導(dǎo)語(yǔ)：檳榔切片機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

檳榔是我國(guó)南方一些地方很受喜歡的食品，隨著需求量逐漸增大，檳榔的生產(chǎn)效率要求越來越高。而目前我國(guó)檳榔切片機(jī)的自動(dòng)化加工剖切生產(chǎn)方面，已有部分企業(yè)和民間科技創(chuàng)新者進(jìn)行了嘗試并取得了一定的成績(jī)。而檳榔的外形尺寸及特性會(huì)受產(chǎn)地、氣候環(huán)境不同而表現(xiàn)出一定的差異性。因此，檳榔切片機(jī)的裝夾定位和對(duì)半切片精度都受到很大影響，甚至形成了較高的廢品率，大大影響了檳榔加工成本以及造成了浪費(fèi)，而且研發(fā)的剖切機(jī)中仍有許多方面有待改進(jìn)。本文結(jié)合檳榔的一般尺寸、切片定位及自動(dòng)化生產(chǎn)的需求，設(shè)計(jì)了一種滾筒式檳榔切片機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案，并進(jìn)行了相應(yīng)的三維建模和仿真分析。

1方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)及刀具選擇

本文根據(jù)檳榔的物理形狀大小，借鑒其它研究者的設(shè)計(jì)不足之處，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一種滾筒式檳榔切片機(jī)。檳榔切片機(jī)一般由四個(gè)子系統(tǒng)組成，即輸送系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、切片系統(tǒng)和出料系統(tǒng)。其加工工藝流程如下圖所示，即料斗中的檳榔被穩(wěn)定有序地輸送，在輸送過程中實(shí)現(xiàn)定位，然后將檳榔進(jìn)行固定，最后由切刀將檳榔精準(zhǔn)地對(duì)半切片。圖1工作流程圖由于在制作過程中檳榔的大小不一，這是檳榔切片機(jī)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須要適應(yīng)各種大小形狀的檳榔。首先由工作人員將事先處理好的檳榔導(dǎo)入下料口，再由下料口進(jìn)入滾筒（分為內(nèi)外兩層，采用帶傳動(dòng)），為了便于固定大小不一的檳榔，本文創(chuàng)新性地將滾筒設(shè)計(jì)為帶槽的結(jié)構(gòu)，如圖2所示。在離心力的作用下，檳榔可以通過滾筒的旋轉(zhuǎn)被甩進(jìn)筒內(nèi)多邊形槽位里，再在滾筒下方半圓形槽里面運(yùn)輸，運(yùn)輸工程中被擺正。此處經(jīng)過擺正后的檳榔果在重力的作用下通過V型槽，并在V型槽的端部進(jìn)行夾緊，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，這樣就可以保證滾筒穩(wěn)定連續(xù)地下料?？紤]到檳榔大小不規(guī)則且不對(duì)稱的特點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用且運(yùn)行可靠，在V型槽的下部裝有適當(dāng)震動(dòng)的部件，這樣可方便且可靠使檳榔有序地傳送至下一個(gè)機(jī)構(gòu)。為了保證夾緊的可靠性，在定位與夾緊機(jī)構(gòu)中，本文在帶有V型槽壓輪的外側(cè)創(chuàng)新地安裝了帶有彈簧的曲面擋板，利用彈簧彈性浮動(dòng)，使對(duì)各個(gè)大小不一的檳榔能按照特定的要求壓緊，實(shí)現(xiàn)了最終可靠定位和夾緊。最后一個(gè)設(shè)計(jì)難點(diǎn)是進(jìn)行檳榔剖切時(shí)的效率問題，本文采用的是環(huán)切技術(shù)，如圖4所示，當(dāng)檳榔在移動(dòng)到V型槽末端時(shí)由下面的環(huán)形刀片進(jìn)行環(huán)切，大大提高生產(chǎn)效率，在切片機(jī)構(gòu)方面也進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，即在一個(gè)管道上成對(duì)稱的安裝多把刀具，并在同一圓周上的兩把刀具之間設(shè)計(jì)適當(dāng)大小的凹槽，其中刀具與電動(dòng)機(jī)的輸出軸相連，當(dāng)檳榔果被對(duì)半切開時(shí)，檳榔片將經(jīng)過凹槽落入事先準(zhǔn)備好的收料槽中，最后人工取出剖切成功的檳榔切片。根據(jù)查閱檳榔尺寸的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得到，一般檳榔可分為大果、中果和小果三個(gè)等級(jí)，即質(zhì)量分別為80g<大果≤120g、50g<中果≤80g、30g<小果≤50g。按果實(shí)橫徑Dh和縱徑Dz分為小果(Dh<20mm,Dz<30mm)、中果(20mm<Dh≤40mm,30mm<Dh≤60mm)、大果(40mm<Dh,60mm<Dh)經(jīng)試驗(yàn)測(cè)算，單個(gè)檳榔平均切剖力為150N。相應(yīng)地設(shè)計(jì)刀具的參數(shù)分別為：刀具總長(zhǎng)L、增加的刀筒長(zhǎng)△L、刀片部分長(zhǎng)度h，刀具圓柱筒外徑dw、刀具圓柱筒內(nèi)徑dl。則對(duì)應(yīng)不同大小檳榔果的刀具為大刀、中刀和小刀，其參數(shù)分別為：大刀L＝140mm，△L＝60mm，h=80mm，dw=60mm，dl=35mm；中刀dw=40mm，dl=25mm；小刀dw=20mm，dl=15mm。此外，為了加工方便，一般將中刀和小刀的其它尺寸設(shè)計(jì)成大刀一樣的參數(shù)。

2結(jié)論

由于各個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念基本成型，因而機(jī)構(gòu)的尺寸、大小以及裝配運(yùn)行就需要進(jìn)行虛擬仿真，以確定各部件之間存在銜接問題，從而進(jìn)行相應(yīng)的修改與布置。因此，針對(duì)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律的各個(gè)機(jī)構(gòu)，首先基于solidworks等三維軟件對(duì)檳榔切片機(jī)進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)以及對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行仿真分析，并對(duì)其關(guān)鍵尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后運(yùn)用ADAMS軟件對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真。仿真結(jié)果表明，該創(chuàng)新設(shè)計(jì)能大大改善檳榔切片的效率，下一步工作將開展制作實(shí)物模型，與仿真數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證，從而改進(jìn)該滾筒式檳榔切片機(jī)的設(shè)計(jì)。

【參考文獻(xiàn)】

［1］周超倫.檳榔切籽機(jī)的研究與設(shè)計(jì)[D].廣東工業(yè)大學(xué)，2015．

［2］方志翔.檳榔切片研究及虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)[D].湘潭大學(xué)，2013．

［3］陳陽(yáng)，陳致水.食用檳榔切片機(jī)的設(shè)計(jì)[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012,51[6]:3615-3618．

作者:陳超林 黃渝 鄧琪瑋 王錫純 單位:湖南工業(yè)大學(xué)