一種成排紅棗正截面切片機的設計

張 磊，王家珂，徐穎梅

（揚州工業職業技術學院，江蘇 揚州 225127）

大棗最先起源于中國，中國的大棗產量位居世界第一，據資料顯示，國際貿易中的大棗也大都來自于中國。紅棗儲存環境要求比較特殊，新鮮紅棗儲存繁瑣，其因腐爛而浪費成為世界難題。整鮮棗完全風干晾干需要經過漫長的時間周期，如果把棗切割成大小均勻的棗片，再風干晾干，就會縮短大棗加工的周期，也不會造成維生素和有益物質的大量流失。本次設計就是要將紅棗均勻切成片狀，方便風干晾干后儲存，然后推向市場。在我國已有企業或院校在研究紅棗切片機，國內外專家學者也在關注這種機器的發展，雖然國內外紅棗切片機種類各式各樣，但是機械結構復雜、效率低下、安全性差，因此多功能集成化是紅棗切片機發展的必然方向。在未來，紅棗切片機的機械加工結構會越來越簡單，其功能會越來越多，切片也會越來越均勻。綜上所述，研究制造機械結構簡單的，能夠均勻切片的，對紅棗本身沒有太大損傷的紅棗切片機迫在眉睫。將來紅棗切片機的市場行情必然是可觀的。

1 成排紅棗正截面切片機工作原理

紅棗切片機的工作原理是將紅棗擺放在機器的槽型傳送帶上，紅棗在槽型傳送帶以及平板振動器的作用下，整齊均勻地進行排列，所有紅棗通過導料板到達圓盤刀處都是一樣的形態，之后在橡膠輥和圓盤刀的共同作用下，槽型傳送帶上所有整齊均勻排列的紅棗均進行有序的加工切片[1]，見圖1。

圖1 切片機俯視圖

2 成排紅棗正截面切片機結構設計

第126 頁圖2、圖3 分別為切片機結構示意圖和切片機剖視圖。如圖2、圖3 所示，紅棗正截面切片機包括主體、切片組件、輸送組件、出料組件和支撐組件。支撐組件用于支撐主體1；輸送組件用于輸送紅棗；出料組件用于輸送切片后的紅棗；切片組件包括轉輥16，轉輥16 安裝于主體1 的內部，且轉輥16 繞著主體1 做圓周運動，轉輥16 的圓周面呈環形陣列安裝有切刀15，主體1 靠近轉輥16 的一側轉動連接有橡膠輥14；主體1 的一側安裝有第二電機12 和第三電機13，第三電機13 位于第二電機12 的一側，且第三電機13 延伸至主體1的內部與橡膠輥14 轉動連接，第三電機13 延伸至主體1 的內部與轉輥16 轉動連接。輸送組件包括傳動輥18，傳動輥18 對稱安裝于主體1 內部靠近轉輥16 的上方，兩個傳動輥18 之間套設有輸送帶21，主體1 一側靠近第三電機13 的上方位置處通過螺栓固定連接有第一電機7，第一電機7 延伸至主體1 內部的一端與其中一個傳動輥18 轉動連接，且第一電機7 的頂部安裝有控制器27，第一電機7用于驅動傳動輥18 進行圓周運動。

圖2 切片機結構示意圖

圖3 切片機剖視圖

支撐組件包括底腳8，4 個底腳8 安裝于主體1 底部，4 個底腳8 兩個為一組，兩兩對稱，4 個底腳8 的底部均安裝有底板10，底板10 的底部安裝有腳墊9。主體1 內部靠近輸送帶21 和轉輥16之間的一側位置處安裝有斜板17，斜板17 呈45°與主體1 內壁固定連接。出料組件包括出料板11，出料板11 安裝于主體1 內部靠近橡膠輥14 的下方，出料板11 上開設有貫穿式的通孔24，通孔24的內部從上到下依次安裝有兩個移動板25，兩個移動板25 上均安裝有分選網23。移動板25 的一側安裝有拉環22，拉環22 的內部安裝有弧形墊28。主體1 內部靠近輸送帶21 的上方位置處安裝有調節板20，調節板20 的兩側與主體1 之間均旋合連接有調節螺栓31，且調節板20 的底部安裝有齒板19；調節螺栓31 的兩側均安裝有指桿32，指桿32 的兩側均開設有指槽。主體1 內部靠近調節板20 的一側位置處安裝有底架4，底架4 的頂部安裝有料斗2，料斗2 圓周面一側安裝有排氣扇3，且料斗2 相背于排氣扇3 的一側開設有進氣槽29，進氣槽29 的內部安裝有防塵網30；主體1 相鄰于第一電機7 的一側安裝有電動推桿6，底架4 的一側安裝有連接桿26，電動推桿6 與連接桿26 一端之間安裝有連接板5。

3 成排紅棗正截面切片機傳動和傳送部分設計

3.1 電機的選擇

電機的技術參數：滿載轉速為1 400 r/min，額定功率為0.75 kW。電機所需功率為P=p/η=（0.37/0.76）kW=0.49 kW，其中，p 為紅棗切片機獲得功率。按照計算轉矩的方式，可算出電機的軸轉矩Td=5.1 N·M，即可計算出每一個轉動軸的功率P1為0.72 kW，P2為0.68 kW，因此要選擇Y 系列的電機更加符合要求。

Y 系列三相異步電動機最明顯的一個特征是國際互換性，Yx 系列的都是三相異步電動機，是全封閉自扇式的，能夠有效避免灰塵、鐵屑等細小雜物進入到電機中，絕緣級別為B，工作時周遭的溫度最高為40 ℃，相對濕度保持在95%，最高工作海拔為1 km，額定電壓為220 V，頻率為50 Hz。本文中的紅棗切片機就使用此款電機。

比較電機的數據后，選用Yx 系列三相異步電動機，已知機器工作的功率最小為0.49 kW，只要大于這個功率，那么使用的電機額定功率就最小為0.5 kW，能供選擇的電機包括：Y160M1-8，Y132M1-6，Y112M-4，Y112M-2。其中Y112M-2型電機體型不大且磁極少，購買成本不高，工作時轉動速度較快，導致傳動較大；Y160M1-8 型電機轉動速度較慢，有較多磁極，自身較重，花銷較多，故而所介紹的兩款電機在這里不符合要求，對比之后選擇使用Y112M-4-B3 型電機。

3.2 傳送帶的機械結構

加工紅棗遵循以下流程：有凹槽的傳送帶安放在機械上，將紅棗擺放于其上，在此對槽的大小以及紅棗的體型加以控制，平板振動器振動，然后加工的紅棗就能在傳送帶上均勻排列，主動輪帶動傳送帶轉動，并且轉動速度是一定的，如此方能在勻速的狀況下，將等待切割的紅棗運送到圓盤刀處[2-3]，見圖4。

圖4 圖2 中B 部的放大圖

4 成排紅棗正截面切片機機殼設計

機殼材料使用45 號鋼，屬于調質鋼，淬火、高溫處理之后力學綜合性能較高，一般生產的零部件對于強度、塑性以及韌性都是有很高要求的，例如軸類零部件。在機械生產中使用頻率最高的是45 號鋼。

精加工未開始前要進行時效處理。將機座的內應力去除掉，將它的尺寸穩定性變得更高。現實生活中用的較多的方式是自然時效、人工時效和振動時效等，本機殼使用頻率最高的是人工時效。

5 成排紅棗正截面切片機設計意義

本文設計的紅棗切片機降低了紅棗片的分選效率且無需返工，提高了紅棗加工效率且無需人工整理。具體實現方法如下。

1）通過通孔讓兩個移動板往相反的方向移動，使兩個分選網移動至使用者需要的位置，通過兩個分選網之間形成的分選腔對切片后的紅棗進行分選，分選出規格不同的紅棗片，讓工人后期無需重新分選，提高了紅棗片的分選效率。

2）拉動調節板和齒板，使齒板移動至使用者需要的位置，通過擰緊調節螺栓，讓調節板和齒板固定于使用者需要的位置處，通過齒板和調節板對堆疊過高的紅棗阻擋，從而避免裝置發生紅棗未切割的現象，無需進行返工。

3）通過排氣扇的工作，將料斗內部的氣體吸收，通過防塵網對外部氣體過濾，使外部氣體從進氣槽進入，使紅棗表面的粉塵四散，然后讓排氣扇將粉塵排出，減少了紅棗的加工步驟，提高了紅棗的加工效率。

4）通過電動推桿帶動連接板移動，從而帶動連接桿移動，使連接桿帶動底架在主體中往復運動，讓紅棗掉落時更加均勻，上料時也更加均勻，無需人工整理，大大降低了工人的工作強度。