一种莲子剥壳去芯留芯磨白集成加工设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种莲子剥壳去芯留芯磨白集成加工设备。
【背景技术】
[0002]莲子剥壳去芯留芯磨白集成加工设备(Lotus seed shelling to core staygrinding white integrated processing equipment)，主要用来对莲子进行剥壳、去芯、留芯、磨白四个加工工序，实现一机多用，不仅避免了加工过程中很多不必要的中间环节，而且减少了人力物力，同时也大大提高了生产效率。最重要的是在控制机器运行的很多机械机构方面进行了优化以及改进，在很大程度上降低了机器的制造成本，提高了机器的加工精度，加工程度能够达到预期的效果。
[0003]原始的莲子加工机器多为单功能而且体积较为笨重，机器制造成本较高，莲子加工商对莲子进行加工往往需要购置2-3台机器，而且原始的莲子加工机器加工莲子的控制精度不够准确，达不到预期的效果，留芯技术更是一片空白，下面分别从剥壳、去芯、磨白三个加工过程进行论述原始莲子加工机器的不足之处。
[0004]1、原始的莲子剥壳加工机器，在剥壳的过程中，不能够准确的控制辊刀与莲子之间的距离，往往会造成加工后的莲子没有实现完整的剥壳或者是辊刀切至莲子过深而破坏了莲肉。而且多是通过推料杆实现对莲子的推送，机械结构过于复杂，造成机器精度较低的现象。2、原始的莲子去芯加工机器，在去芯的过程中，不仅不能够准确确定莲芯的位置，容易打偏莲子，造成不必要的浪费，而且还不能够将莲子芯进行保留，而是钻头将莲子芯钻成粉末状，造成了很大程度上的浪费。据调研可查，莲子芯具有很高的药物功效，现有莲芯全为纯手工取出，不仅费时费力，而且不卫生，容易损伤莲芯，取芯效率极为低下。3、原始的莲子磨白加工机器，在磨白的过程中，不能够保证莲子的均匀化磨白，造成莲子磨白程度严重的两极分化现象，既浪费了莲子又使磨白程度达不到预期的效果。4、总体来说原始莲子加工过程每一个加工工序差不多都需要一台独立的加工机器，机器笨重，不仅增加了加工成本，而且造成加工占地面积过多。
[0005]现如今对莲子以及莲子芯的需求日益增大，原始的莲子加工机器早已经不能够满足生产的需要，因此莲子剥壳去芯留芯磨白集成加工设备应运而生，它集莲子剥壳、去芯、留芯、磨白四大功能于一体。在机器结构方面，通过蜗轮蜗杆、凸轮等机构减少了电机的数量，并且分析比较了剥壳工位、去芯和留芯工位，发现了很多相同的机械机构，于是将这三个工位合并在了一起。不仅大大提高了生产效率，而且降低了生产成本，同时也在很大程度上缩减了占地面积。
[0006]常见的莲子剥壳原理要有撕搓式剥壳、冲击式剥壳、摩擦式剥壳、切割式剥壳、挤压式剥壳五种。
[0007]撕搓式剥壳原理，代表机型以湖南省农机所研宄的6BR-1型莲子剥壳机为例。为了保证剥壳质量，提高功效和不同形状莲子的适应性，该机采用了自动送料、自动定位和组合刀头等盘。其结构独特，且机子小巧轻便、使用方便、安全可靠，适于白莲、红莲、东瓜莲等多种莲子的剥壳作业。该机采用一对刀头从一长径方向两端同时切入莲壳后再适当旋转一定角度，撕搓莲壳使其扭碎从而完成剥壳的方法，不仅脱壳率大为提高，而且破碎率仅在5%左右。
[0008]冲击式剥壳原理，台湾嘉义大学和中兴大学的黄文禄、盛中德教授研发的莲子剥壳脱模机主要由供料机构、同向差速滚筒摩擦、拨杆及四只水刀喷嘴组成该机剥壳脱模工作原理:莲子在同向且具差速的滚筒间滚动，并在喷嘴高压喷头产生的水刀作用下破膜。
[0009]摩擦式剥壳原理，旋转圆筒式脱壳机是比较早期的摩擦式剥壳机，其在中部旋转轴上装有盘形刀片，外桶固定在机架上，其内壁上衬有适当厚度的橡胶层。莲子进入后，随旋转轴的带动，在内壁与转轴的刀片中滚动，莲壳在橡胶层的衬垫下被转动的盘形刀片切破，然而从其夹缝中掉出。但是由于被切破的莲壳均牢牢地黏附在莲肉上，为使莲壳与莲肉分离，还得设计一个搓壳机。为了克服旋转圆筒式莲子脱壳机固有缺陷，在其基础上，6JD-400型莲子剥壳机设计成三个加工段一破壳段、搓壳段和软搓壳段。每小时每台可加工70kg，脱壳率平均为75%以上，出莲肉完好率平均95%以上，且筛分率大于90%，莲子破损率小于4%以下，但每副刀片使用5-6班需重磨一次。
[0010]切割式剥壳原理，在切割式莲子剥壳机的研制中，武汉工业学院机械工程系的张永林、易启伟等设计了一种基于辊刀切割原理的莲子剥壳机。辊刀式莲子剥壳机采用供送螺杆对莲壳进行分离供送并使莲子按照一致的位形排序上料，采用双托辊和剥壳棍构成的剥壳通道实现莲子剥壳。同时，为了适应不同品种，不同颗粒大小、形状莲子的剥壳，设计上采用了集总式的调节机构，以实现对主要的切割参数如切割深度、切割压力、偏置角度和螺旋辊刀空间斜置的调节。通过基于物理样机的剥壳试验，多联辊刀式莲子剥壳机的处理量大于100kg/h，剥壳率大于90%，仁壳分离率达92%，籽仁破损率小于3%。相对于其他剥壳机，多联辊刀式莲子剥壳机通用性较强，性能相对稳定，在设计上有所突破，同时调节维护相对于其他莲子剥壳机来说更方便快捷，基本能够满足莲子机械化剥壳的使用性需求。
[0011]挤压式剥壳原理，挤压式莲子剥壳机最早的模型为双辊式莲子剥壳设备，设备中一辊为带有橡胶层的旋转圆柱体，另一与之相对转动的辊上带有三角形刀刃的多个盘形圆盘组成。使莲子通过两个托辊的中缝时，切开莲壳，然而几经实验，莲子仅被刀刃划破了部分外壳。由于在两辊之间的加工区较短，莲子不可能在其中滚上一两圈，因而使莲壳的切破率大大降低。浙江大学的郑传祥教授，对于前人提出的挤压式莲子机原理进行了进一步的改进，从而在此基础上设计了一种更能适应生产实际的高效莲子剥壳机。完善了挤压式的双棍技术，利用高速刀具对莲子外壳进行切割、挤压使其脱壳，同时增加脱壳切割的道具数量，使其更适合机械化生产。该机型可以将莲子按照其颗粒大小分类后进行脱壳，使莲子生产实现在机械化的道路上向前迈进了一大步。
[0012]莲子为我国南方重要特色农产品，是一种有规则几何形状的、颗粒较均匀的果实。莲子长轴直径在10_25mm，短轴直径在15_19mm，壳厚在0.7-1.0mm，其中以长径23mm，短径18mm，壳厚在0.9mm左右的莲子数量最多，占90%以上。莲子的莲壳和莲衣、莲仁有一定的间隙，莲子壳的皮层外表1/3较坚韧，其余2/3较脆。脱壳时只需将坚韧部分切开，其余部分经适当挤压就会自然裂开。综合比较以上五种剥壳原理加工莲子的破壳率，破损率，壳仁分离率等以及莲子自身的特点，相对于其他剥壳机，多联辊刀式莲子剥壳机通用性较强，性能相对稳定，在设计上有所突破，同时调节维护相对于其他莲子剥壳机来说更方便快捷，基本能够满足莲子机械化剥壳的实用性需求。莲子加工一体机在莲子剥壳工位上所选用的剥壳原理是将现有的切割式剥壳原理和挤压式剥壳原理结合在一起。
[0013]目前莲子去芯技术发展缓慢，自动化程度不高，远远落后于种植业的发展，而且机械去芯机在生产中推广应用并不多，主要是有以下的几个突出问题:1、莲子损失率高。不少去芯机不能彻底的将莲子芯与莲子分离，莲子芯去净率不够理想，使得损失率高达10%。2、机具性能不够稳定，适应性差。由于莲子的成熟度不一导致莲子大小不一等原因，是去芯机存在性能不稳定，适应性差等缺点。3、科技含量低。目前所使用的去芯机，多数制造工艺水平不高，以至于不能满足当今干科技的需求。4、作业成本偏高。现在很多莲子生产区都还采用人工去芯，不仅时效低，而且非常浪费人力资源。5、生产效率低。有些莲子去芯定位有一定的困难，在加工时，需要工人摆正和扶正，使得加工效率受到很大的限制。因此在现有的去芯设备中，具有去净率不理想，损失率高，莲子破损严重等缺陷，不利于莲子的一部加工，为此，研宄卫生、可靠、尚效、损失率低的莲子去芯设备，对与促进莲子株加工和提尚广品质量具有重要意义。
[0014]湘潭大学机械工程学院的马秋成、卢安舸、周晓、陈锴、周晓五人研发了一种可自适应莲子大小的莲子去芯机，专利号为CN20130034388.2，该莲子去芯机包含凸轮运动机构，进料机构，去芯机构，出料机构以及传动机构。本发明具有下列特点:对于不同尺寸大小莲子，本盘都可以自动适应，并对其高效、准确地去芯，无钻偏现象，提高了莲子钻芯效率与莲子品质。同时，此盘操作安全可靠，可以代替现有莲子去芯机，多组钻芯机构组合，生产能力相当于多台机器的组合，极大地提高了生产效率，降低设备占地面积，