一種蓮子剝殼去芯留芯磨白集成加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種蓮子剝殼去芯留芯磨白集成加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]蓮子剝殼去芯留芯磨白集成加工設(shè)備(Lotus seed shelling to core staygrinding white integrated processing equipment)，主要用來(lái)對(duì)蓮子進(jìn)行剝殼、去芯、留芯、磨白四個(gè)加工工序，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，不僅避免了加工過(guò)程中很多不必要的中間環(huán)節(jié)，而且減少了人力物力，同時(shí)也大大提高了生產(chǎn)效率。最重要的是在控制機(jī)器運(yùn)行的很多機(jī)械機(jī)構(gòu)方面進(jìn)行了優(yōu)化以及改進(jìn)，在很大程度上降低了機(jī)器的制造成本，提高了機(jī)器的加工精度，加工程度能夠達(dá)到預(yù)期的效果。
[0003]原始的蓮子加工機(jī)器多為單功能而且體積較為笨重，機(jī)器制造成本較高，蓮子加工商對(duì)蓮子進(jìn)行加工往往需要購(gòu)置2-3臺(tái)機(jī)器，而且原始的蓮子加工機(jī)器加工蓮子的控制精度不夠準(zhǔn)確，達(dá)不到預(yù)期的效果，留芯技術(shù)更是一片空白，下面分別從剝殼、去芯、磨白三個(gè)加工過(guò)程進(jìn)行論述原始蓮子加工機(jī)器的不足之處。
[0004]1、原始的蓮子剝殼加工機(jī)器，在剝殼的過(guò)程中，不能夠準(zhǔn)確的控制輥刀與蓮子之間的距離，往往會(huì)造成加工后的蓮子沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完整的剝殼或者是輥刀切至蓮子過(guò)深而破壞了蓮肉。而且多是通過(guò)推料桿實(shí)現(xiàn)對(duì)蓮子的推送，機(jī)械結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，造成機(jī)器精度較低的現(xiàn)象。2、原始的蓮子去芯加工機(jī)器，在去芯的過(guò)程中，不僅不能夠準(zhǔn)確確定蓮芯的位置，容易打偏蓮子，造成不必要的浪費(fèi)，而且還不能夠?qū)⑸徸有具M(jìn)行保留，而是鉆頭將蓮子芯鉆成粉末狀，造成了很大程度上的浪費(fèi)。據(jù)調(diào)研可查，蓮子芯具有很高的藥物功效，現(xiàn)有蓮芯全為純手工取出，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且不衛(wèi)生，容易損傷蓮芯，取芯效率極為低下。3、原始的蓮子磨白加工機(jī)器，在磨白的過(guò)程中，不能夠保證蓮子的均勻化磨白，造成蓮子磨白程度嚴(yán)重的兩極分化現(xiàn)象，既浪費(fèi)了蓮子又使磨白程度達(dá)不到預(yù)期的效果。4、總體來(lái)說(shuō)原始蓮子加工過(guò)程每一個(gè)加工工序差不多都需要一臺(tái)獨(dú)立的加工機(jī)器，機(jī)器笨重，不僅增加了加工成本，而且造成加工占地面積過(guò)多。
[0005]現(xiàn)如今對(duì)蓮子以及蓮子芯的需求日益增大，原始的蓮子加工機(jī)器早已經(jīng)不能夠滿足生產(chǎn)的需要，因此蓮子剝殼去芯留芯磨白集成加工設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，它集蓮子剝殼、去芯、留芯、磨白四大功能于一體。在機(jī)器結(jié)構(gòu)方面，通過(guò)蝸輪蝸桿、凸輪等機(jī)構(gòu)減少了電機(jī)的數(shù)量，并且分析比較了剝殼工位、去芯和留芯工位，發(fā)現(xiàn)了很多相同的機(jī)械機(jī)構(gòu)，于是將這三個(gè)工位合并在了一起。不僅大大提高了生產(chǎn)效率，而且降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)也在很大程度上縮減了占地面積。
[0006]常見(jiàn)的蓮子剝殼原理要有撕搓式剝殼、沖擊式剝殼、摩擦式剝殼、切割式剝殼、擠壓式剝殼五種。
[0007]撕搓式剝殼原理，代表機(jī)型以湖南省農(nóng)機(jī)所研宄的6BR-1型蓮子剝殼機(jī)為例。為了保證剝殼質(zhì)量，提高功效和不同形狀蓮子的適應(yīng)性，該機(jī)采用了自動(dòng)送料、自動(dòng)定位和組合刀頭等盤(pán)。其結(jié)構(gòu)獨(dú)特，且機(jī)子小巧輕便、使用方便、安全可靠，適于白蓮、紅蓮、東瓜蓮等多種蓮子的剝殼作業(yè)。該機(jī)采用一對(duì)刀頭從一長(zhǎng)徑方向兩端同時(shí)切入蓮殼后再適當(dāng)旋轉(zhuǎn)一定角度，撕搓蓮殼使其扭碎從而完成剝殼的方法，不僅脫殼率大為提高，而且破碎率僅在5%左右。
[0008]沖擊式剝殼原理，臺(tái)灣嘉義大學(xué)和中興大學(xué)的黃文祿、盛中德教授研發(fā)的蓮子剝殼脫模機(jī)主要由供料機(jī)構(gòu)、同向差速滾筒摩擦、撥桿及四只水刀噴嘴組成該機(jī)剝殼脫模工作原理:蓮子在同向且具差速的滾筒間滾動(dòng)，并在噴嘴高壓噴頭產(chǎn)生的水刀作用下破膜。
[0009]摩擦式剝殼原理，旋轉(zhuǎn)圓筒式脫殼機(jī)是比較早期的摩擦式剝殼機(jī)，其在中部旋轉(zhuǎn)軸上裝有盤(pán)形刀片，外桶固定在機(jī)架上，其內(nèi)壁上襯有適當(dāng)厚度的橡膠層。蓮子進(jìn)入后，隨旋轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)，在內(nèi)壁與轉(zhuǎn)軸的刀片中滾動(dòng)，蓮殼在橡膠層的襯墊下被轉(zhuǎn)動(dòng)的盤(pán)形刀片切破，然而從其夾縫中掉出。但是由于被切破的蓮殼均牢牢地黏附在蓮肉上，為使蓮殼與蓮肉分離，還得設(shè)計(jì)一個(gè)搓殼機(jī)。為了克服旋轉(zhuǎn)圓筒式蓮子脫殼機(jī)固有缺陷，在其基礎(chǔ)上，6JD-400型蓮子剝殼機(jī)設(shè)計(jì)成三個(gè)加工段一破殼段、搓殼段和軟搓殼段。每小時(shí)每臺(tái)可加工70kg，脫殼率平均為75%以上，出蓮肉完好率平均95%以上，且篩分率大于90%，蓮子破損率小于4%以下，但每副刀片使用5-6班需重磨一次。
[0010]切割式剝殼原理，在切割式蓮子剝殼機(jī)的研制中，武漢工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系的張永林、易啟偉等設(shè)計(jì)了一種基于輥刀切割原理的蓮子剝殼機(jī)。輥刀式蓮子剝殼機(jī)采用供送螺桿對(duì)蓮殼進(jìn)行分離供送并使蓮子按照一致的位形排序上料，采用雙托輥和剝殼棍構(gòu)成的剝殼通道實(shí)現(xiàn)蓮子剝殼。同時(shí)，為了適應(yīng)不同品種，不同顆粒大小、形狀蓮子的剝殼，設(shè)計(jì)上采用了集總式的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主要的切割參數(shù)如切割深度、切割壓力、偏置角度和螺旋輥刀空間斜置的調(diào)節(jié)。通過(guò)基于物理樣機(jī)的剝殼試驗(yàn)，多聯(lián)輥刀式蓮子剝殼機(jī)的處理量大于100kg/h，剝殼率大于90%，仁殼分離率達(dá)92%，籽仁破損率小于3%。相對(duì)于其他剝殼機(jī)，多聯(lián)輥刀式蓮子剝殼機(jī)通用性較強(qiáng)，性能相對(duì)穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)上有所突破，同時(shí)調(diào)節(jié)維護(hù)相對(duì)于其他蓮子剝殼機(jī)來(lái)說(shuō)更方便快捷，基本能夠滿足蓮子機(jī)械化剝殼的使用性需求。
[0011]擠壓式剝殼原理，擠壓式蓮子剝殼機(jī)最早的模型為雙輥式蓮子剝殼設(shè)備，設(shè)備中一輥為帶有橡膠層的旋轉(zhuǎn)圓柱體，另一與之相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥上帶有三角形刀刃的多個(gè)盤(pán)形圓盤(pán)組成。使蓮子通過(guò)兩個(gè)托輥的中縫時(shí)，切開(kāi)蓮殼，然而幾經(jīng)實(shí)驗(yàn)，蓮子僅被刀刃劃破了部分外殼。由于在兩輥之間的加工區(qū)較短，蓮子不可能在其中滾上一兩圈，因而使蓮殼的切破率大大降低。浙江大學(xué)的鄭傳祥教授，對(duì)于前人提出的擠壓式蓮子機(jī)原理進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，從而在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種更能適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際的高效蓮子剝殼機(jī)。完善了擠壓式的雙棍技術(shù)，利用高速刀具對(duì)蓮子外殼進(jìn)行切割、擠壓使其脫殼，同時(shí)增加脫殼切割的道具數(shù)量，使其更適合機(jī)械化生產(chǎn)。該機(jī)型可以將蓮子按照其顆粒大小分類(lèi)后進(jìn)行脫殼，使蓮子生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)在機(jī)械化的道路上向前邁進(jìn)了一大步。
[0012]蓮子為我國(guó)南方重要特色農(nóng)產(chǎn)品，是一種有規(guī)則幾何形狀的、顆粒較均勻的果實(shí)。蓮子長(zhǎng)軸直徑在10_25mm，短軸直徑在15_19mm，殼厚在0.7-1.0mm，其中以長(zhǎng)徑23mm，短徑18mm，殼厚在0.9mm左右的蓮子數(shù)量最多，占90%以上。蓮子的蓮殼和蓮衣、蓮仁有一定的間隙，蓮子殼的皮層外表1/3較堅(jiān)韌，其余2/3較脆。脫殼時(shí)只需將堅(jiān)韌部分切開(kāi)，其余部分經(jīng)適當(dāng)擠壓就會(huì)自然裂開(kāi)。綜合比較以上五種剝殼原理加工蓮子的破殼率，破損率，殼仁分離率等以及蓮子自身的特點(diǎn)，相對(duì)于其他剝殼機(jī)，多聯(lián)輥刀式蓮子剝殼機(jī)通用性較強(qiáng)，性能相對(duì)穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)上有所突破，同時(shí)調(diào)節(jié)維護(hù)相對(duì)于其他蓮子剝殼機(jī)來(lái)說(shuō)更方便快捷，基本能夠滿足蓮子機(jī)械化剝殼的實(shí)用性需求。蓮子加工一體機(jī)在蓮子剝殼工位上所選用的剝殼原理是將現(xiàn)有的切割式剝殼原理和擠壓式剝殼原理結(jié)合在一起。
[0013]目前蓮子去芯技術(shù)發(fā)展緩慢，自動(dòng)化程度不高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于種植業(yè)的發(fā)展，而且機(jī)械去芯機(jī)在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用并不多，主要是有以下的幾個(gè)突出問(wèn)題:1、蓮子損失率高。不少去芯機(jī)不能徹底的將蓮子芯與蓮子分離，蓮子芯去凈率不夠理想，使得損失率高達(dá)10%。2、機(jī)具性能不夠穩(wěn)定，適應(yīng)性差。由于蓮子的成熟度不一導(dǎo)致蓮子大小不一等原因，是去芯機(jī)存在性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差等缺點(diǎn)。3、科技含量低。目前所使用的去芯機(jī)，多數(shù)制造工藝水平不高，以至于不能滿足當(dāng)今干科技的需求。4、作業(yè)成本偏高?，F(xiàn)在很多蓮子生產(chǎn)區(qū)都還采用人工去芯，不僅時(shí)效低，而且非常浪費(fèi)人力資源。5、生產(chǎn)效率低。有些蓮子去芯定位有一定的困難，在加工時(shí)，需要工人擺正和扶正，使得加工效率受到很大的限制。因此在現(xiàn)有的去芯設(shè)備中，具有去凈率不理想，損失率高，蓮子破損嚴(yán)重等缺陷，不利于蓮子的一部加工，為此，研宄衛(wèi)生、可靠、尚效、損失率低的蓮子去芯設(shè)備，對(duì)與促進(jìn)蓮子株加工和提尚廣品質(zhì)量具有重要意義。
[0014]湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的馬秋成、盧安舸、周曉、陳鍇、周曉五人研發(fā)了一種可自適應(yīng)蓮子大小的蓮子去芯機(jī)，專利號(hào)為CN20130034388.2，該蓮子去芯機(jī)包含凸輪運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)料機(jī)構(gòu)，去芯機(jī)構(gòu)，出料機(jī)構(gòu)以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型具有下列特點(diǎn):對(duì)于不同尺寸大小蓮子，本盤(pán)都可以自動(dòng)適應(yīng)，并對(duì)其高效、準(zhǔn)確地去芯，無(wú)鉆偏現(xiàn)象，提高了蓮子鉆芯效率與蓮子品質(zhì)。同時(shí)，此盤(pán)操作安全可靠，可以代替現(xiàn)有蓮子去芯機(jī)，多組鉆芯機(jī)構(gòu)組合，生產(chǎn)能力相當(dāng)于多臺(tái)機(jī)器的組合，極大地提高了生產(chǎn)效率，降低設(shè)備占地面積，適合于蓮子加工企業(yè)大批量、全自