创新设计实例分析莲子剥壳机

创新设计实例分析

滚切式莲子剥壳机设计

学院：机械学院 专业：机电传动与控制 班级：机自105 姓名：靳文贵 学号：1008030304 指导老师：阳明庆

摘要：该设计针对现有莲子剥壳机存在着效率低、破碎率高、通用性和运行稳定性差等现状，根据莲子结构特点和剥壳特性，设计了一种基于滚切原理的莲子剥壳机。通过创新设计改变现有将莲子切割与脱壳同步进行的剥壳方法，利用槽轮机构的间歇运动实现莲子割壳与脱壳分步进行，使脱壳更彻底有效。分析和试验结果表明：滚切式莲子剥壳机剥壳效率高、破碎率低、设计新颖、结构简单、性能稳定，能够满足莲子机械化剥壳的实用性需求。 关键词：创新 实例分析 剥壳机 滚切原理

引 言

莲，又名水芝丹。在我国有近3000年的栽培历史…，江西的广昌县、福建的建宁县、湖南的湘潭、湖北的洪湖被誉为四大莲子之乡。莲子是我国具有较高创汇价值的传统出口商品，它营养丰富，是一种高级的滋补品。随着人们生活水平越来越高，人们对莲子的需求也越来越大。莲子进入市场需要经过剥壳、去衣、去芯和干燥等一系列加工过程，其中莲子的剥壳是加工难度和强度最大的一道工序，目前人们采用最多的是手工剥壳，手工剥壳是用弧形刀片先对莲壳割一圈，然后用手将割后的莲子壳仁分离，手工去壳不但容易割伤手，而且还不卫生、容易损伤莲仁、效率低，严重制约了莲子的广泛种植。近年来虽然有人对莲子机械化剥壳进行了研究，也研制出了一些机型，但现有的剥壳机主要是通过对莲子割壳和脱壳连续进行来实现莲子壳仁分离，存在着剥壳率低、破碎率高、设备可靠性和稳定性差等问题\。该设计通过创新设计在剥壳工艺上解决剥壳率低、破碎率高，在设备性能上解决可靠性低、工作稳定性差等问题，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。

莲子剥壳的基本原理

莲子形状较规则，颗粒较为均匀，外形呈椭圆形。通过对江西广昌县太空莲的测定，莲子长轴直径为19～25mm，短轴直径为15—19 mm，壳厚为0．7～1．0 mm，其中以短径为18 mm、长径为22 mm、壳厚为0．9 mm左右的莲子数量最多，占90％以上。莲子的莲壳和莲衣、莲仁有一定的间隙，莲子壳的皮层外表1／3较坚韧、其余2／3较脆，脱壳时只需将坚韧部分切开，其余部分经适当挤压就会自然裂开，因此实现莲子机械化剥壳时，可在莲子短径最大处进行环切，切割深度在壳厚的1／3—1之间，被切割的莲子经适当的挤压和搓滚以实现莲壳与莲仁的完全分离

整机结构与工作原理

整机结构如图l所示，主要由机架、供料机构、输送机构、切割机构、脱壳机构、传动机构、电机等组成。其工作原理是：电动机通过传动机构驱动大链轮上的搓辊轴转动，同时搓辊轴上的小齿轮带动大齿轮驱动拨杆轴，拨杆轴使槽轮的拨杆驱动槽轮带动输送机构作间歇运动，当进莲口处于供料斗位置时输送机构停止以利于进莲，当输送机构将莲子输送到切割机构位置时停歇进行切莲，当输送机构将莲子输送到脱壳机构时再次停歇进行脱壳，最后壳

仁分离完成莲子脱壳过程。工作中，莲子在供料机构中首先进行位姿调整，经调整的莲子以平躺的形式从溜槽溜入输送机构，进入输送机构的莲子在搓辊转动的

带动下受摩擦力作用再次进行位姿调整，使其短径最大处的截面与刀片在同一平面上，以保证切割部位在莲子的短径最大处；当莲子被输送到切割位置时，莲子被限定在由输送辊、搓辊和圆盘刀片组成的切割通道内，如图2所示，在切割通道中的莲子在圆盘刀片挤压下受搓辊摩擦力作用做旋转，同时旋转的莲子带动刀片旋转，旋转的刀片完成对莲子的环切。然后。继续旋转的输送机构把环切后的莲子从切割位置输送至脱壳位置暂停，这时莲子被限定在由输送辊、搓辊与脱壳辊组成的脱壳通道，在脱壳通道中的莲子在脱壳辊的挤压下受搓辊的摩擦力作用做旋转，旋转的莲子带动脱壳辊旋转，在脱壳辊旋转的同时完成对莲子的挤压脱壳。

图4 脱壳机构

创新分析

该设计针对莲子的物理特性和结构特点，运用组合创新的方法，用栅栏机构进行供料料，用如图2所示的由输送辊、搓辊、连接板、套筒等组成德送料机构进行送料，用如图3所示的由刀架杆、刀架支撑杆、调节弹簧、刀架、刀架轴、刀片副轮、圆盘刀片、支撑块和调节螺母等构成够成德切割机构进行环切，用图4所示机构进行脱壳，设计了一种新型莲子剥壳机，采用滚切原理，利用槽轮机构使莲子在切割和脱壳独立进行，使切割和脱壳更充分有效。该设计滚切式莲子剥壳机剥壳效率高、破碎率低、设计新颖、结构简单、工作稳定可靠，能够满足莲子机械化剥壳的实用性需求。莲子是我国具有较高创汇价值的传统出口商品，它营养丰富，是一种高级的滋补品。目前人们采用最多的是手工剥壳，手工剥壳是用弧形刀片先对莲壳割一圈，然后用手将割后的莲子壳仁分离，手工去壳不但容易割伤手，而且还不卫生、容易损伤莲仁、效率低，严重制约了莲子的广泛种植。由此可见，该设计不仅颇具市场潜力，定能在不久以后普及，为人们带来诸多便利，还会让莲子的种植更广泛，普及，让更多的人更容易享受到这种高营养的滋补品。

总结

对于一个工科生，还是学机械专业的我而言，虽然没有学到精通，但是对于一些机械的东西都有所了解。该设计所运用的各种机构都是我们所熟知的，而该设计的作者正是用我们所熟知的各种机构，设计了具有诸多优点的新型莲子剥壳机。由此可见，创新并不难，难的是没有创新的思想，没有创新的心，也许发明一种新的东西比较难，但是，对一些已有的东西进行改进，需要的只是勇于创新的思想，然后多动动手。世界上并不缺少创新的东西，缺少的只是敢于创新的想法。

参考文献：

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