6TB－400型巴旦木脱青皮机的优化设计

乔园园，郭兆峰，牛长河，王学农，刘向东，吐鲁红·吐尔迪，刘旋峰，孙小丽

（新疆农业科学院农业机械化研究所，新疆 乌鲁木齐 830091）

巴旦木是世界四大著名干果之一，属于第三纪孑遗植物，被誉为活化石[1]。巴旦木主要产在天山以南喀什绿洲的疏附、英吉沙、莎车、叶城等县[2~3]。2013年度仅新疆喀什地区莎车县巴旦木种植面积已扩大到6.67万hm2，到“十二五”期末，全县农民人均纯收入50%将来自以巴旦木为主的林果业，实现“巴旦木富民强县”目标。

巴旦木营养价值堪称所有干果中最高的，它的营养比同重量的牛肉高6倍[4、7]。但目前国内的巴旦木深加工技术还处于空白，巴旦木脱青皮是巴旦木生产过程中第一个关键环节，目前主要手段仍是采用人工进行脱青皮处理，而巴旦木成熟期为劳动密集型工期，人力成本高，且工作效率极低，不能满足巴旦木机械化生产的需求，因此设计结构合理的巴旦木脱青皮机势在必行。

1 整机结构设计及工作原理

1.1 整机结构设计

6TB-400型巴旦木脱青皮机由机架、动力传动系统、主轴、螺旋输送器、送料腔、喂入量调节板、喂料斗、青皮分离筛、脱皮叶片、出料调节板、出料口等组成。本机的核心部件为青皮分离筛及内部的转动部件，叶片转动时形成的螺旋空间推动巴旦木物料向出料口方向移动。脱皮叶片边缘与分离筛内壁形成的空腔使巴旦木青皮在其间揉搓脱落达到除去青皮的目的。

图1 6TB-400巴旦木脱青皮机结构

6TB-400型巴旦木脱青皮机的特点是可采用电动机和拖拉机两张驱动方式。电动机带动时选用图1中电动机3通过皮带轮驱动主轴转动；当使用拖拉机驱动时仅需要安装花键轴5，不需要安装电动机及带轮等部件，可根据用户的需求进行配置选择。

1.2 工作过程及原理

作业时，由动力传动系统（如采用拖拉机带动需要安装花键轴头）驱动主轴旋转，从而带动固定在主轴上的螺旋脱皮叶片转动，螺旋脱皮叶片边缘的非金属材料将从喂料斗落入青皮分离筛中的带青皮巴旦木旋入青皮分离筛与螺旋脱皮叶片构成的脱皮空间内，带青皮巴旦木在旋转的脱皮叶片带动下既相互揉搓摩擦又与青皮分离筛内壁、螺旋脱皮叶片摩擦，致使表面青皮剥离，剥离下来的青皮从青皮分离筛的筛孔或缝隙中排出，脱皮后的巴旦木从出料口排出。

2 各部件的优化设计

该机是对前期试验用巴旦木脱青皮机的优化与功能改良[8]，主要体现在以下几个方面：（1）为方便用户增加了动力选择方案；（2）增加了行走轮设计，便于机具的移动；（3）增加活门设计便于堵塞时进行手动清理；（4）增加主轴拆装板的设计，便于主轴上易损件更换时的拆卸工作。

2.1 行走轮的优化设计

增加行走轮的设计，使在拖拉机对整机进行悬挂后便于运输，由图2中箭头指向的行走轮及轮轴等组成。但在机具进行脱青皮作业时需要保证两轮稳固不可移动。

图2 行走轮示意

2.2 筛筒活门优化设计

如图3，因筛筒较长，一旦发生堵塞或卡死很难进行清理操作，因此必须增加活门，活门两端均由螺栓连接于筛筒侧面，保证作业时，活门拆卸方便。

使用时，松动安装活门的两对螺栓，将活门拆下，从活门口检查筛筒轴的转动是否顺畅，检查非金属螺栓叶片是否有磨损，检查是否有物料堵塞，发生拥堵时可很快将堵塞的物料清理去除。

图3 筛筒活门示意

2.3 主轴拆装板的优化设计

增加主轴拆卸板的设计，有利于在机具运行前或运行一段时间后进行机具的故障诊断及检查，因机具中图1的螺旋脱皮叶片12为易损件，通过拆卸该板可快速进行拆卸并对其进行更换。

操作时，首先松开图4中筛筒一端的螺栓，拆下轴承座，取下筛筒盖板，将滚筒轴及其附属部件从筛筒中抽出，同时可检查筛筒轴上的各焊点是否开焊，非金属螺旋叶片是否磨损。

3 技术参数

上轮机型在生产地进行试验后，根据试验效果及用户要求对机具的功能和结构进行了调整，调整后的参数如下：

外形尺寸（长×宽×高，mm） 1 644×811×1 475

生产率（kg/h） 400

电动机（kW） 2.2～2.5

拖拉机（kW/hp） 12.5/17

额定转速（r/min） 400~800

脱净率（%） ≥90

破损率（%） ≤5

果中含杂率（%） ≤5

皮中含果率（%） ≤5

4 结论

（1）该机结构简单、运输方便、可操作性强，可根据作业条件及作业要求更换动力形式，即可使用电动机驱动又可使用拖拉机动力驱动。

（2）该机在运行过程中发生拥堵或堵塞可通过活门进行及时清理，且维修方便。

（3）可通过调整传动比改变机具转速从而改变青皮处理效果。

[1] 李疆.扁桃的栽培及研究概况[J].果树学报.2002，19（5）：346~350.

[2]仲卫松.巴旦木优良品种分析花期物候观测及授粉试验情况初报[J].新疆林业,1978（04）:31~32.

[3]樊涛.油茶果脱青皮机的设计[J].林业机械与木工设备,2011,10（10）:35~36.

[4]张淑平,周冬香,严伯奋,等.巴旦木的营养评价及乳饮料的开发[J].食品工业科技,2000,21（1）:36~38.

[5]吐鲁洪,吐尔迪,吐逊,等.6BD-150型巴旦木破壳机的研制[J].新疆农机化 2009（3）:40~41.

[6]丁玲,方玉,许云章,等.薄壳扁桃和厚壳扁桃的品质比较研究[J].江苏农业科学,2013,41（1）:291~293.

[7]李疆,胡芳名,张智俊,等.扁桃主要生物学特性的观测[J].经济林研究,2003,21（3）:39~40.

[8]乔园园,王学农,郭兆峰,等.巴旦木脱青皮机的设计[J].新疆农机化,2013 （5）:1~3.