多联辊刀式莲子剥壳机的结构与工作原理

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1、第24卷第12期农业工程学报Vol.24No.12762008年12月TransactionsoftheCSAEDec.2008多联辊刀式莲子剥壳机的结构与工作原理张永林，易启伟，余群，王旺平，胡志刚（武汉工业学院机械工程系，武汉430023）摘要：为了实现高效低耗损机械化莲子剥壳，针对壳莲物理及结构特性，设计了一种基于辊刀切割原理的莲子剥壳机。辊刀式莲子剥壳机采用供送螺杆对壳莲进行分粒供送并使莲子按照一致的位形排序上料，采用由双托辊和剥壳辊构成的剥壳通道实现莲子剥壳，为适应不同品种、不同粒度壳莲的剥壳，在剥壳机设计中采用了集

2、总式调节机构以实现对主要切割参数即切割压力、切割深度、螺旋辊刀空间斜置和偏置角度的调节。通过基于物理样机的剥壳试验，多联辊刀式莲子剥壳机的处理量大于100kg/h，剥壳率大于90%，仁壳分离率达92%，籽仁破损率小于3%。分析和试验结果表明，多联辊刀式莲子剥壳机设计新颖，性能稳定，工作可靠，调节维护方便快捷，能够满足莲子机械化剥壳的实用性需求。关键词：剥壳机，螺旋辊刀，结构，工作原理，莲子中图分类号：S226.4文献标识码：A文章编号：1002-6819(2008)-12-0076-04张永林，易启伟，余群，等.多联辊刀式莲子

3、剥壳机的结构与工作原理[J].农业工程学报，2008，24(12)：76－79.ZhangYonglin,YiQiwei,YuQun,etal.Structureandworkingprincipleofde-hullerwithmultiplecutterunitsforlotusseeds[J].TransactionsoftheCSAE,2008,24(12)：76－79.(inChinesewithEnglishabstract)此外，为提高原料的适应性，剥壳机既能对不同厚0引言度径的莲子进行机械剥壳，也能对主要切割

4、参数（切割莲子是盛产于两湖、两广和江浙地区的特色农产品。力、切割深度、切割角度等）进行在线调节；同时，必壳莲经由剥壳、脱皮、穿心和（或）开边等一系列加工须性能稳定、作业可靠、维护方便。后，成为直接进入市场的成品莲米，莲米营养价值高且[1]2剥壳机总体结构适口性好，具有广阔的国内外市场。但是，在莲子加工中，壳莲的机械脱壳一直未能有效解决。莲壳主要由纤按剥壳原理，坚果类物料的脱、剥壳方法有挤压式、[10-15]维素和半纤维素组成，莲壳坚硬，壳仁之间间隙小，而撕搓式、冲击式、摩擦式、切割式等多种。大量试主要由淀粉构成的莲仁又为脆性，

5、因此干壳莲子的破壳验研究表明，由于壳莲构造、组织结构以及莲壳与莲仁[2,3]取仁难度很大。现有莲子剥壳仍以人工为主，所研发的物理特性所限，莲子脱壳宜采用切割式即刀剥的方法。的几类莲子剥壳机在实现壳莲机械剥壳方面进行了有益剥壳设备由3部分组成：快速分级装置、剥壳机和仁壳[4-6]的探索。因为受限于壳莲的几何和物理机械特性，当分离装置。本文重点介绍剥壳机的结构和工作原理。前在剥壳工艺上要解决剥壳率低、破碎率高等问题，在所设计的多联辊刀式莲子剥壳机结构如图1所示，设备性能上要解决可靠性低、作业稳定性差等问题，通主要由进料斗、电机及传

6、动系统、分粒供料螺杆、剥壳过创新设计，形成成熟定型的剥壳机产品，以满足莲子剥壳的实用性要求。壳莲是一种外形较为规则、粒度分布较为集中且符合正态律的果实。经测定，壳莲厚度径一般为10～18mm，长度径为12～20mm，壳厚0.61～0.86mm，外壳只有外表面的1/3较坚韧，其余部分较脆，只要坚韧部分被切开，则较脆部分经适当挤压会自然裂开。故可以按壳莲厚度径对壳莲分级，在不同厚度径剥壳头上完成剥壳，由此[7-9]实现莲子剥壳的机械化。1剥壳机设计要求剥壳机设计要求为：处理量：80～100kg/h；剥壳率：＞90%；莲仁破损率：＜

7、3%；仁壳分离率：＞90%；动力配备：1.1kW。1.切割参数集总式调控装置2.进料斗3.分粒供料螺杆收稿日期：2007-09-29修订日期：2008-10-314.出料口5.传动系统6.机架7.电机8.剥壳头基金项目：湖北省科技攻关计划项目（2006AA402C80）作者简介：张永林（1962－），男，教授。主要研究方向为机械设计及理论。图1多联辊刀式莲子剥壳机单组结构武汉武汉工业学院机械工程系，430023。Email:ylz22@whpu.edu.cnFig.1Structureofde-hullerwithmulti-

8、cutterunitsforlotusseeds第12期张永林等：多联辊刀式莲子剥壳机的结构与工作原理77头、集总式调节机构、出料口、机架等部分组成。经分旋转手柄4可以依次带动滑动轴11、刀架7及辊刀8等级杆筛分级后的各级壳莲，分置于剥壳机各个不同的进转动，从而调整辊刀8在水