辊筒式花生脱壳机脱壳部件优化设计与试验

贾雅丽 马璐萍

1、河北省农业机械鉴定总站 2、河北农业大学机电工程学院

引言

我国是花生生产大国，花生种植面积7500 多万亩，产量达1700 万吨，约占世界总产量40%左右[1]。花生种脱壳是花生播前备种的重要环节，脱壳后的花生种子质量直接影响出苗、生长和产量等[2]。目前，我国花生脱壳多采用打击辊筒式脱壳结构[3-7]，但辊筒式花生脱壳机大都存在花生种仁损伤率高、花生荚果脱壳率低等问题。针对上述问题，本文对辊筒式花生脱壳机脱壳关键部件进行改进优化设计，以期实现花生种仁低损伤率、花生荚果高脱壳率脱壳。

1 脱壳辊筒改进优化

花生荚果及花生种仁显脆性，脱壳工作时刚性的脱壳辊筒在击破荚果外壳的同时也会对花生种造成一定损伤，如花生种仁破碎或花生种仁种皮脱落等。为提高脱壳辊筒的柔性，分别设计了橡胶套管式、尼龙套筒式和尼龙棒式三种脱壳辊筒（图1），以探究不同材质的脱壳辊筒在花生种子脱壳时对荚果脱壳率和种仁损伤率的影响。脱壳辊筒由端板、辊筒轴和多个挤搓柱组成，橡胶套管式脱壳辊筒中的挤搓柱由柱芯和橡胶套筒两部分组成（图1，a），橡胶套筒的内孔与柱芯滑配连接；尼龙套筒式脱壳辊筒中的搓压柱由柱芯和尼龙套筒组成（图1，b），尼龙套筒的柱面径向开设多条沟槽，各沟槽沿尼龙套筒的柱面周向均布，尼龙套筒的内孔与柱芯滑配连接且各尼龙套筒间运动相互独立；尼龙棒式脱壳辊筒中各搓压柱主要包括柱芯和与柱芯等长的圆形尼龙棒两部分（图1，c），柱芯的柱面径向开设与尼龙棒等直径的沟槽，使橡胶棒尼龙棒挤入开槽的柱芯。

图1 脱壳辊筒

2 脱壳凹栅改进优化

为提高脱壳凹栅结构柔性，探究柔性脱壳凹栅对花生荚果脱壳率、花生种仁损伤率的影响，选取脱壳凹栅的栅条材质为铝合金，如图2 所示。细长的铝合金棒具有一定强度和较好的挠性，可增加脱壳凹栅结构柔性，可通过增减脱壳凹栅加强筋数量实现脱壳凹栅结构整体柔性的调节。

3 脱壳试验及结果分析

选取长度为35～37 mm、直径10～14 mm、含水率12%～15%的花育23 花生荚果为研究对象，试验样机如图3a 所示。通过测定喂入的花生荚果总质量及脱壳后完整花生种仁质量、损伤花生种仁质量、未脱壳荚果质量，计算可得花生荚果脱壳率和花生种仁损伤率[8]。试验结果表明，当脱壳试验中脱壳工作参数设置为脱壳辊筒转速280 rpm、脱壳辊筒与脱壳凹栅间距在 200～250 mm、喂入量 0.5～0.6 kg/s时，橡胶套管式脱壳辊筒和单一加强筋的脱壳凹栅所组成的脱壳机构的花生荚果脱壳率为97.4%、花生种仁损伤率2.8%，脱壳效果最好，如图3b 所示。

图2 脱壳凹栅

图3 花生种脱壳试验