小噪音以及保護(hù)工作人員。

該機(jī)器目前看來也有一些缺點(diǎn)：

（1）該板栗開口機(jī)在工作前不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)填料，還需要加工工人手工將板栗倒入料斗。

（2）開口后的板栗容易殘留碎屑，即使碎屑能在重力作用下大部分掉在箱底，但是長(zhǎng)時(shí)間工作還是會(huì)使型孔凹槽內(nèi)存有碎屑，除屑的加工方法還有待考慮。