一种槟榔高速切片装置及切片方法与流程

本发明涉及槟榔加工机械技术领域，特别涉及一种槟榔高速切片装置及切片方法。

背景技术：

槟榔要经过多道工序加工完成，槟榔的切片是一道重要且费工时的工序，切片的好坏直接影响槟榔的废品率，刀片若没有从槟榔果的正中切开槟榔果报废,传统的槟榔果切片以手工持铡刀切片的方式，不安全，极易出现安全事故，且工作效率不高，生产效率比较低下，无法实现高速生产。目前市场上已有一些槟榔切片机，但这些切片机性能不尽如人意，尤其是产品对称度不高，难以保证合格率，不能适应大批量工业化生产的需要；另有一种比较理想化的设计，采用机械臂夹取，由于槟榔果的形状不规则，上料是突出的问题且造价高昂，并不适合大批量的装备。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种能高速精准对中切片，大大提高产品的合格率和生产效率的槟榔高速切片装置以解决现有技术中的不足。

本发明通过以下技术方案来实现发明目的：

一种槟榔高速切片装置，包括固设于箱座上的传送对中系统和切割系统，以及将物料加入所述传送对中系统的自动上料系统，所述自动上料系统倾斜安装于所述箱座上，所述自动上料系统包括加料斗以及与所述加料斗的出口相连通的传送带槽，传送带槽内固定安装倾斜传送带，传送带槽的末端卡接在所述传送对中系统的入口，所述倾斜传送带表面沿传送方向等距间隔设有垂直挡板，垂直挡板之间形成料槽；所述传送对中系统包括电机、与电机同轴连接的小皮带轮以及通过皮带与所述小皮带连接的大皮带轮，所述大皮带轮同轴连有水平传送带，所述水平传送带上等间隔设有至少五个夹料凹槽以及与所述夹料凹槽相配合使物料传送对中的导流板，夹料凹槽的竖直截面呈V型。由此，槟榔通过自动上料系统进入传送对中系统再进入切割系统实现高速对中切割，由于此装置突出的设计特点是高速切片，需要大量的加料，为了使结构设计更加人性化，便于工人往加料斗中加料，加料斗的上沿与地面的垂直距离设计为80cm；为了将槟榔果能从加料斗底部运送到水平传送带上同时节省整个装置占居的空间，倾斜传送带与水平面呈30度的斜坡，同时由于槟榔果呈椭球状，在倾斜传送带上进行输送时由于摩擦力不够，容易滚动，在倾斜传送带表面沿传送方向等距间隔设有垂直挡板，垂直挡板之间形成料槽，避免了槟榔果在传送带上出现滚动的问题，使槟榔果通过倾斜传送带顺利由加料斗底部传送到传送对中系统的水平传送带上。

进一步地，所述导流板包括两侧的固定板以及与固定板连接的长挡板，两个长挡板中间等间隔设有沿物料传送方向呈V型的限流挡板，所有限流挡板之间一体连接，限流挡板入口宽度与所述夹料凹槽相邻之间的距离相等，限流挡板出口宽度与相邻两个所述夹料凹槽宽度相等，由此，经过前宽后窄的限流挡板，槟榔果从水平传送带上被刮落到呈V型的夹料凹槽中实现初次限流。

进一步地，所述限流挡板出口的高度小于所述限流挡板的高度，由此，若两个槟榔果在夹料凹槽中叠在一起时，槟榔果随着水平传送带运动到导流板出口时，处在上方的槟榔果因导流板出口的高度限制会被导流板挡住，从而实现了单颗槟榔果一次通过，使槟榔果依次地排列在V型夹料凹槽中并随着水平传送带运动到切片区域。

进一步地，所述切割系统包括固定在所述箱座两侧的轴承支架、连接在所述轴承支架上的切片转动轴、锯齿形切刀和切割小带轮，锯齿形切刀沿轴线方向等间隔安装在所述切片转动轴上，切片转动轴的一端与切割小带轮同轴连接，切割小带轮通过皮带与所述大皮带轮传动连接，所述锯齿形切刀位于所述夹料凹槽的正上方。切割系统与传送对中系统的水平传送带共用一个大皮带轮，切割系统的切片转动轴与小带轮同轴心配合以相同的角速度运动，并与水平传送皮带以相同的角速度运动。

进一步地，所述锯齿形切刀之间通过定位套筒隔开，定位套筒包括中空的套筒管以及与所述套筒管两侧一体成型的连接耳，套筒管和连接耳沿周向均匀开设有螺孔，套筒管套设在所述切片转动轴上，连接耳分别与两侧的锯齿形切刀固定，由此，所有锯齿形切刀都可以同步运动，从而保证锯齿形切刀、定位套筒、切片转动轴以相同的角速度转动进一步保证了能实现对槟榔果的高速精准切分。

进一步地，所述水平传送带中夹料凹槽底部正中心还开设退刀槽，水平传送带采用橡胶材料；所述夹料凹槽呈60°角，顶部宽度为4cm，垂直深度为3cm。而水平传送带采用橡胶材料使输送皮带有一定弹性避免刀具切割槟榔果时带来的冲击力损伤与输送皮带接触处的槟榔果外表皮，输送皮带充分利用夹料凹槽的V型结构中两斜边的反作用力，使槟榔果在夹料凹槽中受到两个垂直于斜边的支撑力，槟榔果切分时无需另外夹装，大大提高了生产效率，同时槟榔果被切分时在夹料凹槽里由于受到两个大小几乎相等的反作用力，夹料凹槽稳稳地夹着槟榔果使其无法转动，从而才能保证刀片精准的对中切分。

进一步地，所述传送带槽末端底部连有向下倾斜且上窄下宽的分流槽，分流槽两侧设有挡板，挡板末端与所述长挡板连接，由此，避免大量槟榔果从分流槽下到水平传送带后从两侧滚出，对槟榔果的分流实现缓冲。

进一步地，所述限流挡板出口与所述传送带槽末端的距离为所述传送皮带总行程的1/3-1/2，由此，即可以对分流槽下来的大量槟榔果进行限流缓冲又能保证槟榔果单个通过。

进一步地，所述切割系统中的锯齿形切刀正上方还设有镂空结构的安全罩，由此，既保证了生产的安全也便于观察切片的情况。

本发明的另一目的是提供一种槟榔高速切片方法，采用上述的槟榔高速切片装置，包括以下步骤：

(1)将槟榔放入自动上料系统的加料斗中，经倾斜传送带将槟榔输送至分流槽中；

(2)再由分流槽进入传送对中系统的传送皮带上，再经导流板控制槟榔果单个通过使槟榔果分别进入到切割系统中锯齿形切刀的正下方；

(3)锯齿形切刀在电机的带动下旋转对传送皮带上的槟榔果施加向下的力使槟榔果卡在夹料凹槽中实现对中切割，切片后的槟榔果进入收料槽。

本发明提供的槟榔高速切片装置及切片方法具有以下优点：

1、传送对中系统的水平传送带上采用导流板进行分流，导流板中呈V型且相互之间一体连接的各个限流挡板使传送带上面的槟榔果经过导流板时，会被刮落到夹料凹槽中，当两个槟榔果在夹料凹槽中叠在一起时，槟榔果随着水平传送带运动到限流挡板出口时，处在上方的槟榔果会被导流板挡住，实现槟榔果单个通过，使槟榔果依次的排列在夹料凹槽中并随着传送带运动到切片区域，确保了下一步的高速对中切割；

2、水平传送带表面开设V型结构的夹料凹槽，充分利用了夹料凹槽两斜边的反作用力，使槟榔果在V型夹料凹槽中受到两个垂直于斜边的支撑力，槟榔果切分时无需另外夹装，避免人工夹装出现切伤等安全事故，同时大大提高了生产效率；且夹料凹槽稳稳地夹着槟榔果使其无法转动，保证了刀片精准的对中切分，大大提高了产品合格率；

3、自动切片系统采用定位套筒保证了其对中性，且便于安装调试，定位套筒将所有锯齿形切刀固联在切片转动轴上，满足了锯齿形切刀的安装需要，并使锯齿形切刀能以相同的角速度高速切分槟榔，实现了高效率的切片目的。

4、切片过程中，利用槟榔果受到的摩擦力f大于受到的切削力形成自锁条件而达到夹装的效果，从而代替夹装，减少夹装所需要的时间成本，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的结构示意图；

图2为图1的侧面示意图；

图3为图1中打开安全罩后的切割系统示意图；

图4为图1中导流板的放大示意图；

图5为图3中定位套筒的放大示意图；

图6为切片过程中槟榔果与锯齿形切刀的受力分析图；

图7为切片过程中槟榔果与夹料凹槽的受力分析图；

其中：1—箱座，2—传送对中系统，21—电机，22—小皮带轮，23—大皮带轮，24—水平传送带，25—夹料凹槽，26—导流板，261—固定板，262—长挡板，263—限流挡板，264—限流挡板出口，3—切割系统，31—轴承支架，32—切片转动轴，33—锯齿形切刀，34—切割小带轮，35—定位套筒，351—套筒管，352—连接耳，353—螺孔，36—安全罩，4—自动上料系统，41—加料斗，42—传送带槽，43—倾斜传送带，44—垂直挡板，45—料槽，46—分流槽，5—收料槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步详细的说明。

一种槟榔高速切片装置，如图1至图5所示，包括固设于箱座1上的传送对中系统2和切割系统3，以及将物料加入传送对中系统2的自动上料系统4，自动上料系统4倾斜安装于箱座1上，自动上料系统4包括加料斗41以及与加料斗41的出口相连通的传送带槽42，传送带槽42内固定安装倾斜传送带43，传送带槽42的末端卡接在传送对中系统2的入口，倾斜传送带43表面沿传送方向等距间隔设有垂直挡板44，垂直挡板44之间形成料槽45，为了对从倾斜传送带43上传送下来的槟榔果进行分流，传送带槽42末端底部连有向下倾斜且上窄下宽的分流槽46，分流槽46两侧设有挡板，挡板末端与导流板26的长挡板262连接。

其中，传送对中系统2包括电机21、与电机21同轴连接的小皮带轮22以及通过皮带与小皮带22连接的大皮带轮23，大皮带轮23同轴连有水平传送带24，水平传送带24上等间隔设有五个夹料凹槽25以及与夹料凹槽25相配合使物料传送对中的导流板26，夹料凹槽25的竖直截面呈V型，夹料凹槽25呈60°角，顶部宽度为4cm，垂直深度为3cm，为了避免刀具切割槟榔果时带来的冲击力损伤与水平传送带24接触处的槟榔果外表皮，水平传送带24中夹料凹槽25底部正中心还开设退刀槽且水平传送带24采用橡胶材料。

如图3所示，切割系统3包括固定在箱座1两侧的轴承支架31、连接在轴承支架31上的切片转动轴32、锯齿形切刀33和切割小带轮34，锯齿形切刀33沿轴线方向等间隔安装在切片转动轴32上，切片转动轴32的一端与切割小带轮34同轴连接，切割小带轮34通过皮带与大皮带轮23传动连接，锯齿形切刀33位于夹料凹槽25的正上方，采用锯齿形切刀33进行切片，具有高速切割的优越性能并提高了切割系统的效率，安装五把锯齿形切刀33，使其同轴等速同时转动不间断的进行切片，这又进一步大大的提高了切片的效率，也可以根据切割效率要求安装更多数量的锯齿形切刀33。

如图4所示，导流板26包括两侧的固定板261以及与固定板261连接的长挡板262，两个长挡板262中间等间隔设有沿物料传送方向呈V型的限流挡板263，所有限流挡板263之间一体连接，限流挡板263入口宽度与相邻两个夹料凹槽25之间的距离相等，限流挡板263出口宽度与夹料凹槽25宽度相等，为了使槟榔果单个通过，限流挡板263出口的高度小于限流挡板263的高度可以将重叠在上面的槟榔果挡住，限流挡板263出口与传送带槽42末端的距离为水平传送皮带24总行程的1/3-1/2。

如图5所示，锯齿形切刀33之间通过定位套筒35隔开，定位套筒35包括中空的套筒管351以及与套筒管351两侧一体成型的连接耳352，套筒管351和连接耳352沿周向均匀开设有螺孔353，套筒管351套设在切片转动轴32上，连接耳352分别与两侧的锯齿形切刀33固定。

其中，切割系统3中的锯齿形切刀33正上方还设有镂空结构的安全罩36，既保证生产的安全，也便于观察切片的情况。

一种槟榔高速切片方法，采用上述的槟榔高速切片装置，包括以下步骤：

(1)将槟榔放入自动上料系统的加料斗41中，经倾斜传送带43将槟榔输送至分流槽46中；

(2)再由分流槽46进入传送对中系统2的水平传送皮带24上，再经导流板26控制槟榔果单个通过使槟榔果分别进入到切割系统3中锯齿形切刀33的正下方；

(3)锯齿形切刀33在电机21的带动下旋转对水平传送皮带24上的槟榔果施加向下的力使槟榔果卡在夹料凹槽25中实现对中切割，切片后的槟榔果进入收料槽5。

在槟榔果切片的过程中，对槟榔果与锯齿形切刀33之间以及槟榔果与夹料凹槽25之间的相互作用进行受力分析，如图6和图7所示，水平传送带24上设有的V型结构的夹料凹槽25，使槟榔果在切片的过程中仅受到夹料凹槽25斜面提供的两个支撑力F_N1和F_N2以及锯齿形切刀33的法向力F_n和锯切力F_t，锯切力F_t在切片的过程中是主要的切割力，直接影响锯切加工的效率，而法向力F_n直接影响锯齿形切刀33具工作的稳定性、耐磨性，对于槟榔果不便直接测量，所以把锯齿形切力33分解成槟榔果前进方向的力F_y和与槟榔果前进方向垂直的力F_Z，夹料凹槽25的斜边提供的支撑力F_N1和F_N2的合力与F_Z大小相等方向相反，支撑力F_N1和F_N2分别乘摩擦系数μ，然后相加即得到了槟榔果的摩擦力f，槟榔果受到的摩擦力f大于分解到F_y方向上受到的切削力时，形成自锁条件，利用槟榔果受到的摩擦力f大于受到的切削力形成自锁条件而达到夹装的效果，从而代替夹装，减少夹装所需要的时间成本，提高工作效率。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。