专利名称：四工位菠萝切皮去芯装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种四工位菠萝切皮去芯装置，属于农产品加工领域，特别涉及水果
深加工技术范围。
背景技术：
菠萝是我国四大热带果品之一，目前菠萝的深加工产品主要有菠萝罐头、菠萝原 汁、浓縮汁、菠萝果酱、蜜饯等，而加工剩余的果皮、果芯、头尾则用于制原汁、酒、醋或提取 乳酸、柠檬酸、酒精、菠萝酶等，剩余残渣分类后可制作饲料和纤维板，综合利用和深加工可 大大提高其附加值。 上述的菠萝深加工产品中，生产线前段关键共有技术为菠萝切端(顶)、去皮、去 芯等。目前生产中常见到应用的设备主要分为两类加工原理第一类为圆柱套筒切刀式，由 圆柱形菠萝果筒和捅芯筒分别将按果实大小分级、切两端预处理后的菠萝果肉、果芯、果皮 分离，其优点是菠萝果肉、果芯、果皮一次或一个工位分离，缺点是由于菠萝非圆柱体形故 有中部过切和两端欠切现象；第二类为对辊式或辊带式，由齿或刀辊将菠萝外皮分离，由下 道工序去芯，其特点是生产率高、损失率高，属于粗犷式加工方法。
发明内容
本发明的目的是要提供一种四工位菠萝切皮去芯装置，菠萝经分级、切两端预处 理后，在同一时间由不同工位完成喂入、切芯、平切刀旋切中部柱段表皮、弧切刀旋切两端 弧段表皮、推出，进而实现菠萝果肉、果芯、果皮分离。 为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括机架1上设有右旋直角静坐标系 (0;x，y， z)，工位架2在机架1上单向、90°间歇定位转动、其转动轴线为Oz ;在y0z平面 内，第一驱动齿轮3与机架1转动联接、其轴线平行Oz、距离y"安装有平切刀5的平刀盘4 与机架1转动联接、其轴线垂直0z ;在xOz平面内，与第一驱动齿轮3完全相同的第二驱动 齿轮6与机架1转动联接、其轴线平行Oz、距离x2 = yi，第一传动齿轮9与安装有弧切刀8 的弧刀盘7同轴线固连、并一起与机架1转动联接、其轴线垂直Oz，第二传动齿轮11与另 一组相同的安装有弧切刀8工的弧刀盘7工同轴线固连、并一起与机架1转动联接，在机架1 上转动的中间齿轮10分别与第一传动齿轮9和第二传动齿轮11形成定轴线平行轴啮合传 动；前部锥段、后部柱段的空心定位管12上同轴线固连有轴转齿轮17，定位管12的前部锥 段直径最小端设置有切芯刀13、其后部柱段末端为果芯出口 14，定位管12的前部锥段外表 面均布有驱动叶片15，定位管12上驱动叶片15的末端同轴线固连有挡料环16，由定位管 12、切芯刀13、果芯出口 14、驱动叶片15、挡料环16、轴转齿轮17固连一体的刚性回转件构 成菠萝定位卡具，四组完全相同的定位卡具沿工位架2的同一半径R均布、并与工位架2转 动联接，第一驱动齿轮3、第二驱动齿轮6与轴转齿轮17正确啮合传动时中心距为a、则R =y「a，在半径R的圆周上，-0x为菠萝喂入、切芯工位一，Oy为平切刀旋切工位二，Ox为弧 切刀旋切工位三，-Oy为菠萝推出工位四，构成本发明四工位菠萝切皮去芯装置。菠萝经分级、切两端预处理后由工位一间歇、定位喂入，此时第一驱动齿轮3与位于工位二的定位卡 具上轴转齿轮17啮合、第二驱动齿轮6与位于工位三的另一个定位卡具上轴转齿轮17啮 合，位于工位二的定位卡具上的菠萝由驱动力D2经第一驱动齿轮3与轴转齿轮17啮合传动 由驱动叶片15驱动绕定位卡具轴线转动，同时由驱动力D2y驱动的平刀盘4上平切刀5实 现对菠萝中部柱段表皮旋切；与此同时，位于工位三的定位卡具上的菠萝由驱动力03经第 二驱动齿轮6与另一个轴转齿轮17啮合传动由驱动叶片15驱动绕定位卡具轴线转动，同 时由驱动力D3x直接驱动的弧刀盘7上弧切刀8和通过第一传动齿轮9、中间齿轮10、第二 传动齿轮11形成定轴线平行轴啮合间接驱动的另一组相同的弧刀盘7工上弧切刀8工实现对 菠萝两端弧段表皮旋切；当菠萝在工位一沿-Oz方向喂入时，定位管12上的切芯刀13剌入 菠萝内，喂入定位后切芯完成，与此同时、位于工位四的定位卡具上已脱皮和去芯的菠萝果 肉被沿0z方向推出，果芯继续保留在定位管12上锥段管腔内直到下一次菠萝喂入时在工 位一由果芯出口 14被挤出；随着工位架2的单向、9(T间歇定位转动每一个菠萝顺序经过 喂入、切芯、平切刀旋切中部柱段表皮、弧切刀旋切两端弧段表皮、推出四个工位，完成菠萝 果肉、果芯、果皮分离。 上述的四工位菠萝切皮去芯装置中，平切刀5和弧切刀8可以为光刃或齿形刃
(如图4)，平切刀5和弧切刀8在各自刀盘上均布数量可以为2、3、4、5......个。 上述的四工位菠萝切皮去芯装置中，可由第一同步带轮、同步皮带和第二同步带 轮组成的同步带传动取代第一传动齿轮9、中间齿轮10和第二传动齿轮11形成的定轴线平 行轴啮合传动，同样可用于驱动两弧刀盘7、7工实现弧切刀8、8工对菠萝两端弧段表皮的同时 切削。 本发明的有益效果在于，所提出的四工位菠萝切皮去芯装置，菠萝经分级、切两端 预处理后由工位一间歇、定位喂入、切芯，同时平切刀和弧切刀在工位二、三分别对菠萝中 部柱段和两端弧段表皮切削，果肉在工位四被推出，表皮残留率底，果肉利用率高。
图1为四工位菠萝切皮去芯装置的组成原理图； 图2为四工位菠萝切皮去芯装置的二、四工位配置原理图； 图3为四工位菠萝切皮去芯装置的一、三工位配置原理图； 图4为四工位菠萝切皮去芯装置的弧刀盘和平刀盘配置原理图； 图5为四工位菠萝切皮去芯装置组成菠萝切皮去芯机的工作原理图。
具体实施方案 下面根据附图对本发明的实施例进行描述。 图1所示的四工位菠萝切皮去芯装置，机架1上设有右旋直角静坐标系(0 ;x， y， z)，工位架2在机架l上单向、90。间歇定位转动、其转动轴线为0z;在y0z平面内(如图 2)，第一驱动齿轮3与机架1转动联接、其轴线平行Oz、距离yi，安装有平切刀5的平刀盘 4与机架1转动联接、其轴线垂直0z ;在xOz平面内(如图3)，与第一驱动齿轮3完全相同 的第二驱动齿轮6与机架1转动联接、其轴线平行Oz、距离x2 = yi，第一传动齿轮9与安装 有弧切刀8的弧刀盘7同轴线固连、并一起与机架1转动联接、其轴线垂直Oz，第二传动齿轮11与另一组相同的安装有弧切刀8工的弧刀盘7工同轴线固连、并一起与机架1转动联接， 在机架1上转动的中间齿轮10分别与第一传动齿轮9和第二传动齿轮11形成定轴线平行 轴啮合传动；对于齿轮组第一传动齿轮9、中间齿轮10、第二传动齿轮11中各齿轮具有相同 的模数和压力角，弧刀盘和平刀盘配置原理如图4所示；前部锥段、后部柱段的空心定位管 12上同轴线固连有轴转齿轮17，定位管12的前部锥段直径最小端设置有切芯刀13、其后 部柱段末端为果芯出口 14，定位管12的前部锥段外表面均布有驱动叶片15，定位管12上 驱动叶片15的末端同轴线固连有挡料环16，由定位管12、切芯刀13、果芯出口 14、驱动叶 片15、挡料环16、轴转齿轮17固连一体的刚性回转件构成菠萝定位卡具，四组完全相同的 定位卡具沿工位架2的同一半径R均布、并与工位架2转动联接，第一驱动齿轮3、第二驱 动齿轮6与轴转齿轮17正确啮合传动时中心距为a、则R = y「a，在半径R的圆周上，-Ox 为菠萝喂入、切芯工位一，Oy为平切刀旋切工位二， Ox为弧切刀旋切工位三，-Oy为菠萝推 出工位四，构成四工位菠萝切皮去芯装置。菠萝经分级、切两端预处理后由工位一间歇、定 位喂入，此时第一驱动齿轮3与位于工位二的定位卡具上轴转齿轮17啮合、第二驱动齿轮 6与位于工位三的定位卡具上另一个轴转齿轮17啮合，第一驱动齿轮3、第二驱动齿轮6与 轴转齿轮17模数和压力角相等，且中心距为a = y「R满足正确啮合传动条件；与此同时， 位于工位二的定位卡具上的菠萝由驱动力D2经第一驱动齿轮3与轴转齿轮17啮合传动由 驱动叶片15驱动绕定位卡具轴线转动，同时由驱动力D2Y驱动的平刀盘4上平切刀5实现 对菠萝中部柱段表皮旋切；与此同时，位于工位三的定位卡具上的菠萝由驱动力D3经第二 驱动齿轮6与另一个轴转齿轮17啮合传动由驱动叶片15驱动绕定位卡具轴线转动，同时 由驱动力D3X直接驱动的弧刀盘7上弧切刀8和通过第一传动齿轮9、中间齿轮10、第二传 动齿轮11形成定轴线平行轴啮合间接驱动的另一组相同的弧刀盘7工上弧切刀8工实现对菠 萝两端弧段表皮旋切；当菠萝在工位一沿-Oz方向喂入时，定位管12上的切芯刀13剌入菠 萝内，喂入定位后切芯完成，与此同时、位于工位四的定位卡具上已脱皮和去芯的菠萝果肉 被沿Oz方向推出，果芯继续保留在定位管12上锥段管腔内直到下一次菠萝喂入时在工位 一由果芯出口 14被挤出；随着工位架2的单向、90。间歇定位转动每一个菠萝顺序经过喂 入、切芯、平切刀旋切中部柱段表皮、弧切刀旋切两端弧段表皮、推出四个工位，完成菠萝果 肉、果芯、果皮分离。 图5所示的四工位菠萝切皮去芯装置组成菠萝切皮去芯机的工作原理图，菠萝切 皮去芯机包括切端预处理装置、曲柄滑块喂入机构、四工位菠萝切皮去芯装置、曲柄滑块 推出机构；切端预处理装置由固连于机架1上的进料斗18、安装在进料斗18上绕各自轴线 旋转的左切端刀19和右切端刀20构成，曲柄滑块喂入机构由喂入曲柄21、喂入连杆22、喂 入滑块23构成，喂入滑块23对应于四工位菠萝切皮去芯装置的工位一，曲柄滑块推出机构 由推出曲柄27、推出连杆28、推出滑块29构成，推出滑块29对应于四工位菠萝切皮去芯装 置的工位四；喂入曲柄21与推出曲柄27相位差180。对称布置、同速、同向定轴线转动，由 喂入曲柄同步带轮24、同步皮带25及与喂入曲柄同步带轮24直径相等齿数相同的推出曲 柄同步带轮26组成两曲柄的平行轴同步带传动，实现喂入曲柄21与推出曲柄27转速相 等、转向相同、相位差180。转动。符合加工条件的菠萝按果实尺寸大小分级后，沿径向顺序 进入到进料斗18，由D5、 D6驱动的左切端刀19、右切端刀20分别切除两端后的菠萝继续移 动到下一待料位置等待喂入；由D4驱动的曲柄滑块喂入机构的喂入滑块23作往复直线运
5动，当喂入滑块23回退后待料位置的菠萝进入，当喂入滑块23前进时将进入的菠萝喂入到 四工位菠萝切皮去芯装置在工位一的定位卡具上、定位管12上的切芯刀13剌入菠萝内，当 喂入滑块23前进至右极限位置时菠萝喂入结束、切芯完成；在菠萝喂入过程中平切刀5、弧 切刀8和8工分别在工位二、三同时对菠萝中部柱段和两端弧段表皮进行切削，在菠萝喂入 过程中曲柄滑块推出机构的推出滑块29在工位四将定位卡具上已脱皮和去芯的菠萝果肉 推出，果芯继续保留在定位管12上锥段管腔内直到下一次菠萝喂入时在工位一由果芯出 口 14被挤出；菠萝喂入完毕喂入滑块23回退，推出滑块29复位，工位架2单向、90°转动 后定位停止，下一循环工作开始，完成菠萝果肉、果芯、果皮分离。
权利要求
四工位菠萝切皮去芯装置，其特征在于机架(1)上设有右旋直角静坐标系(O；x，y，z)，工位架(2)在机架(1)上单向、90°间歇定位转动、其转动轴线为Oz；在yOz平面内，第一驱动齿轮(3)与机架(1)转动联接、其轴线平行Oz、距离y1，安装有平切刀(5)的平刀盘(4)与机架(1)转动联接、其轴线垂直Oz；在xOz平面内，与第一驱动齿轮(3)完全相同的第二驱动齿轮(6)与机架(1)转动联接、其轴线平行Oz、距离x2＝y1，第一传动齿轮(9)与安装有弧切刀(8)的弧刀盘(7)同轴线固连、并一起与机架1转动联接、其轴线垂直Oz，第二传动齿轮(11)与另一组相同的安装有弧切刀(81)的弧刀盘(71)同轴线固连、并一起与机架(1)转动联接，在机架(1)上转动的中间齿轮(10)分别与第一传动齿轮(9)和第二传动齿轮(11)形成定轴线平行轴啮合传动；前部锥段、后部柱段的空心定位管(12)上同轴线固连有轴转齿轮(17)，定位管(12)的前部锥段直径最小端设置有切芯刀(13)、其后部柱段末端为果芯出口(14)，定位管(12)的前部锥段外表面均布有驱动叶片(15)，定位管(12)上驱动叶片(15)的末端同轴线固连有挡料环(16)，由定位管(12)、切芯刀(13)、果芯出口(14)、驱动叶片(15)、挡料环(16)、轴转齿轮(17)固连一体的刚性回转件构成菠萝定位卡具，四组完全相同的定位卡具沿工位架(2)的同一半径R均布、并与工位架(2)转动联接；第一驱动齿轮(3)、第二驱动齿轮(6)与轴转齿轮(17)正确啮合传动时中心距为a、则R＝y1-a，在半径R的圆周上，-Ox为菠萝喂入、切芯工位一，Oy为平切刀旋切工位二，Ox为弧切刀旋切工位三，-Oy为菠萝推出工位四。
2. 根据权利要求l所述的四工位菠萝切皮去芯装置，其特征在于平切刀(5)和弧切刀(8)可以为光刃或齿形刃，平切刀(5)和弧切刀(8)在各自刀盘上均布k个，其中k二2、3、4、5、.....。
3. 根据权利要求l所述的四工位菠萝切皮去芯装置，其特征在于可由第一同步带轮、同步皮带和第二同步带轮组成的同步带传动取代第一传动齿轮(9)、中间齿轮(10)和第二传动齿轮(11)形成的定轴线平行轴啮合传动。
全文摘要
本发明公开了一种四工位菠萝切皮去芯装置，属于农产品加工领域；技术方案包括，菠萝经分级、切两端预处理后由工位一间歇、定位喂入、切芯，同时平切刀和弧切刀在工位二、三分别对菠萝中部柱段和两端弧段表皮切削，果肉在工位四被推出，果芯继续保留在定位管内直到下一次菠萝喂入时在工位一被挤出；随着工位架的单向、90°间歇定位转动每一个菠萝顺序经过喂入、切芯、平切刀旋切中部柱段表皮、弧切刀旋切两端弧段表皮、推出四个工位，完成菠萝果肉、果芯、果皮分离，加工方法具有表皮残留率低，果肉利用率高的特征。
文档编号A23N7/00GK101716014SQ200910242288
公开日2010年6月2日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者刘平义, 宣佳敏, 张绍英, 李海涛, 董李扬, 魏文军 申请人:中国农业大学