百號(hào)切碎設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)*

劉爾璽

(甘肅省機(jī)械科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730030)

百號(hào)切碎設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)*

劉爾璽

(甘肅省機(jī)械科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730030)

為了適應(yīng)甘肅地區(qū)特藥百號(hào)種植的快速發(fā)展，設(shè)計(jì)研制一種百號(hào)切碎設(shè)備。闡述該設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理，通過(guò)試驗(yàn)證明該切碎設(shè)備運(yùn)行效果良好,并針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的不足提出了改進(jìn)措施。

百號(hào)；切碎裝置；切碎輥

Abstract: In this paper, a poppy chopped device is designed to fit for the rapid expansion of poppy in Gansu area. The equipment structure design and working principle are expounded. It is proved that the operation result of chopped device is good by testing，the improvement measure is put forward for the disadvantages appearing in the testing.

Key words: poppy；chopped device；chopped roll

0 引 言

我國(guó)特藥百號(hào)破殼機(jī)的研究和應(yīng)用都處于不成熟階段，甘肅特藥基地百號(hào)種植面積大。目前百號(hào)破殼相關(guān)機(jī)械方面比較缺乏，農(nóng)場(chǎng)一直延用錘片式粉碎機(jī)進(jìn)行破殼加工。這種破殼機(jī)械工作效率低，投入人工量大，產(chǎn)生粉末率高，出殼率低。嚴(yán)重影響了特藥百號(hào)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、和研制百號(hào)破殼的機(jī)械化設(shè)備迫在眉睫。百號(hào)的深加工對(duì)相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備提出了更高的要求，且符合甘肅特藥基地種植專業(yè)戶實(shí)際購(gòu)買力的水平，研制機(jī)型擬采用半自動(dòng)化規(guī)模，以實(shí)現(xiàn)較好的社會(huì)價(jià)值。

1 基本結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 基本結(jié)構(gòu)

百號(hào)加工設(shè)備的動(dòng)力來(lái)源為電機(jī)，每個(gè)裝置都由單獨(dú)匹配的電機(jī)進(jìn)行帶動(dòng)運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制運(yùn)行于停止。工作過(guò)程中，由網(wǎng)帶式籽粒前處理裝置將物料中含有的大量籽粒提前進(jìn)行處理，通過(guò)籽粒溜槽裝置將籽粒接入籽粒斗，進(jìn)而將含有少量籽粒或不含籽粒的百號(hào)果殼運(yùn)送至前提升喂料裝置，前提升喂料裝置將物料喂入切碎裝置[1]進(jìn)行切碎，再經(jīng)過(guò)篩分裝置，將籽粒與成品百號(hào)殼進(jìn)行分離，將從篩分裝置二、三層篩網(wǎng)出來(lái)的合格百號(hào)片進(jìn)行裝袋，經(jīng)過(guò)切碎裝置沒(méi)有達(dá)到要求的百號(hào)殼將會(huì)從篩分裝置的一層篩網(wǎng)篩出，再通過(guò)人工輸送至原料處。進(jìn)入接籽料斗的籽粒再通過(guò)高壓風(fēng)機(jī)吸入籽粒分選裝置，將籽粒與粉末進(jìn)行分離，最終將分離出的干凈籽粒進(jìn)行裝袋。完成一個(gè)完整的工作過(guò)程。百號(hào)切碎設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖，如圖1所示。

圖1 百號(hào)切碎設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖1. 網(wǎng)帶式籽粒前處理裝置 2.前提升喂料裝置 3. 籽粒分選裝置 4.百號(hào)切碎裝置 5.篩分裝置

1.2 主要技術(shù)參數(shù)

整機(jī)結(jié)構(gòu)(長(zhǎng)×寬×高)(mm)：7 600×4 300×3 000；整機(jī)質(zhì)量(kg)：約4 640 kg；整機(jī)功率(kW)：8.5 kW；加工能力(t/h)：1～1.2 t/h；粉末率：≤5%；成品大小(mm)：2～10。

2 關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)

2.1 切碎裝置的設(shè)計(jì)

切碎裝置為本設(shè)備的關(guān)鍵部件，完成百號(hào)果殼的切片加工，是利用兩對(duì)切刀，一對(duì)圓盤刀輥[1]現(xiàn)將百號(hào)果殼切成條狀，然后有一對(duì)直刀輥[2]將條狀物切成片狀。圓盤刀刀與刀之間的間隙為10 mm，兩圓盤道之間的間隙為5 mm，直刀刀刃與刀刃之間的弧長(zhǎng)為20 mm。通過(guò)兩對(duì)刀的切碎加工，將百號(hào)果殼切碎為小于等于10 mm的片狀物。切碎裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

(a)切碎裝置結(jié)構(gòu)原理圖1.傳動(dòng)系統(tǒng) 2.機(jī)架 3.圓盤刀 4.直刀

(b)圓盤刀結(jié)構(gòu)原理圖1.圓盤刀軸 2.圓盤刀片 3.撥齒 4.間隔套

(c)直刀結(jié)構(gòu)原理圖1.刀體 2.直刀片 3.砧板 4.直刀軸圖2 切碎裝置結(jié)構(gòu)圖

2.2 百號(hào)切碎設(shè)備的仿真

各裝置結(jié)構(gòu)尺寸確定后，用三維制圖軟件Solidworks繪制出切碎設(shè)備的三維模型圖，如圖3所示。通過(guò)軟件對(duì)主要部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，仿真結(jié)果顯示在整機(jī)結(jié)構(gòu)中各個(gè)部件之間沒(méi)有發(fā)生干涉。通過(guò)整個(gè)裝置的三維演裝，提高實(shí)物制造、安裝、調(diào)試和運(yùn)輸?shù)姆奖憧煽啃裕档椭圃斐杀尽?/p>

圖3 百號(hào)切碎設(shè)備的仿真結(jié)構(gòu)圖

3 百號(hào)切碎設(shè)備的工作程序

3.1 開(kāi)機(jī)前準(zhǔn)備

將紫斑百號(hào)果堆積在設(shè)備入料口位置，其果殼的含水率在6%～7%之間，清理干凈物料里面的鐵屑和石塊等雜物。各出料口處放置好接料袋，將吸籽管放置在籽粒料斗內(nèi)。

3.2 啟動(dòng)順序

按照篩分裝置、切碎裝置、網(wǎng)帶式籽粒前處理裝置、前提升喂料裝置、籽粒分選裝置的順序依次合閉電源，使設(shè)備空載運(yùn)行一分鐘左右。待設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常之后，開(kāi)始上料，進(jìn)行生產(chǎn)。

3.3 上 料

待設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常之后，開(kāi)始上料，進(jìn)行生產(chǎn)。上料時(shí)保證物料的連續(xù)性和均勻性，嚴(yán)格控制喂入量。

3.4 安 全

開(kāi)機(jī)之前，必須先檢查電路是否正常，電源異常情況下嚴(yán)禁開(kāi)機(jī)。開(kāi)機(jī)時(shí)嚴(yán)禁非工作人員打開(kāi)電器柜作業(yè)。生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)禁拆卸傳動(dòng)鏈處的護(hù)板，嚴(yán)禁攀爬設(shè)備，出現(xiàn)電氣故障嚴(yán)禁帶電檢修。嚴(yán)禁向切碎裝置中投入含鐵雜物及硬度較高物體。生產(chǎn)期間，必須穿工作服操作[3]。

4 性能試驗(yàn)

4.1 空載試運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)

空載運(yùn)行各動(dòng)力傳遞零件運(yùn)轉(zhuǎn)良好，無(wú)卡滯和異響情況；切碎裝置運(yùn)行良好，運(yùn)行過(guò)稱速度可調(diào)；篩分裝置、輸送裝置、籽粒分選裝置運(yùn)轉(zhuǎn)良好。

4.2 切碎試驗(yàn)

4.2.1 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)用品種為紫斑百號(hào)，物料準(zhǔn)備充分不含鐵屑、石塊等雜物，物料含水率在6%～7%之間。

4.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)在10個(gè)班次實(shí)驗(yàn)中隨機(jī)抽樣3次進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所列。

表1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表1表明：粉末率≤5%，產(chǎn)品尺寸均在2～10 mm之間，完全滿足農(nóng)場(chǎng)加工技術(shù)要求。

5 結(jié) 論

(1) 與現(xiàn)用的錘片式粉碎機(jī)進(jìn)行破殼加工相比，本設(shè)備工作性能穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)率高、移動(dòng)維護(hù)方便、粉末率低，能滿足農(nóng)場(chǎng)對(duì)百號(hào)的加工要求，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

(2) 本設(shè)備通過(guò)籽粒分選裝置，有效的將籽和粉末分離，并將粉末收集成袋，提高了粉末的利用率。

(3) 擴(kuò)大本機(jī)的使用范圍，滿足不同品種百號(hào)的破殼加工。

[1] 胡建平，黃英颯，楊德勇.果蔬三維切丁機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2011,27(12)；353-357.

[2] 吳巧梅.平板刀式滾筒切碎裝置的參數(shù)的研究與優(yōu)化[D].西安：西北農(nóng)林科技大學(xué),2010.

[3] 李德志.草類加工機(jī)械的安全使用[N].福建科技報(bào),2006.

[4] 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(上下冊(cè))[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2007.

Design and Experiment of Poppy Chopped Equipment

LIU Er-xi

(GansuAcademyofMechanicalSciences,LanzhouGansu730030,China)

2014-05-08

劉爾璽(1986-)，男，甘肅武威人，助理工程師，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化。

U461.4

A

1007-4414(2014)04-0171-02