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运动,也使荚果与定磨片问产生方向相反的摩擦力;同时,磨片上的牙齿不断对外壳进行切裂,在摩擦力与剪切力的共同作用下使外壳产生裂纹直至破裂,并与壳仁脱离,达到脱壳的目的。该种方法影响因素有,荚果的水分含量、圆盘的直经、转速高低、磨片之间工作间隙的大小、磨片上槽纹的形状和荚果的均匀度等。
剪切法脱壳 小白杏杏核荚果在固定刀架和转鼓间受到相对运动着的刀板的剪切力的作用,外壳被切裂并打开,实现外壳与果仁的分离。其典型设备为由刀板转鼓和刀板座为主要工作部件的刀板去壳机。在刀板转鼓和刀板座上均装有刀板,刀板座呈凹形,带有调节机构,可根据小白杏杏核荚果的大小调节刀板座与刀板转鼓之间的间隙。当刀板转鼓旋转时,与刀板之间产生剪切作用,使物料外壳破裂和脱落。主要适用于棉籽,特别是带绒棉籽的去壳,去壳效果较好。由于其工作面较小,故易发生漏籽现象,重剥率较高。该种方法影响因素有,原料水分含量、转鼓转速的高低、刀板之间的间隙大小等。
挤压法脱壳 挤压法脱壳是靠一对直径相同转动方向相反,转速相等的圆柱辊,调整到适当间隙,使小白杏杏核荚果通过间隙时受到辊的挤压而破壳。荚果能否顺利地进入两挤压辊的间隙,取决于挤压辊及与荚果接触的情况。要使荚果在两挤压辊间被挤压破壳,荚果首先必须被夹住,然后被卷入两辊间隙。两挤压辊间的间隙大小是影响籽粒破损率和脱壳率高低的重要因素。
搓撕法脱壳 搓撕法脱壳是利用相对转动的橡胶辊筒对籽粒进行搓撕作用而进行脱壳的。两只胶辊水平放置,分别以不同转速相对转动,辊面之间存在一定的线速差,橡胶辊具有一定的弹性.其摩擦系数较大。小白杏杏核荚果进入胶辊工作区时,与两辊面相接触,如果此时荚果符合被辊子啮人的条件,即啮人角小于摩擦角,就能顺利进入两辊问.此时荚果在被拉人辊间的同时,受到两个不同方向的摩擦力的撕搓作用;另外,荚果又受到两辊面的法向挤压力的作用,当荚果到达辊子中心连线附近时法向挤压力最大,荚果受压产生弹性—— 塑性变形,此时荚果的外壳也将在挤压作用下破裂,在上述相反方向撕搓力的作用下完成脱壳过程。影响脱壳性能的因素有,线速差、胶压辊的硬度、轧入角、轧辊半径、轧辊间间隙等。
1.3.2 新型脱壳技术
压力膨胀法 原理是先使一定压力的气体进入小白杏杏核壳内,维持一段时间,以使小白杏杏核荚果内外达到气压平衡,然后瞬间卸压,内外压力平衡打破,壳体内气体在高压作用下产生巨大的爆破力而冲破壳体,从而达到脱壳的目的。主要影响因素有,充气压力、稳定压力维持时间、籽粒的含水率等。
真空法 将小白杏杏核荚果放在真空爆壳机中,在真空条件下,将具有相当水分的荚果加热到一定温度,在真空泵的抽吸下,荚果吸热使其外壳的水分不断蒸发而被移除,其韧性与强度降低,脆性大大增加;真空作用又使壳外压力降低,壳内部相对处于较高压力状态。壳内的压力达到一定数值时,就会使外壳爆裂。
激光法 用激光逐个切割坚果外壳。试验显示,用这种方法几乎能够达到96%的整仁率,但因其费用昂贵、效率低下等原因,很难得到推广。 1.3.3 小白杏杏核脱壳机械的工艺研究
在脱壳技术方面,除了在原理和设备上进行研究外,人们还在工艺上进行了研究以提高籽粒的脱壳率及脱壳质量。
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分级处理 物料的粒度范围大,必须先按大小分级,再进行脱壳,才能提高脱壳率,减少破损率。
水分含量 小白杏杏核荚果的含水率对脱壳效果有很大的影响,含水率大,则外壳的韧性增加;含水率小,则果仁的粉末度大。因此应使小白杏杏核荚果尽量保持最适当的含水率,以保证外壳和果仁具有最大弹性变形和塑性变形的差异,即外壳含水率低到使其具有最大的脆性,脱壳时能被充分破裂,同时又要保持仁的可塑性,不能因水分太少而使果仁在外力作
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用下粉末度太大,可减少果仁破损率。 1.3.4 小白杏杏核脱壳机械存在的问题
目前我国在小白杏杏核脱壳技术研究方面一直没有大的突破,资金投入也不足,脱壳部件的研制仍在2O世纪90年代初的技术水平上徘徊,所以在脱壳性能上并没有很大的提高。由于机械脱壳时对小白杏杏核仁的损伤率偏高,用于种子和较长期贮存的小白杏杏核仁至今仍是手工去壳。脱壳机械在技术性能和作业环节上存在以下问题:① 脱壳率低,脱壳后的果仁破损率高,损失大。② 机具性能不稳定,适应性差。③ 通用性差,利用率低。④ 作业成本偏高,多数是单机制造,制造的工艺水平较低,同时能耗较高。⑤ 有些产品仅进行了样机试制或少量试生产,未进行大量生产性考核和示范应用,作业性能及商品性等方面还存
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在不少问题。
1.4 小白杏杏核脱壳机械研究重点
我国加入WTO以来,国内外关于小白杏杏核脱壳机械的开发与推广应用日益增多,针对现有小白杏杏核脱壳机械存在的优点与不足,在未来的发展过程中,对小白杏杏核脱壳机械在生产应用中的经验进行总结,不断完善其功能,使其呈现良好的发展势头。 1.4.1 提高小白杏杏核脱壳机械的通用性和适应性
提高小白杏杏核脱壳机械的通用性和适应性仍是当前的主要研究方向之一目前,许多小白杏杏核脱壳机械只是针对某一小白杏杏核品种和所在地区的生长环境来设计,其通用性、兼容性和适应性较差。提高小白杏杏核脱壳机械的通用性和兼容性,使研制的小白杏杏核脱壳机械通过更换主要部件能够同时对其他带壳物料进行脱壳加工。研制通过变换主要工作部件即能满足不同坚果脱壳作业需要的脱壳机具,并提高制造工艺水平,降低制造成本,以适应不同加工企业的需要。小白杏杏核脱壳机械能否适应这种发展趋势,将直接影响到小白杏杏核脱壳机械能否更好的推广应用与健康发展。 1.4.2 提高机械脱壳率和降低破损率
对小白杏杏核脱壳机械的关键技术与工作部件进行重点攻关,改革传统结构,研究新的脱壳机理,优化结构设计;同时在整体配置上进一步改进和完善,提高脱壳率,降低籽仁破损率。目前国内外的小白杏杏核脱壳机械均存在脱壳率和破损率之间的矛盾,处理好这一关键技术将关系到小白杏杏核脱壳机械的发展前景。
自动控制和自动化方向发展大多数机具目前仍依赖人工喂料或定位,影响了作业速度和作业质量。因此应通过机电一体化手段,开发设计自动喂料、自动定位脱壳装置,保证均匀喂料与有效定位,实现机组自动化操作,进一步提高作业精确性和作业速度,提高产品质量与生产率,满足部分大、中型加工企业的需要,以开拓国内和国外市场。新技术原理、新结构材料、新工艺将不断应用于小白杏杏核机械的研制开发中,随着液压技术、电子技术、控制技术以及化工、冶金工业的发展,许多复杂的机械机构、动力传递、笨重的材料和落后的
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工艺将逐渐被取代。减轻重量,减少阻力,简化操作,减少辅助工作时间,延长使用寿命,降低劳动使用费用等将作为主要设计目标应用于脱壳机械的设计制造。随着国内外高新技术的进一步发展,如何将这些高新技术更好的应用到实际生产中,也是目前小 1.5小白杏杏核脱壳机械应用前景
小白杏杏核生产机械化是农业现代化的重要组成部分,是农业和农村经济持续快速发展的重要保证,近年来,小白杏杏核机械装备总量不断稳步增长,作业水平进一步提高,社会化服务规模不断扩大,虽然目前小白杏杏核脱壳机械化水平较高,但是多应用于经济发达地区与示范推广区,并且小型机械多、大型机械少,低档机械多、高性能机械少。在一些地区,用作种子和特殊用途的小白杏杏核仁仍采用传统的手工去壳,劳动生产率低,区域性发展不
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平衡。进入21世纪,我国小白杏杏核生产机械化开始了新的发展阶段,农业结构调整发生了新的变化,也对小白杏杏核机械的发展产生了积极而深远的影响,不仅拉动了新的有效需求,而且构筑了适合小白杏杏核生产机械化发展的新舞台,为小白杏杏核生产机械化真正成为农村经济发展的推动器提供了广阔的市场发展条件。在一些地区推进小白杏杏核生产机械化的过程中,相继出台了鼓励和扶持农民购买小白杏杏核机械、开展小白杏杏核机械作业服务的优惠政策和措施,调动了农民购买小白杏杏核机械的积极性,形成了新的市场需求。随着小白杏杏核种植业的不断发展,国内外对小白杏杏核深加工产品的需求不断增大,提高小白杏杏核脱壳机械化作业水平成为必然。小白杏杏核脱壳机在提高劳动生产率,减轻劳动强度方面起到了积极的作用,促进了小白杏杏核加工业的科技进步,为小白杏杏核脱壳机械的发展提供了空间。
2 刮板式小白杏杏核去壳机的结构及工作原理
2.1 刮板式小白杏杏核去壳机的结构
根据刮板式小白杏杏核去壳机的去壳原理可知道,小白杏杏核是从上至下依次经过集料斗、去壳箱、栅格、下箱出口、分选口,小白杏杏核仁收集斗这些部件的,因此设计去壳机的整体结构的依据就出来了。
设计过程是从上往下,从小白杏杏核的装集开始,最上面是集料斗,集料斗下方是去壳箱,集料斗可与去壳箱设计为一个整体。在去壳箱内,小白杏杏核必须经过刮板的撞击和挤压作用才能进行去壳,因此,将刮板设计置在去壳箱内。小白杏杏核经过刮板的撞击和挤压进行去壳后,要经过位于去壳箱底部的栅格,于是可以把栅格设计成一个半圆栅笼,将其固定在去壳箱的下半箱内。小白杏杏核穿过栅格后经过去壳箱底部的出口往下落,在下落过程中,设计一个风机的吹入口,其作用是将经过去壳的小白杏杏核壳与小白杏杏核仁进行分离,重量稍重的不被风吹走,而重量较轻的小白杏杏核壳将被风机吹来的气流带入到小白杏杏核壳收集通道,通道的底部设计成一定角度。经过分离的小白杏杏核仁往下落,落入小白杏杏核仁收集通道,将此通道与小白杏杏核壳收集通道的底面设计成一个整体,这样的设计可以让被风吹走的小白杏杏核仁通过自身的重量往下、回滚到花仁收集通道。
为保证整机的各部分的安装,需设计一个机架,机架起到其它几个部分的支承、定位、连接作用,并将电机安装在机架里面,去壳机安装在机架的上方。其结构简图如图2-1所示。 2.2 工作原理
刮板式小白杏杏核去壳机以前也称为刀笼去壳机,是借助转动轴上的刮板3与笼栅4的挤压和打击作用,将小白杏杏核果外壳破碎的一种机械设备,其特点是结构简单、操作方便。其结构如图2-1所示。它主要由进料机构、去壳机构和支承机构等部分组成。小白杏杏核果
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进入存料斗1后,经下部的入料窄口形成薄层流落下来进入去壳箱内,与高速旋转的刮板3相互碰撞,在刮板的锤击下,小白杏杏核壳发生破裂,从而进行第一次去壳。部分小白杏杏核果在下落过程中没有与刮板发生碰撞,有些发生碰撞了而小白杏杏核壳却未撞裂,这部分小白杏杏核落入到由圆钢棒排列成的栅格4上,由于栅格顶部与刮板的旋转外径间的间距不足以容纳一个小白杏杏核果,因此小白杏杏核果将在落入栅格的同时被刮板再次锤击和挤压,从而使这些小白杏杏核果的果壳也被压碎。去壳后的仁与壳通过栅格间的间隙落下,在下落的同时,受到风机吹来的经调节好的气流作用,果壳因重量轻而被气流送入集壳通道,而小白杏杏核仁因重量大,继续往下落,从而达到了壳仁分离的目的。
破碎后的杏核和杏仁在下落过程中,受到风的冲击后,改变了原有的运动状态。将杏壳和杏仁收集通道设计成一定角度,这样方便杏壳和破碎后的杏仁的收集。由于破碎后的杏壳的质量较小,会随着斜向通道方向向上移,从而被吹出,而杏仁的质量与破碎后的杏壳相比要重一些,则杏仁会继续向下落到杏仁手机装置中。从而实现杏仁与杏壳的分离。可以调节风力的大小来实现杏仁与杏壳的分离程度。
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图2-1 去壳机工作原理
1—集料斗 2—去壳机构 3—刮板 4—笼栅 5—电机 6—机架
3 刮板式小白杏杏核去壳机主要部件的结构设计
刮板式小白杏杏核去壳机能否正常运转,看的是其主要部件的设计,如果设计不合理,机器就不能正常运转或者说不能运转,那么生产出来的这台机器就是一堆费品。设计合理,机器就能正常的运转对并对小白杏杏核果进行去壳。因此,刮板式小白杏杏核去壳机的主要部件的设计在整个设计过程中显得尤为重要,合理的设计将提供给使用者更多的方便和实
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