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本期视频主要内容： 浙江的周金弟发明的剥笋机，巧妙地增加了一个弹性下压机构，这样能使外壳坚硬的生笋被刺破剥下，还能适应各种大小不同的生笋，大大提高了剥笋的效率。 （《我爱发明》 20150709 妙脱生笋衣）
发明人联系方式：周金弟 15325718823
《妙脱生笋衣》花絮：周师傅是土生土长的桐庐县横村镇人，他脾气很好，说话也是慢条斯理。我们刚到杭州时，热情的周师傅来杭州东站接我们。他说这是他第一次自己开车来杭州。在我们震惊的眼神中，周师傅补充道：“不过放心吧，我有秘密武器。”随后，他拿出了一个古董级的指南针。
摘要：本实用新型涉及一种专用于竹笋剥壳机，所述的竹笋剥壳机包括机架，以及安装在机架上的钉刺辊轮和软性动态滚轮，钉刺辊轮和软性动态滚轮互相平行，两者之间有空隙。所述的钉刺辊轮包括滚筒、滚轮轴、齿轮、轴承座，轴承座有两个，分别固定在机架上，滚轮轴的两端套入轴承座中，滚轮轴与轴承座之间设置有轴承；所述的滚筒套在滚轮轴外并与滚轮轴固定，滚筒上设置有若干钉刺；所述的齿轮套入滚轮轴的一端并固定。本实用新型结构设计合理，钉刺在高速旋转中卡入笋的表面，进行剥壳，笋在剥壳过程中不会打滑，剥壳效果好。
筒筒笋喜欢高温高湿低日照的环境，主要生长地是贵州省赤水市和云南的这片原始森林。因为稀少，挖笋的难度又大，村民在土地庙里供奉的都是筒筒笋。
王德斌：你看这边，土地庙里面供的都是竹笋，他的收入的话，三分之二就来源于这种笋。
王德斌：就这么大，很小的，筒筒笋。
记者何宁宁：这个笋就集中地就在这个地方。
王德斌：对，集中地就在这个地方。就在这一片，这几个乡镇。
筒筒笋难找又好吃，在赤水，上百年来，火烤后的筒筒笋和豆花，腊肉一起被称为赤水三宝，火烤后的筒筒笋和腊肉煲的汤，更被称为赤水一绝。如此好吃还有名的筒筒笋，可在外地市场上却沦落到了卖不动的境地，王德斌又是如何把筒筒笋推向外地市场，一年净赚300万元。
筒筒笋有名又好吃，却很难远销外地，直到2006年王德斌建厂加工时，也没有一家企业开发，就连小作坊也很少生产。
赤水市林业局局长袁克强：筒筒笋在我们赤水应该是比较多，但是都没有做起来。以前就是我们赤水、到遵义、到贵阳那里去送亲戚送朋友。但是我们没有到外地去销售，没有这个网络。
筒筒笋没有外销的路子，王德斌却感觉自己的机会来了，经过潜心调查，他找到了筒筒笋滞销的原因。他相信自己的产品一旦生产出来，肯定会卖疯。
王德斌：在赤水的土特产当中都是这样送，没有加工过的。但是你闻，这烟熏味多重，别人拿过去的话，不知道怎么加工，加工出来的话，本来赤水的产品是最好的，但是大家还说这个产品不好吃，所以说我就正因为这样发现了一个很好的商机。
2014年3月30日，王德斌准备从农户手中收购这些刚从山上挖下来的新鲜筒筒笋，市场上只能卖两元钱一斤的筒筒笋，而王德斌这次却开出了25倍的高价，一斤50元钱。但是，他的挑选十分苛刻，不仅用尺子将筒筒笋挑选分类，还要将个头大的筒筒笋煮熟杀青后再用火烤，这烧火的过程更是十分的讲究。
王德斌：必须要用这种方法，必须要用柴火把这个火燃大，去烤，不是烟熏，是用烤干。
记者何宁宁：烟熏和用火烤，它是有很大区别，你能分出来是吗?
王德斌：区别很大，笋条的话，烤干以后它是金黄色的。如果是烟熏的话，它是褐色的，它颜色是有区别的，如果是煤火烤的话，它就是纯的那种淡黄，颜色它不一样，口感就明显的不一样了，我们做的产品就是要一道工序，就是要用火烤的那种工序。
火烤筒筒笋要想成为赤水一绝，在煲汤前就要去掉烟熏味，这需要经过连续三天的浸泡，中间还要换两三次水，很多人由于不懂或嫌麻烦，总感觉带回家煲的汤烟熏味太重，没有在赤水吃得好。而王德斌要做的，就是替顾客省去这些中间环节，做成这种开袋即食的筒筒笋产品。
王德斌：现在的这种产品，又没有烟熏味，中间老的部分也是切除了的，他拿回去的话，直接淋一下水就可以煲汤，做菜，就一个袋，开袋就可以吃。餐厅、超市都有我们的产品，特别是餐厅，量走的最好。
武汉经销商龚文斌：它的烟熏已经去掉之后，它的清香味，笋的柔香就出来了，放在口里很细，不是像粗纤维的那种。
2007年初，王德斌把加工过的筒筒笋推向市场，销售异常火爆。一年时间，王德斌就收回了建厂多花去的300万元成本，常胜将军再次扬名赤水。2008年，很多商家跟风做起筒筒笋生意，王德斌没了竞争优势，很快他又出新招，正是这个举动，让常胜将军初次品尝到了失败的苦涩。
王德斌：那种痛苦我可以这样说，用一句话来形容吧，就是对面有一背篼钱，我都不想去背了，痛苦到这种样子。
让王德彬痛苦的就是这漫山遍野的楠竹笋，他到底遇到了什么样的困境，而3年后，王德彬又是如何用楠竹笋，让销售额增长10倍?
赤水被称为中国竹子之乡，千瀑之市，桫椤王国，醉美丹霞，而正是因为赤水得天独厚的生态资源，当初王德斌才宁愿多花300万元也要来赤水建厂。
王德斌：贵州就是一个原生态的大省，赤水是中国竹子之乡，品牌在没有形成产业的时候，大家对天然的竹笋就形成了一个自然的品牌，所以说我要把这个自然的品牌用好。如果说我建在四川，从短期来讲我就省掉了三百万，但是我这些品牌的话，从长期来讲，花五百万也买不回来。
赤水有110多种竹子，王德斌一心想把它们开发做大，2008年初，王德斌发现，国内还没有人把竹笋做成小包装的休闲食品。为了避免再像筒筒笋那样争夺货源，2008年，王德斌决定先从赤水当地产量最大的这种楠竹笋开始做起。
王德斌：这种笋就是我们当地的楠竹笋，就是这两天长出的。
楠竹笋每年4月上市，出笋时间只有不到20天，如果采收不及时，不几天就会长成竹子。即使采收过来的楠竹笋，如果当天没有加工完，成本也会大大增加。
王德斌：你看现在的话，这部分是可以吃的，然后的话，你放到晚上的话，就有这么大一部分就不能吃了，它的纤维就氧化变老了，所以说它必须要当天加工完，那利润就在这块上了。
加工楠竹笋就是一场和时间的赛跑，在路边的小作坊，男女老少齐上阵，这加工的第一步就是要去笋壳。
王德斌：你会不会剥?
记者何宁宁：不会剥。
王德斌：来，我演示一下，剥一个给你看。你去试了。切一个试试，来。
记者何宁宁：你给我拿个小的，这么大。
王德斌：大一点的。
记者何宁宁：是这样吗?
王德斌：对。
记者何宁宁：切不动，太硬了，我要切到底吗?
王德斌：对。
记者何宁宁：这上面还要吗?
王德斌：要。
记者何宁宁：这上面还要吗?
王德斌：要。
记者何宁宁：上面这个还要啊。
王德斌：不要把这个笋尖剥坏，你要保护好这个笋尖。
记者何宁宁：在我这儿就剥坏了。
王德斌：对。剥掉的话，这个就不完整了，不好看。
从笋的底部，一刀下去，才能把笋壳完整剥下，记者剥壳还只是没剥好，可2010年之前，这剥下来的笋壳，却难住了所有做楠竹笋加工的企业。
王德斌：这个剥下来的笋皮的话，差不多是这个笋肉的一半。这个笋壳每天堆积如山，又发臭，然后拉到垃圾场处理的话，每吨四五十块钱，这个成本很高的，
员工陈小兰：热天就长很多虫，如果不及时清理掉的话，一个晚上就很多很多小虫，食品厂有这个蚊虫就不行。
王德斌的工厂每天要加工10多万斤的楠竹笋，王德斌请教了很多专家，也没找到笋壳再加工利用的办法，这让王德斌愁得白天黑夜的睡不着觉。
王德斌：那段时间，以前我不抽烟的，不喝酒，就是做这个红赤水，就觉得很多烦心事会出来，我就一抽烟一天要抽两三包，有些时候连肺都抽出问题了还要抽。
笋壳的难题一度让王德斌想放弃楠竹笋，然而，如果放弃，为了腌制楠竹笋，一口造价就要20万的这些盐池就会白费，不仅如此，自己的脸面更是无处搁放。
王德斌：如果说当时我放弃了的话，大伙儿以前跟我说的你搞这个行业就要倒闭了，我就没有这个面子去见大家，觉得以前我发展起来的成功的那面，我觉得都是变成空虚了，变成我的运气了。
2010年的一天，王德斌去农户家里吃饭，他发现农户腌的白菜，用盐直接干拌，储存半年后仍然新鲜可口，这让他想到了一个腌制楠竹笋的办法，不再像以前用盐水浸泡，而是把当天煮熟杀青后切片的楠竹笋，直接用盐干拌腌制。
王德斌：我看农户的话，那种腌制方法，那个头比较小，我回来以后就把它切片，切片以后再腌，就直接放在塑料袋里面，保存起来以后非常好。
2010年底，王德斌将粗加工前移，农户在竹林附近就可以剥壳，切片，用盐干拌，然后装到塑料袋里面，剥下的笋壳直接还林做了有机肥，竹子长的比以前更壮了，而王德斌只需收购加工好的笋片就行，这样一来催生了很多这样的小作坊。招工难的问题也解决了。
记者：小朋友，你几岁?
小朋友：六岁。
王德斌：小孩也可以做，这些劳动力都可以利用起来的。
笋农佘思晴：自己在家里做可以照管家庭，家里孩子也可以帮忙，老人也可以帮忙。
不仅加工难的问题解决，农户的利润也有了提高。
赤水市两河口乡兴竹村村民黎灯尧：卖鲜笋就是一块钱一斤，现在加工这个就一块五一斤，这个(采购)量他们要增加到五倍。
2010年，竹笋的小包装休闲食品一上市就一炮走红，这让王德斌三年内的销售额扩大了10倍。
2013年，王德斌又将金针菇，蕨菜，杏鲍菇等做成了休闲食品统一价格销售，并将赤水的腊肉，兔肉，虫茶等特产纳入销售体系。今年下半年，王德斌新建的肉类休闲食品车间也马上投产。如今，加上医药，饲料的项目，王德斌的公司年销售额突破了2亿多元。
——本文由中央电视台七套《致富经》栏目提供
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第３４卷第６期２０１３年１１月
中国农机化学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ
Ｖ０１．３４Ｎｏ．６
Ｎｏｖ．２０１３
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－５５５３．２０１３．０６．０５６
家用葵花籽自动剥壳机的设计
董爱梅．夏鹏，张腾
（山东理工大学机械工程学院，山东淄博。２５５０４９１
摘要：介绍家用葵花籽自动剥壳机的设计方案，讨论了各组成部分的设计。葵花籽剥壳机剥壳过程全自动化。速度可调，可以轻松地代替人剥葵花籽。关键词：葵花籽；剥壳机；设计
中图分类号：ＴＰ２７１
文献标识码：Ａ
文章编号：２０９５—５５５３（２０１３）０６—０２３３—０３
董爱梅，夏鹏，张腾．家用葵花籽自动剥壳机的设计［Ｊ］．中国农机化学报，２０１３，３４（６）：２３３～２３５
ＤｏｎｇＡｉｍｅｉ，ＸｉａＰｅｎｇ，ＺｈａｎｇＴｅｎｇ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｈｏｕｓｅｈｏｌｄｓｕｎｆｌｏｗｅｒａｕｔｏｍａｔｉｃｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１３，３４（６）：２３３～２３５
ｓｈｅＵｅｒ叨．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａ－
０引言
葵花籽是人们喜欢的食品，具有丰富的营养价值．
匀、有序地送人剥壳机构。剥壳机构采用两挤压轮连续旋转进行挤压。两轮轴线平行、布置在同一个平面内，转速相同、转向相反且有一定间距，葵花籽从两轮之间通过时被挤开。由于葵花籽壳和葵花籽仁的风阻不同。利用气流对其进行分离。
又是一种休闲的食品。葵花籽可用作烘烤食品的配料．还可以用来炼油。目前，对于葵花籽的生产，市场上只有用于大规模生产葵花籽仁的去壳机器．没有自动剥壳的小型机械。对于家庭用的葵花籽，只有手动剥壳，剥壳效率低，而且长期嗑葵花籽会导致难看的瓜子牙．影响美观，且不卫生。所以设计一款家用的葵花籽自动剥壳机能给我们的生活带来很大的方便。
１
２机械部分设计
２．１
送料机构
电磁振动送料机构主要由电磁铁、衔铁、螺旋形
料槽、弹簧片等组成，如图２所示。
１２３４５
设计方案及工作原理
家用葵花籽剥壳机由自动送料机构、剥壳机构和
分离机构等组成，如图１所示。
６
』７
图２送料机构结构示意图
Ｆｉｇ．２
Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒｆｅｅｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ
１．料槽２．线圈３．铁芯４．衔铁
图１家用葵花籽剥壳机外形图
Ｆｉｇ．１
Ｄｏｍｅｓｔｉｃｓｕｎｆｌｏｗｅｉ’ｓｅｅｄｓｈｅｌｌｅｌ‘ｆｉｇｔｎ’Ｐ
５．弹簧架６．弹簧片７．箱体８．葵花籽
送料机构在通人交变电流后周期性改变电磁铁周围的磁场方向，通过电磁铁与衔铁之间的磁场作用使得料槽产生扭动，在扭动的同时料槽内的葵花籽会很快的排成一列通过螺旋传送带送人剥壳机构，如图３所示。电
１．箱体２．分离机构３．剥壳机构
４．控制面板５．送料机构
送料机构采用电磁振动送料机构．将葵花籽均
收稿日期：２０１３年４月２６日修回日期：２０１３年７月２８日
第一作者：董爱梅，女，１９７１年生，山东梁山人，硕士，副教授；研究方向为机电一体化。Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｏｎｇａｉｍｅｉ＠ｓｄｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
一
大小来调节振动的幅度，从而调节送料的速度。
！里奎竺竺兰兰
率。剥壳机构主要设计参数如下。
竺兰
磁振动送料机构的振动幅度可以调节．通过改变频率的
图３料槽内的葵花籽排列图
Ｆｉｇ．３
Ｄｉａｇｒａｍｏｆｓｕｎｆｌｏｗｅｒｓｅｅｄｉｎｔｈｅｃｈｕｔｅ
Ｆｉｇ．４
图４
剥壳机构不惹图
２．１．１最佳弹簧架倾斜角ｄ的设计
最佳的弹簧架倾斜角ａ是指弹簧架与垂直面之间的夹角。在设计振动送料机构时，它是必须确定的一个重要的结构参数。振动送料机构中角度ｄ不应超过
Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｓｈｕｃｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ
１．电机支撑架２．滑道３．挤压轮４．葵花籽５．电机
２．２．１两挤压轮的设计
两挤压轮和葵花籽的相对关系见图５．其中：ＥＤ为两轮间的距离：ＢＣ为葵花籽壳最大宽度，ＢＣ＝９ｍｍ：ｒ为挤压轮的半径。
４５。。否则葵花籽移动速度将会降低。根据公式：
式中：卜摩擦系数。
由于软木与钢的摩擦系数为０．３。０．５．这里取０．５，计算得到ｏｔ＝２６．７０。为了便于计算，ａ取３００。２．１．２料槽的最大倾斜角口的设计
ｔａｎａ最佳可
料槽相对于水平面的倾斜角口是一个重要的结构
参数（如图２所示）。为能使葵花籽沿料槽向上运动，选择角度ｐ时应当考虑到它们的绝对值不应超过摩擦角。否则．没有振动时葵花籽也会开始沿料槽自动向下滑行。该角度实际上在不大于２００的范围内变化。葵花籽沿料槽向上的极限升角公式：
图５
Ｆｉｇ．５
两挤压轮和葵花籽的几何图形
ｔａｎＯ＝ｆｌｈａｎａ
由于＾＝０．５，ａ＝３００，可以计算得到料槽最大升角０＝８．２。，取８。。２．２剥壳机构
常见的剥壳方法有挤压法、离心法、剪切法、碾搓法。离心法需要高速的旋转：剪切法需要锐利面而且要固定好葵花籽．这对于体积小而且形状不规则的葵花籽来说很难实现：碾搓法需要复杂的机械结构不容易实现：挤压法能满足家用葵花籽剥壳机功能要求并且很容易实现。因此家用葵花籽剥壳机破壳方法选的是挤压法。为了能够进行连续的工作这里我们采用两挤压轮连续旋转进行挤压。
剥壳机构如图４所示：两个挤压轮３的转动通过两电机１带动．当葵花籽２由送料机构通过滑道４被运到两挤压轮３中间时．由于挤压力的作用葵花籽壳会被像人嗑葵花籽一样被夹开。为便于夹住葵花籽，挤压轮的边缘要做的粗糙些。两个挤压轮的转动方向相反．这样不仅仅能够将料槽输送过来的葵花籽按照给定的方向剥壳。还能够增大剥壳的力量，增大剥壳【竹笋剥壳机】
Ｇｅｏｍｅｔｒｙｏｆｔｈｅｔｗｏｓｑｕｅｅｚｉｎｇｗｈｅｅｌｓａｎｄｓｕｎｆｌｏｗｅｒｓｅｅｄ
要使两挤压轮夹持住葵花籽．摩擦力Ｆ沿Ｙ向的分量应大于离心力Ⅳ沿Ｙ向的分量。求得ｒ，＞２１ｍｍ，为便于加工取２５ｍｍ。由于葵花籽的最大厚度为５ｒａｍ。所以设计轮的厚度为５ｍｍ。为保证葵花籽仁不破损．ＥＤ应大于等于葵花籽仁宽度，葵花籽仁最大
宽度为５．５ｍｍ．因此取肋＝５．５ｍｍ。
２．２．２电动机的选择
破开葵花籽最大需要７０Ｎ的静压力．摩擦系数为０．５，摩擦力为３５Ｎ，初步设计曲柄长度为１０ｍｍ，挤压轮半径为２５ｍｍ，则需要的最大转矩为０．８７５Ｎｍ。设计转速为１２０ｒ／ｍｉｎ。由公式Ｐ＝－ｎＴ／９５４９计算出所需要的功率为１１Ｗ。根据以上计算数据选择直流电机的参数为：额定电压１２Ｖ，功率１５Ｗ，额定转速１２０ｒｐｍ，扭矩８ｋｇ・ｃｍ，重量１７５９。２．３分离机构
分离机构的工作部分是气流通道和风机。分离机构的附属部件有葵花籽壳与葵花籽仁的收集箱。
第６期
——兰兰竺竺！窒！兰兰竺！竺型兰竺竺兰兰
葵花籽壳
豳
吹走，直接下落到葵花籽仁收集箱；而比量稍小、受风面积较大的葵花籽壳将被风机吹来的气流带入到葵花籽壳收集箱。
３结论
该葵花籽剥壳机结构简单、工作可靠、成本低，适合家庭使用。果仁破损率小于３％，剥壳率大于９４％。壳、仁未完全分离的葵花籽可以很轻松地用
……箱＼ｔ兰当仁
图６分离机构示意图
Ｆｉｇ．６
Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ
手剥开。剥壳过程全自动化，可以轻松地代替人剥葵花籽。
参
考
文
献
［１１李绍炎．自动机与自动线【Ｍ】．北京：清华大学出版社，２００７．
分离机构工作原理如图６所示．利用葵花籽壳与葵花籽仁的比重及受风面积的不同。用气流对其进行分离。比量稍大、受风面积较小的葵花籽仁不被气流
【２】尚久浩．自动机械设计［Ｍ】．北京：中国轻工业出版社，２０１０．【３】Ｈ．Ｎ．卡蒙斯内．机床装料自动化［Ｍ】．北京：机械工业出版社，
１９８５．
Ｄｅｓｉｇｎｏｆｈｏｕｓｅｈｏｌｄｓｕｎｆｌｏｗｅｒ
ａｕｔｏｍａｔｉｃ
ｓｈｅｌｌｅｒ
ＤｏｎｇＡｉｍｅｉ，ＸｉａＰｅｎｇ，ＺｈａｎｇＴｅｎｇ
（Ｓｈａ，＇ｕｔ，ｏｎｇ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｉｂｏ，２５５０４９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｉｒｓｔｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃｓｕｎｆｌｏｗｅｒｓｅｅｄｓｈｅｌｌｅｒａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ，ａｎｄｔｈｅｎｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｖａｒｉｏｕｓＣＯＢ—
ｐｏｎｅｎｔｓ
ｏｆｔｈｅ
ｄｅｓｉｇｎ．Ｓｕｎｆｌｏｗｅｒｓｅｅｄｓｈｅｌｌｅｒａｕｔｏｍａｔｉｃｐｅｅｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｓｐｅｅｄａｄｊｕｓｔａｂｌｅ，ｃａｎｅａｓｉｌｙｒｅｐｌａｃｅｍａｎｓｔｒｉｐｐｅｄｓｕｎｆｌｏｗｅｒｓｅｅｄｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｎｆｌｏｗｅｒｓｅｅｄｓ；ｓｈｅｌｌｅｒ；ｄｅｓｉｇｎ
（上接第２５６页）
与发展，２００８，１８（９）：２４４～２４７．
ＰａｎＷｅｉ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｓｅｎｓｏｒ
［８１郭涛，严家明．基于ＣＣ２４３０的ＺｊｇＢｅｅ无线数传模块设计【Ｊ】．
微机处理，２０１０，（４）：１０５－１０８．
ｎｅｔｗｏｒｋｂａｓｅｄ
ｏｎ
ＺｉｇＢｅｅ
ａｎｄ
Ｇｕｏ
Ｔａｏ，Ｙａｎｇ
Ｊｉａｍｉｎｇ．Ｄｅｓｉｇｎ
ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｏｆ
ＺｉｇＢｅｅ
ｗｉｒｅｌｅｓｓｄａｔａｏｆ
［Ｊ１．Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ
Ｃｏｍｐｕｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ
ｍｏｄｕｌｅ
ＣＣ２４３０【Ｊ】．Ｊｏｕｒｎａｌ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，２００８，１８（９）：２４４～２４７．Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，２０１０，１６（４）：１０５－１０８．
Ｄｅｓｉｇｎｏｆｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄ
ｏｎ
ＺｉｇＢｅｅｗｉｒｅｌｅｓｓ
ｓｅｎｓｏｒ
ｎｅｔｗｏｒｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＷａｎｇＨａｏ
（Ｃｈｉｅｎ－ｓｈｉｕｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓ
ｅｍｂｅｄｄｅｄ
ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｒｅａｌｉｚｅｔｈｅ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｃａｎｇ，２１５４１１，Ｃｈｉｎａ）
ｄｅｓｉｇｎｅｄ
ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｓｅｎｓｏｒ
ｎｅｔｗｏｒｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｌｈｍｉｎａｎｃｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌ
ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ
ｉｌｌｕｍｉｎａｎｅｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄ
ｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｐｌａｎｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｕｓｉｎｇＺｉｇＢｅｅｗｉｒｅｌｅｓｓ
ｇａｔｅｗａｙ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆＷｉｎｄｏｗｓＣＥｅｍｂｅｄｄｅｄｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒｏｆＣＣ２５３０ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ
ａｎｄ
ｔｅｒｍｉｎａｌｎｏｄｅｓ
ａｎｄ
ｉＵｕｍｉｎａｎｃｅ
ｓｅｎｓｏｒ．Ｔｈｅ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｓｙｓｔｅｍｈａｓｍａｎｙｍｅｒｉｔｓｓｕｃｈａｓｅａｓｙ
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ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ｌｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｌｏｗｃｏｓｔａｎｄｈａｓ
ｇｏｏｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ；ＺｉｇＢｅｅ；ＣＣ２５３０；ｉｌｈｍｉｎａｎｃｅ【竹笋剥壳机】
家用葵花籽自动剥壳机的设计
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
董爱梅， 夏鹏， 张腾， Dong Aimei， Xia Peng， Zhang Teng山东理工大学机械工程学院,山东淄博,255049中国农机化学报
Journal of Chinese Agricultural Mechanization2013,34(6)
参考文献(3条)
1.李绍炎 自动机与自动线 20072.尚久浩 自动机械设计 20103.H.N.卡蒙斯内 机床装料自动化 1985
引用本文格式：董爱梅.夏鹏.张腾.Dong Aimei.Xia Peng.Zhang Teng 家用葵花籽自动剥壳机的设计[期刊论文]-中国农机化学报2013(6)
本科生毕业设计
椰子剥壳机的设计
学 院： 机械与电气工程学院
专 业： 机械设计制造及其自动化
学 号：
学生姓名：
指导教师：
二 〇 一 三年 六 月
摘 要
椰子内含果肉和椰子水，具有丰富的油脂、蛋白质等营养物质，且椰衣可以加工成纤维垫、绳索等，具有很高的综合应用价值。而剥壳是椰子加工的一个很重要的环节，所以本次设计是一种机械化程度较高的椰子剥壳机械，可提高椰子的剥壳生产效率。
本设计在查阅资料基础上，通过对不同方案的选择，确定剥壳的传动系统方案，进行椰子剥壳机的设计。本设计通过对系统的齿轮、齿辊、轴、挡板、压框装置、进料装置等的结构设计和配合设计，最终完成各个部件的配合组装，通过solidworks三维软件，进行装配，并且以运动仿真的形式演示了本设计的工作过程；同时在AutoCAD的基础上，对该系统的装配图和部分零件图进行了绘制。
关键词：椰子；剥壳； solidworks；motion运动仿真；Autocad
Design of the Husking Machine of coconut
Abstract Coconut and coconut water contains pulp, with rich oil, protein and other nutrients, and can be processed into coconut fiber mat clothing, ropes, etc., with a high value of integrated applications. The peel is a coconut processing is a very important part, so the design is to design a high degree of mechanization coconut husking machines, coconut husking can improve production efficiency.
The design on the basis of access to information, through the choice of different options to determine the peel of the driveline program for coconut sheller design. The design of the system through a gear, gear roller, shaft, baffles, pressure frame means, feed devices, structural design and with the design, the final completion of the various components with the assembly, through the three-dimensional software solidworks, for assembly, and with motion simulation demonstrates the form of the work of the design process; while in AutoCAD, based on the system's assembly drawing and parts diagrams for drawing
.
Key words:Coconut; Sheller; Solidworks; Motion simulation; Autocad
目 录
1．概述............................................................................................................................................. 1
2．系统传动设计 ............................................................................................................................. 1
2.1方案的选择 ............................................................................................................................. 1
2.2电动机选择 ............................................................................................................................. 4
3．椰子剥壳机的结构设计 ............................................................................................................. 4
3.1联轴器的选择 ......................................................................................................................... 4
3.2齿轮传动的设计与计算 ......................................................................................................... 5
3.3连接小齿轮轴的设计 ............................................................................................................. 7
3.4齿辊的设计 ............................................................................................................................. 9
3.5进料装置的设计 ..................................................................................................................... 9
3.6挡板的设计 ............................................................................................................................. 9
3.7压框装置的设计 ..................................................................................................................... 9
4．运动仿真 ................................................................................................................................... 11
4.1仿真的目的与意义 ............................................................................................................... 11
4.2仿真的研究 ........................................................................................................................... 11
4.3仿真的局限难题 ................................................................................................................... 14
5．椰子剥壳机的装配图 ............................................................................................................... 14【竹笋剥壳机】
结论及存在问题 ............................................................................................................................. 15
参考文献......................................................................................................................................... 15
致谢 ................................................................................................................................................ 15
椰子剥壳机的设计
姓名： 学号： 班级：
1．概述
椰子是棕榈科椰子属的多年生热带木本油料作物,椰子树的主要产物为椰果,其形状近球形，由外果皮、中果皮、内果皮、种皮、种仁(胚乳)、胚、椰子水等部分构成。椰子的的外果皮和中果皮俗称椰衣,一般占全果质量的33%~35%；内果皮俗称椰壳，占全果质量的12%~15%，呈黑褐色，质地十分坚实,可制椰壳炭和椰壳粉;种仁供食用，故称椰肉，占全果质量的28%~30%，为椰壳所包覆，富含油脂、蛋白质等营养成分。种仁与壳之间有一层紧附在椰肉上的褐色种皮，富含油脂,种皮占去衣椰子质量的3.6%~6.0%。椰子水占全果质量的22%~25%。椰子可供食用的部分为椰肉和椰子水，为全果质量的50%~55%[1]。
我国椰子加工主要集中在海南，有加工企业近300家，已经成为海南的重要产业。我国（南海）的椰子产品加工总体技术水平、科技含量、技术创新、生活规模、产品花色品种和质量等方面与菲律宾、马来西亚和泰国的椰子主产国相比还有一些差距大部分企业规模小、技术含量薄弱，产品加工的机械化水平及精深加工程度还不够，难以提高经济效益和资源利用率[2]。
椰子具有很高的综合应用价值，椰衣可加工成纤维垫、绳索等；椰子果肉营养丰富，即可生食，也可制成各种营养丰富的椰子类特色食品。在生产过程中，椰子剥壳是椰子加工中非常重要的工序，剥壳后的椰衣，椰子果（内含椰子水）才能进一步加工成相应的产品。在国内的椰子剥壳机研究起步比较早，市场上也有许多椰子剥壳机，但成熟的椰子剥壳机却很少见。在国外，印度尼西亚有一种液压式剥壳机，采用液压的方式，模拟人工操作对椰子剥壳，该机减轻了工人的劳动强度，但产量低，产品质量差异也较大；另外还有一种旋切式椰子剥壳机，该机利用高速旋转盘刀以切削方式破坏椰衣，残余的果皮纤维再通过旋转的网丝轮加以去除，但剥壳后椰衣纤维破坏严重，产品的经济价值减少[3]。
基于对椰子几何物理机械特性的研究，研制一种椰子剥壳机，可以满足当前椰子加工中机械剥壳的应用需要，可对椰子产品加工生产带来很大方便。设计的椰子剥壳机综合性能优，操作简易，可靠性高，可基本实现机械加工剥壳，对椰子的生产加工带来很大的便利。 该椰子剥壳机的主要技术参数如表1-1。
表1-1椰子剥壳机的技术参数
目录
摘要........................................................................................................................ 2
1.概述 ............................................................................................................................ 4
1.1 引言 ................................................................................................................ 4
1.2 基础数据试验 ................................................................................................ 5
2. 椰子剥壳机的总体设计 ........................................................................................ 10
2.1椰子剥壳机的设计理念 ............................................................................... 10
2.2椰子剥壳机所采用的结构 ........................................................................... 10
3.主要参数设计 .......................................................................................................... 16
3.1壳机所需功率计算 ....................................................................................... 16
3.2电动机的选择 ............................................................................................... 16
3.3减速器的选择 ............................................................................................... 17
3.4验算剥皮机的剥皮速度 ............................................................................... 19
3.5风机的选择 ................................................................................................... 20
3.6联轴器的选型计算… ………………………………………………………………………………..20
3.7滚珠丝杠的选择设计……………………………………………………………………………….20
4.结构设计 .................................................................................................................. 28
4.1面板的设计 ................................................................................................... 29 4.2刀具的选择 ................................................................................................... 30
5.主要零部件的强度计算 .......................................................................................... 31
5.1滚动轴承的校核 ........................................................................................... 31
5.2滑动轴承的校核 ........................................................................................... 34
5.3轴的校核 ....................................................................................................... 35
5.4 键连接的选择及校核 .................................................................................. 38
6、结 论 ..................................................................................................................... 39
参考文献...................................................................................................................... 40
致谢 ..................................................................................................................... 41
摘要
椰子(Cocos nucifera L.)是棕榈科椰子属植物，为多年生常绿乔木，广泛分布于世界上近100个地处热带的国家和地区，其中主产国是印尼、菲律宾、印度和斯里兰卡等，我国椰子的主要种植区在海南，种植面积和果实产量均占全国的90％以上。椰子果是椰子树的果实，俗称椰子
国人对于椰子的利用传统上采用剖切的方式只是能摄取汁液，剩余果皮残渣就随处丢弃严重制造污染，因此椰农转型推出剥壳椰子，即先行剥除椰子外壳仅存内果皮（硬壳）再加以冷藏保鲜贩售，果皮残渣再经粉碎后当介质利用，作法上较为环保，目前剥壳方式仍以人工为主。本研究针对椰子基本物性加以探讨分析，进而规划设计剥壳机构。调查显示椰子外观大部分呈三稜形，果实由外果皮、中果皮、内果皮组成，外果皮呈绿色或浅黄色，光滑坚实，富韧性，中果皮属纤维层含软木屑包覆著内果皮。经试验结果显示果皮含水率变化与破坏力之间有密切关系，即外果皮破坏力随著含水率下降有逐渐增大现象，中果皮破坏力与含水率多寡无直接关系，但与纤维条数、厚度有关。
本研究设计三角锥型齿剥壳机构以拉扯方式将椰皮撕裂，椰子剥衣工序由人工操作变为机器操作，不仅可以大大提高生产效率，为后期工序提供充足的原材料，更重要的是能够保证操作人员的人身安全，减少伤残事故的发生。同时由于前期工序采用了自动化，不仅可以节省大批的劳动力，而且解决了椰子生产企业扩大生产规模的瓶颈问题，为企业扩大生产规模，提高经济效益开辟新的途径。
关键字： 椰子剥衣机 ； 滚切式 ；刀架 ； 空气吹扫。
Abstract
Coconut (Cocos nucifera L.) is a coconut palm species, is a perennial evergreen tree , widely distributed in the world's nearly 100 countries and regions located in the tropics , where the main producing countries are Indonesia, the Philippines , India and Sri Lanka , our main coconut growing areas in Hainan, planted area and yield fruits account for more than 90 % of the country . Coconut fruit is the fruit of the coconut tree , commonly known as coconut.
For people using traditional cut way using only capable of taking on the coconut juice , peel residue remaining on everywhere discarded serious polluters , so coconut husking coconuts agricultural transformation launch that first strip of coconut shell remaining endocarp ( hard shell ) coupled with cold storage to sell , then peel residue after crushing when the media use , the more environmentally friendly practices , there is still labor -based sheller way . In this study, to investigate the analysis of the basic physical properties of coconut , and then peel the planning and design agency . Survey shows that the appearance of most of the three prism
coconut , fruit from the exocarp , mesocarp , endocarp composed husk green or pale yellow , smooth and solid , rich toughness, mesocarp endocarp fiber -containing layer is a soft wood covered with . The test results showed close relationship between the peel and destructive changes in moisture content , that husk
destructive moisture content decreased gradually with increasing phenomenon , mesocarp destructive and not directly related to the amount of moisture , but the number of fibers , thickness. The study was designed triangular pyramidal teeth
pulled way Sheller institutions coconut skin torn clothing coconut peeling process by a human operator into a machine operator , not only can greatly increase
productivity, provide adequate raw materials for the latter process is more
important to ensure the safety of the operator, reduce the incidence of disability accidents. At the same time due to the early adoption of automated processes , can not only save a lot of labor , but also to solve the coconut production enterprises to expand the scale of production bottlenecks for enterprises to expand production scale , opening up new ways to improve economic efficiency .
Keywords: Coconut stripping clothes dryers; roll-cut; knife; air purge.
1.概述
1.1 引言
可可椰子属棕榈科大型热带植物，分佈范围涵盖热带亚洲、大洋洲、拉丁美洲及非洲，极限纬度在南北纬27°，理想的纬度则在南北纬20°，柯(1980)，其中台湾产区分佈之纬度在北纬23.6°。
椰子自古即有天堂树之美称，具有商业及工业用途。如椰子水含多种生长激素及维生素C，可作清凉饮料，椰纤可作栽培介质及垫片，椰子壳则含灰分、木质素、纤维素、戊聚糖等成份可作工艺品或椰雕，椰肉可生食、做菜或加工製作成椰油、椰子粉、椰脂等利用价值非常高。对于椰子利用方式国人仍以摄取汁液当作饮料为主，由于椰子之外皮光滑坚实，富韧性、造成消费者处理上的困扰，因此只好购买路边摊贩将椰子剖切后瓶装之椰子水，其馀椰纤或椰壳均未善加利用，随便丢弃于山沟、河床或路边，制造环境污染。以海南省2010年农业统计年报椰果产量49,522吨，农业统计年报(2011)，则一年大约要製造32,932吨污染物，确实会造成环保问题。
基于上述原因及加入WTO国外椰子进口后之冲击下，椰价每况愈下，促使椰农转型推出剥壳椰子（即先行去除椰子外壳仅存内果核），此产品经冷藏保鲜后贩售颇受消费大众欢迎，其原因为体积减少，携带方便，消费者只要将吸管插入果核芽眼即可摄取到椰子汁液，方便又环保，此加工后之剥壳椰子产品为椰农带来商机。以目前一年大约可生产1万8千余吨剥壳椰子，每公斤单价以23元计，则产值约4亿1千多万元，若再将去除之果皮纤维粉碎后作为其他用途之质材贩卖，每公斤市价4元计，产值达1亿2千余万元，合计加工后总产值达5亿3千余万元，（其他副加产物尚未包括椰壳及椰肉），比未加工前以鲜椰果贩卖时每公斤市价6元计，总产值约2亿9千余万元高出2亿4千余万元（表
1）。
目前椰子剥壳方式系利用一支固定三角架上焊接尖扁型齿，以手持椰子往下重击尖扁型齿将坚实外皮刺破后再分层剥除（图1-1），每小时大约可处理60~80粒，此人工作业方式费时耗工，操作过程危险性高。
图1-1 人工剥壳的方式
国内有关椰子剥壳机械可供参考资料甚少，因此本研究拟针对椰子基本物性加以探讨分析，希望设计出可取代人工之剥壳机构，提升作业效率及降低加工成本，使椰子产业得以永续经营。
1.2 基础数据试验
1.2.1 外观及组织结构
本科毕业设计（论文）通过答辩
目录
1引言 ........................................................................ 2
1.2 几种典型的剥壳机具 ...................................................... 5
2葵花籽剥壳机总体设计 ........................................................ 5
2.1 本设计的主要内容 ........................................................ 1
2.2葵花籽剥壳机的构造及工作原理 ............................................ 6
3动力装置的设计选用 ......................................................... 10
3.1剥壳机的主轴转速的选取 ................................................. 10
3.2 剥壳机所消耗的功率的计算 ............................................... 11
3.3 电动机的选用 ........................................................... 11 4 传动方案的设计与选用 ....................................................... 12
4.1传动方案的选择 ......................................................... 12
4.2 V带设计选用 ............................................................ 13
4.3 V带轮的设计选用 ........................................................ 11
4.4 V带传动的键的选择 ...................................................... 17
5轴的设计 .................................................................. 18
5.1轴的材料选用 ........................................................... 13
5.2轴的结构的设计 ......................................................... 19
5.3 轴的设计计算 ........................................................... 20
6轴承的选择 ................................................................. 22
6.1轴承类型的选择 ......................................................... 22
6.2轴承端盖和套筒的设计 ................................................... 22
6.3轴承的安装形式 ......................................................... 19
6.4滚动轴承的润滑及配合 ................................................... 24
6.5滚动轴承的密封 ......................................................... 25
7控制线路的设计说明 ......................................................... 26
7.1控制电路图的设计 ....................................................... 26
7.2电路图解读 ............................................................. 26
总结 ......................................................................... 27
致谢 ......................................................................... 28
参考文献 ..................................................................... 28
英文摘要 ..................................................................... 24
立式离心式剥壳机设计
摘要：立式离心式剥壳机是油料剥壳的一种常用机械设备,其主要用于对葵花籽、油菜籽等油料的脱皮工作；本次设计能使油料脱壳的剥壳率、整仁率都大大的提高；从而在对油籽的加工中，使人力和物力资源的浪费的减少，同时提高了劳动生产率。本课题设计的主要内容是立式离心式葵花籽剥壳机的设计。主要通过对原始数据的分析、方案的论证比较与选择，完成了剥壳机的总体设计，转盘的设计，电动机的选择以及传动方案的选择等内容。在此基础上对剥壳机机体的结构尺寸、驱动转轴的结构尺寸、V带传动、控制电路等进行了详细的计算和说明。并且对轴承以及轴承盒的型号作了选择。使本方案有了初步的设计应用价值。
关键词：剥壳机，V带传动，设计，离心式，立式
The design of sunflower seeds shell machine
Abstract: This subject to the design of seed is sunflower shell machine of design. primarily
through the original data analysis, the argument is to select the main, the shell of the overall design, the platform design, selection and driven to the motor for the selection. on the basis for the well-being of
the shell of the structure of size, drive around an axis of the structure of size, v, with a transmission
control circuit for the detailed calculation and instructions. And bearing and bearings of the model
make a choice. this scheme with the preliminary design value.
Keywords：sunflower seed shell machine , V. have driven ,design
1引言 食品加工设备的发展是与加工工艺密切相结合的，与科技不断进步，人类生活水平不断提高是分不开的。食品加工是把原料食品去杂质、调节水分、脱壳、去皮或研磨，最后加工成可以食用且符合不同质量标准的食品。葵花籽剥壳机是葵花籽收获后剥壳精选不可缺少的设备。在加工成食品时，都需要将收获后的籽粒进行剥壳精选才能达到所需效果。近年来，随着科学技术的飞速发展，许多食品的营养价值也陆续被发现。试验研究表明，葵花籽的营养价值非常高，部分地区的供需矛盾十分突出。因此开发葵花籽剥壳机的销售市场，其前景十分广阔，设计应用型的机型也就迫在眉睫。
农产品加工机械包括对收获后的农产品或采集的禽、畜产品进行初步加工，以及某些以农产品为原料进行深度加工的机械设备。经加工后的产品便于储存、运输和销售，供直接消费或作为工业原料。不同的农产品有不同的加工要求和加工特性，同一种农产品通过不同的加工过程可以得到不同的成品。因此，农产品加工机械的品种很多，使用较多的有谷物干燥设备、粮食加工机械、油料加工机械、棉花加工机械、麻类剥制机械、茶叶初制和精制机械、果品加工机械、乳品加工机械、种子加工处理设备和制淀粉设备等。为实现各工序之间的连续作业和操作自动化，常将前后工序的多台加工机械组合成加工机组、加工间或综合加工厂。
按工艺流程分为两大类：一类用于将稻谷、高粱、粟和黍等原粮脱壳去皮，碾制成成品米。例如稻谷原粮先经各种除杂清理设备清除各种杂质后，进入砻谷机并分离稻壳。排出的谷糙混合物进入谷糙分离筛。分离筛利用稻谷和糙米在粒度、密度和表面特性等方面的差异，将未脱壳的稻谷分离出来并送回砻谷机。糙米则进入碾米机碾制成白米，然后经成品分级筛除去糠粞和碎米，即得成品白米。另一类用于将小麦、玉米、大麦、荞麦和莜麦等原粮去掉皮层和胚芽，研磨成成品粉。例如小麦原粮经各种除杂清理设备清除各种杂质和沾附在麦粒表面的泥土、灰尘后，进入磨粉机研磨成粉，并经一组平筛筛理提取成品面粉。中间物料再进入另一台磨粉机研磨，反复提取面粉，最后经刷麸机将麸皮排出。
制油工艺主要分压榨法、浸出法等。不同的制油工艺采用不同的机械设备，但制油原料都先经油料清理机械清除杂质，并用各种类型的油料剥壳机剥去外壳并使壳仁分离，然后用轧胚机压制成胚料。用浸出法时，将胚料浸在溶剂（己烷或轻汽油）中把油浸出，经过滤、蒸发和汽提等设备使油与溶剂分离，溶剂回收后可反复使用；用压榨法时，将胚料放在蒸炒锅内炒熟后，送入螺旋榨油机或液压榨油机内挤压出油。浸出或榨出的毛油再由各种精炼设备过滤、水化、碱炼、酸炼、脱色和脱臭等炼制成
精油或成品油。由此看来，剥壳机在日常油籽加工上是必不可少的，它的应用会将越来越广;这使得在对剥壳机的要求会愈来愈高，高剥壳率的已经大势所趋了。
1.1 国内、外研究情况
国外葵花籽剥壳机的发展已经有上百年的历史，以美国、原苏联、英国、法国、瑞士等国家发展较快。国外厂商根据用户的不同需求，可在剥壳机上配备多种工作装置。国外葵花籽剥壳机用途广，市场大，且投入生产的剥壳机多为离心式的。
我国葵花籽剥壳机的研制自1965年原八机部下达剥壳机的研制课题以来，已有几十种葵花籽剥壳机问世。只进行单一剥壳功能的葵花籽剥壳机结构简单，价格便宜，以小型家用为主的剥壳机在我国一些地区广泛使用。但能够完成脱壳、分离、清选功能的较大型的葵花籽剥壳机由于经济性，技术性等原因，还未能在全国范围内推广。
我国正处于葵花籽剥壳机械化发展初期，葵花籽剥壳机在全国范围内的保有量不高，发展葵花籽剥壳机既节省了劳动力，又提高了生产率和经济效益，有着极为广阔的市场和应用前景。葵花籽剥壳机是我国目前市场的需求而自行研制开发的普及产品，是用于葵花籽脱壳的专业设备，该机葵花籽脱壳、壳仁分离于一体，具有剥净率高、清洁度好、结构简单、操作方便、节省人力等特点。加工的葵花籽破碎率低、分选干净、色泽好、杂质少，各项指标均符合国家标准。葵花籽剥壳机它以后的发展将是一片光明，前途无量。
近几年来，国内有些企业和科研院所已经逐步研制开发出了具有单一功能的的油籽剥壳机设备，如：花生剥壳机、棉籽剥壳机、红花籽剥壳机等，其结构简单，价格便宜，这是我国在农村和一些企业都广泛使用的首选剥壳机。但在生产中也存在如下问题：
1）剥壳率低。由于剥壳机漏剥或剥壳不完全，果、仁去净率不高，有些剥壳机剥壳率只有60%。
2）损失率高。由于设计参数不合理，造成剥壳不完全现象严重，碎仁夹带在碎壳中难以回收而被弃除，形成严重的浪费。
3）果仁完整性差。有些机具的设计，为了减少漏剥或剥壳不完整的现象，一味的追求剥壳率的提高，导致高的破碎率，从而降低了产品的商业价值。
4）适应性差。当油籽的品种、大小规格、外壳现状和含水率等因素出现变化时，剥壳机的剥壳性能就变差。
从而国内能够完成脱壳、分离、清选功能较大型的油籽剥壳机由于经济性，技术性等原因，还未在全国范围内使用推广。
国外油籽剥壳机的发展历史已经有上百年了，其特点主要是能够根据用户的不同需求，在剥壳机的配备上多种工作装置。国外油籽剥壳机的用途广，且以简单、高效的离心式剥壳
剥壳机具的现状及效果改进方法的探讨
Statusquoaboutshellingmachineanddiscussingaboutimprovingmethods
张林泉龚丽ZHANGLin-quanGONGLi
（广东省农业机械研究所，广东广州510630）
（InstituteofAgriculturalMachineofGuangdongProvince，Guangzhou，Guangdong510630，China）
摘要：介绍了国内几种典型坚果剥壳机的结构特点与工作原理，并对其现状与存在问题进行了分析，探讨了改进方法，并结合试验得出结论。关键词：坚果；剥壳；现状；改进方法Abstract:Thispaperintroducestructuralcharacteristicandworkprincipleofsometypicalnut-shellersmadebyChina,analysestudystatusquoandquestionsexisted,thendiscussesabouttheimprovingmethodsofthemachine.Fromthemattermentionedaboveandshellingexperimentsbelowconclusionwasgiven:effectofshellingcanbeimprovedifnutisslottedontherindordriedbeforeshelling.Keywords:Nut；Shelling；Statusquo；Improvingmethod
剥壳是带壳的物料在深加工之前必须进行的一道工序，坚果剥壳在农产品加工中相当重要但难度很大，因此，在此只探讨坚果的剥壳。我国最有代表性的坚果有核桃、杏仁、白果和松子等，类似的还有板栗等，为方便研究，在这里我们统称这些果实为坚果类。这些果实营养丰富，口味独特，并具有一定的药用价值，正日益受到人们的欢迎和喜爱，其生产量逐——————————作者简介:张林泉(1960-),男,广东省农业机械研究所高级工程师。E-mail:zlq@gddrying.com收稿日期：2006-06-13年大幅度增加。在进行深加工的过程中，原料的剥壳处理是一道重要而又困难的工序，这类坚果的壳重量占的比重较大，其营养素含量较低，直接加工食用可取成分很少，且壳的存在严重阻碍了加工过程中有效组分的提取。而这类果实的壳主要由木素、纤维素和半纤维素组成，外形不规则，坚硬，难以剥离[1～3]。近几年来，国内有些加工企业和科研院所已逐步研制开发出一些坚果类剥壳加工设备，但多数剥壳机具一次性剥壳率偏低，碎仁率偏高，致使生产效率低，加工损失大。本研究介绍了国内几种典型的坚果剥壳机具的结构特点与工作原理，并通过分析其现状与存在问题，结合实验探讨改进方法，以期改善坚果剥壳效果，为坚果的加工提供性能可靠的剥壳机具。1几种典型的剥壳机具
目前，国内常见的剥壳加工设备按剥壳方法分类可分为：挤压法、撞击法、剪切法和碾搓法[4]。挤压法[5]：借助轧辊的挤压作用使壳破碎，如核桃剥壳机等。撞击法[6]：借助打板或壁面的高速撞击作用使皮壳变形直至破裂，适用于壳脆而仁韧的物料如用离心式剥壳机剥松子壳等。剪切法[7]：借助锐利面的剪切作用使壳破碎，如板栗剥壳机等。碾搓法[8]：即借助粗糙面的碾搓作用使皮壳疲劳破坏而破碎。除下的皮壳较为整齐，碎块较大。这种方法适
用于皮壳较脆的物料[9]。1.1挤压式剥壳机
挤压式剥壳常见有核桃剥壳机，结构见图1。主要由分级滚筒、导向机构、破壳机构、传动机构和动力所组成，它们依靠物料自身的重力自上而下形成一个系统作业流水线。工作时，核桃从料斗进入锥形分级滚筒，不同尺寸大小的核桃经锥形分级滚筒分级，核桃按从大到小沿锥体轴线从小锥向大锥排列，随锥形滚筒旋转落到导向辊，然后进入挤压滚筒，经挤压
滚筒挤压破壳后排出机外。
1.料斗2.分级滚筒3.传动链条4.导向辊5.
传动齿轮6.挤压滚筒7.凹板8.传动链条9.电
机减速器
图16HP-150
型核桃破壳机简图
图2
6HP-150型核桃破壳机原理挤压式核桃剥壳机的剥壳原理见图2。齿盘和弧齿板的斜面倒角为45°，间距为L=8mm，在倒角面上分布着一定尺寸的小齿。当核桃进入挤压滚筒中，齿盘的旋转带动核桃边旋
转边向下挤入，一定间距的齿尖不断地沿着壳表面滚压，随着挤压变形量的增加，壳表面变平甚至出现凹坑，核桃接触的齿数由1个增加到2、3个甚至4、5个。这样在接触处产生的初始裂纹不断扩展，裂纹条数变得又多又长，由于核桃的旋转使整个圆周都产生裂纹，使壳完全均匀地破裂。最后壳基本上完全破裂，碎壳和仁通过最小间隙向下掉出来[10]。1.2撞击式剥壳机
撞击式剥壳机结构见图3。从图3可知，工作部件是转盘（甩盘）和挡板。果实一般以0.037m/s的速度通过可调节料门落下，从转盘中心进入后，经高速转盘的挡块或叶片的导向及加速作用，高速脱离转盘。当果实以较大的离心力撞击壁面时，壁面对果实产生一个同样大小的反作用力，使果实外壳产生变形和裂纹。外壳弹性变形的恢复使果实离开壁面，而果仁因惯性力的作用继续向前运动，并在紧靠外壳变形处产生了弹性变形。当果实离开壁面时，由于外壳与果仁具有不同的弹性，其运动速度也不同，果仁将阻止外壳迅速向回移动致使外壳在裂纹处拉开破裂，完成外壳的剥离。这种撞击式剥壳机，当转盘外缘圆周线速为30～38m/s时，适宜于进行松子的剥壳[11]。
1.料斗2.调节手轮3.检修门4.可调节料门5.挡板6.打板
7.转盘8.卸料斗
9.机架10.
转动轴
11.传动带轮
图3撞击式剥壳机简图
1.3剪切式剥壳机
图4为离心剪切式板栗剥壳机结构简图，双工位结构。图5是该板栗剥壳机刀盘结构图。板栗被提升机构从料斗装入后，提升至分料管，分别被导入两个刀盘。在刀盘上，板栗受旋转刀盘离心力的作用，向边缘高速滚动。安装在盘面成轮辐状的锯齿刀对板栗外壳进行不断的钩削、剪切，最终把壳剥离。一定的时间间隔后，出料口开启，壳和仁从出料口排出，从而完成一个剥壳循环（提升、导料、剥壳和出料）。紧接着由电气控制自动进行第二循环、第三循环，达到分批
连续生产。
1.料斗2.提升斗3.出料口4.刀盘5.分料管
图46BB-500
型板栗剥壳机简图
1.刀具锁紧螺钉2.锯齿刀
图56BB-500型板栗剥壳机刀盘结构
2现状分析
国外早在20世纪60年代初，就着手研制坚果剥壳机具，至80年代初，美国、意大利、法国等已相继推出了各种坚果剥壳机，如夏威夷果剥壳机、杏仁剥壳机等。经过数十年的发展，坚果剥壳机具已日趋成熟，目前，正朝着机电一体化方向发展。
但我国坚果剥壳机具发展缓慢，远远落后于种植业的发展，在一些生产应用的机具中，存在如下几个突出的问题，因而，难以推广应用。
⑴剥壳率低。不少剥壳机漏剥或
剥壳不完全，果仁去净率不高，有些剥壳机剥壳率只有50%。这是坚果剥壳机推广使用的最大障碍。
⑵损失率高。由于参数选择不合理，造成剥壳不完全现象严重，碎仁夹带在碎壳中难以回收而被弃除。有些机具果仁损失率高达20%。
⑶果仁完整性差。有些机具的设计，为了减少漏剥或剥壳不完全现象，一味追求剥壳率的提高，导致高的破碎率，从而降低了产品的商品价值。
⑷通用性差。一般剥壳机仅能用于某一品种坚果的剥壳作业，对于不同品种的坚果，不能通过更换主要零部件来实现一机多用。
⑸机具性能不稳定，适应性差。为某类坚果专门开发的专用机型，在该坚果品种、大小规格、外壳形状和含水量等因素出现变化时，剥壳机具剥壳性能就变差。
⑹作业成本偏高。我国坚果剥壳机具尚未形成规模和系列，多数是单机制造，制造的工艺水平低，成本高；也因为通用性差，不能一机多用，使得生产企业设备配置的成本高，致使加工坚果的作业成本增加。
3效果改进方法的探讨
相比种植业蓬勃发展的今天，我国果品加工业的发展明显落后，不少加工厂的前处理（清洗、剥壳等）仍采用手工作业，生产效率低，产品质量档次参差。因此，开发适用的剥壳机具，取代手工作业，将是一种必然趋势。为寻求解决目前剥壳机具普遍存在的突出问题的方法，研制开发出适用的剥壳机具，我们进行了改进剥壳方法的探讨。
美国有一家研究机构对夏威夷果的剥壳进行研究时发现，在对这类坚果进行破壳取仁时，则坚果外壳必然受到一个足够使其破碎的力的作用，在该力作用下，其外壳将产生变形，这个变形被称之为失效变形。研究发
现，在保证能破壳的前题下，失效变形越小，破碎时获得的整仁就越大。通过减少失效变形，将明显提高坚果的破壳质量和果仁的回收率。在此基础上，通过试验发现破壳前若在坚果上沿着厚度方向切上一圈V型凹槽，则将明显地减少果壳的强度，从而减少失效变形，可使获得的整仁和半仁率从75%提高到88%，未破壳果仁比例从14%降低至6%。除此之外，他们对破壳前的果实进行冷冻预处理后再进行剥壳，经过这种处理后，可使整仁和半仁率从75%提高到90%，未破壳果仁比例从14%降低至10%。若在破壳前，同时对果实进行切槽和冷冻预处理，则整仁和半仁率会上升到97%，未破壳
果仁比例则降低至3.2%[12]
。
美国这家研究机构的研究为改进坚果的剥壳效果从工艺上提供了一种有效的方法，但切槽这种预处理只能对夏威夷果以及板栗等这些较大的果实具有可用性，而对于杏仁、白果、松子等相对较小的果实则难以实现，对这些较小的果实只能用冷冻或以下介绍的干燥预处理。
参照这些方法，我们以板栗为原料，剥壳前分别将其进行切槽和干燥加工预处理，以期通过切槽和干燥来减小板栗的失效变形。在处理时，一组用气垫式切口机进行切口[13]，另一组置于烘箱中在42～45℃温度下干燥至果仁含水率40%～42%，第三组则不经过任何预处理，作为对照组。对这三组物料在我们研制的BL-0.2独立滚道搓压式剥壳机上进行试验，试验得出切槽后的板栗与对照组相比剥壳率由60%提高到75%，碎仁率则从8%减少到4%；干燥预处理的板栗与对照组相比剥壳率由60%提高到85%，碎仁率从8%减少到5%,结果见表1。
表1
3组效果对照表/%切口处干燥处不处理理理
剥壳率758560碎仁率458
由表1可知，通过切槽或干燥预处理，可明显地改善板栗乃至其它坚果的剥壳效果。
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