肖 波

（山西省農(nóng)業(yè)機械發(fā)展中心，山西 太原 030002）

近年來，隨著紅棗種植面積的迅速擴大，紅棗產(chǎn)量顯著提高，越來越多的企業(yè)開始從事紅棗精、深加工。其中，去核作業(yè)是紅棗深加工的重要環(huán)節(jié)，去核紅棗可以用于蜜棗、棗泥、棗醬、棗粉、棗汁及棗汁飲料、棗酒等的制作，棗核可用于生產(chǎn)活性炭、煙薰液。效率高、適應(yīng)性強、去核效果好的紅棗去核機產(chǎn)品的缺乏一定程度上成為了紅棗深加工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的瓶頸。

我國從20 世紀80 年代后期開始著手研制去核機，陸續(xù)推出了一些加工設(shè)備。但由于在去核時出現(xiàn)的一些技術(shù)問題尚未真正解決，使得這些加工設(shè)備在推廣使用上受限。目前，大多數(shù)的紅棗加工企業(yè)都是由人工或者十分簡陋的去核機械來完成去核工作，勞動強度大，工作效率低，衛(wèi)生條件差，安全隱患多、加工的產(chǎn)品質(zhì)量難以控制，更無法滿足批量紅棗深加工的要求。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對食品質(zhì)量的要求也越來越嚴格。因此，高效、優(yōu)質(zhì)紅棗去核機產(chǎn)品的開發(fā)迫切而又必要。針對現(xiàn)有紅棗去核機產(chǎn)品由于未能合理地解決不同大小紅棗的排隊、定位問題，開發(fā)一種效率高、適應(yīng)性強、去核效果好的紅棗去核機十分必要。

1 機械式棗去核機的主要結(jié)構(gòu)

如圖1 所示，該機械式棗去核機主要由動力裝置、傳動裝置、去核裝置、上料裝置四部分組成。動力裝置包括電動機與減速機兩部分。傳動裝置主要包括動力主軸、槽輪軸、絞龍傳動軸三部分，具體體現(xiàn)為實現(xiàn)去核裝置往復運動的曲柄滑塊機構(gòu)，上料裝置間歇運動的槽輪機構(gòu)以及出棗、出核絞龍的傳動機構(gòu)。去核裝置主要由外部直流電動機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)扶正器，去核管，去棗桿及其輔助擋板組成。上料裝置主要由料斗，裝棗模具與安裝模具的安裝板組成的傳送帶3 部分組成。

2 機械式棗去核機的工作原理

該機械式棗去核機料斗中紅棗自然落入隨上料傳送鏈一起運動的裝棗模具，在傳動系統(tǒng)作用下，模具中紅棗首先進入定位工位，由旋轉(zhuǎn)扶正器作用實現(xiàn)軸線定位，模具八爪對扶正紅棗進行加持，然后，紅棗進入去核工位，去核管在曲柄滑塊機構(gòu)驅(qū)動下實現(xiàn)紅棗去核，棗核在去核擺桿作用下落入去核絞龍排出，最后，紅棗進入去棗工位，在去棗桿作用下落入去棗絞龍排出。

3 關(guān)鍵技術(shù)問題及解決辦法

紅棗去核最大的難題在于不同紅棗間大小、形狀的差異，機器設(shè)計的關(guān)鍵在于能有效的解決紅棗的定位問題。本去核機的解決方案是根據(jù)紅棗的實際大小設(shè)計合適的裝棗模具，并通過外設(shè)的旋轉(zhuǎn)扶正器旋轉(zhuǎn)作用，實現(xiàn)其軸線定位。

5 機械式棗去核機的工作方式

該機械式棗去核機工作時，動力由電動機經(jīng)減速機鏈輪傳遞給動力主軸，動力主軸的兩端安裝有曲柄，經(jīng)連桿與去核裝置聯(lián)接，曲柄轉(zhuǎn)動，驅(qū)動去核裝置往復運動。動力主軸中部裝有槽輪撥動銷，撥動槽輪軸間歇轉(zhuǎn)動，槽輪軸通過端部的鏈輪驅(qū)動4 號鏈輪間歇轉(zhuǎn)動，進而帶動上料裝置間歇運動。動力主軸的中部還裝有鏈輪，其驅(qū)動絞龍傳動軸連續(xù)轉(zhuǎn)動，絞龍傳動軸進而通過端部鏈輪的傳動帶動去核絞龍與去棗絞龍轉(zhuǎn)動。去核裝置的旋轉(zhuǎn)扶正器、去核管、去棗桿三部件對應(yīng)著三個工位。紅棗由料斗落入裝棗模具隨著傳送鏈傳送過來之后，首先進入定位工位，旋轉(zhuǎn)扶正器在外部直流電動機的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，在曲柄連桿的作用下向左平動，裝棗模具中紅棗在旋轉(zhuǎn)扶正器作用下旋轉(zhuǎn)左移，被模具的小爪加持，實現(xiàn)軸線定位。然后定位的紅棗進入去核工位，去核管在傳動系統(tǒng)作用下左移，插核，紅棗依然被裝棗模具加持，棗核先進入去核管，再落入去核絞龍排出。最后，去核紅棗進入去棗工位，去核紅棗在去棗桿作用下頂入去棗絞龍排出。

5 機械式棗去核機主要性能指標

通過定型鑒定檢驗，該機械式棗去核機的主要性能指標如下：

表1 機械式棗去核機主要性能指標Tab.1 Main performance indexes of nuclear removal machine

6 機械式棗去核機動力主軸的設(shè)計計算

6.1 求動力主軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩

電動機功率P=1.1 kW，額定轉(zhuǎn)速n=1 500 r/min，減速機速比23。取減速機的傳動效率η=0.9，鏈傳動的效率η1=0.9，則：

6.2 初步確定軸的最小直徑

選取軸的材料為45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。選取A0=105，于是得

圓整取d=21 mm，動力主軸的最小直徑為端部與曲柄的連接處。

6.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計

6.3.1 擬定軸上零件的裝配方案

根據(jù)機器的整體傳動要求，動力主軸的兩端部安裝去核裝置的曲柄，中部安裝槽輪撥動銷與傳動鏈輪。

6.3.2 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度

為了滿足曲柄的定位要求，Ⅰ—Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，故取Ⅱ—Ⅲ段的軸徑為24 mm，左端用軸端擋圈定位，擋圈直徑30 mm。曲柄與主軸配合的轂長為30 mm，為了保證軸端擋圈只壓在曲柄上，所以Ⅰ—Ⅱ段的長度應(yīng)比30 mm略短一些，取為28 mm。

由于軸及零件安裝于機架上，且軸承主要承受徑向力，故選擇帶座外球面軸承UCP205，Ⅱ—Ⅲ軸段長度為70 mm，Ⅲ—Ⅳ段軸徑為25 mm，由于外球面軸承UCP205 的寬度為34.1 mm，為便于加工。?、蟆糨S段的長度為35 mm。

基于傳動系統(tǒng)的配合要求，確定中部鏈輪及槽輪撥動銷段的軸徑為30 mm，Ⅳ—Ⅴ軸段的長度為168 mm，鏈輪及槽輪撥動銷運行中不承受軸向載荷，故使用彈性擋圈進行定位，擋圈直徑為27.9 mm。在槽輪撥動銷的右側(cè)為軸肩定位，故確定Ⅵ—Ⅶ軸段的直徑為35 mm，而該軸段的長度無具體要求。其余的軸段設(shè)計在保證了與機架上外球面軸承UCP205 及曲柄的配合的前提下，與前述類似，這樣各軸段的直徑與長度就基本確定下來了。

6.3.3 軸上零件的周向定位

曲柄、鏈輪、槽輪撥動銷與軸均采用平鍵連接，為了保證零件良好的對中性，均采用的過渡配合。軸承與軸的軸向定位也采用了過渡配合來保證，此處軸的直徑公差為K6。

6.3.4 確定軸上的圓角和倒角尺寸

軸端倒角為C1，圓角半徑根據(jù)軸徑的不同取為R0.5 或R1。

7 市場應(yīng)用前景

該機械式棗去核設(shè)備不僅能在短時間內(nèi)對采摘回來的紅棗進行去核，使得去核實現(xiàn)真正的自動化、工業(yè)化，填補這個領(lǐng)域的空白，而且快速、經(jīng)濟、省時、省力、安全，為廣大紅棗種植戶解決了去核困難的問題，使其工作效率更高，產(chǎn)品質(zhì)量更好，能夠在很大程度上幫助紅棗種植戶、加工廠更輕松更有效率的完成去核工作。