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板栗脱毛壳机的设计

一、设计目标与核心要求

在着手设计之前，首先需要明确板栗脱毛壳机的核心设计目标，这是后续一切工作的出发点和落脚点。

1.高效脱净率：这是脱毛壳机最基本也是最重要的指标。无论是外层的带刺硬壳（毛壳）还是内层的褐色内皮，都需要达到较高的脱净效果，以减少后续人工挑选的工作量。对于毛壳，目标是实现完全脱除；对于内皮，脱净率应尽可能达到较高水平，例如百分之九十以上，具体数值需根据实际需求和工艺条件确定。

2.良好的果仁完整性：在脱毛壳过程中，必须最大限度地保护板栗果仁不受损伤，避免出现破碎、缺角等情况，以保证产品的商品价值。

3.较强的适应性：能够适应不同品种、不同大小板栗的脱毛壳需求。板栗的大小、形状、壳的硬度等存在差异，机器应具备一定的调节能力或自适应能力。

4.操作便捷与安全：设备应易于操作，调整方便，维护简单。同时，必须配备完善的安全保护装置，确保操作人员的人身安全。

5.合理的能耗与成本控制：在满足性能要求的前提下，应尽可能降低设备的能耗和制造成本，提高性价比。

二、总体结构与工作原理

基于上述设计目标，板栗脱毛壳机的总体结构应包括进料系统、脱毛壳工作系统、分离排料系统以及动力与控制系统等核心组成部分。其工作原理大致如下：板栗原料通过进料系统被均匀、连续地送入脱毛壳工作系统。在工作系统内，板栗受到特定的机械力作用（如挤压、搓揉、摩擦、冲击或气流分选等组合作用），使得毛壳破裂并与果仁初步分离，随后内皮也被进一步去除。处理后的果仁、碎壳及内皮混合物进入分离排料系统，通过比重、风力或筛分等方式实现果仁与杂质的有效分离，最终分别排出机外。

三、关键部件设计要点

（一）进料机构设计

进料机构的作用是将待加工的板栗均匀、定量地输送至脱毛壳工作区域，避免因进料不均导致的堵塞、脱毛壳不净或果仁损伤。设计时可考虑采用振动喂料或螺旋喂料方式。振动喂料结构简单，调整方便，能有效防止板栗堆积；螺旋喂料则可实现更精确的定量输送。进料口的尺寸应根据板栗的最大直径进行设计，并可设置可调挡板以控制进料量。同时，为避免板栗在输送过程中受到过度挤压而损伤，输送通道应保持通畅，内壁可采用光滑耐磨材料。

（二）脱毛壳工作机构设计

脱毛壳工作机构是整机的核心，其设计直接决定了脱毛壳效果和果仁完整率。考虑到板栗毛壳坚硬带刺、内皮薄且附着紧密的特性，单一的脱毛壳方式往往难以达到理想效果，因此通常需要采用组合式脱毛壳工艺。

1.毛壳预处理与初步脱除：此阶段的目的是使毛壳破裂，为后续彻底脱壳和内皮去除创造条件。可采用一对或多对相对旋转的橡胶辊或带筋条的金属辊。辊子的转速、转向（同向或反向）、间隙以及表面纹理是关键参数。通过调整辊子间隙以适应不同大小的板栗，利用辊子之间的挤压和搓揉作用使毛壳开裂甚至部分脱落。橡胶辊因其弹性，能较好地适应板栗的不规则形状，减少果仁损伤。

2.内皮去除与精细脱毛：经过初步脱壳的板栗（可能仍带有部分毛壳碎片和完整内皮）进入此阶段。此阶段可采用高速旋转的毛刷辊组或特定结构的搓揉腔。毛刷辊的材质（如尼龙丝的硬度、直径、密度）、转速以及辊组的排列方式对内皮去除效果影响显著。高速旋转的毛刷对板栗表面进行刷洗和摩擦，可有效去除内皮。对于仍残留的少量毛壳碎片，也可在此过程中被进一步刷落或分离。若采用搓揉腔，则通过板栗在腔内的翻滚、碰撞和摩擦实现去皮。

在设计工作机构时，需要充分考虑板栗在加工过程中的运动状态，避免出现卡料现象。各工作部件的参数（如转速、间隙、压力）应设计为可调，以便根据不同板栗品种和成熟度进行优化调整。

（三）分离与排料机构设计

脱毛壳后的混合物（果仁、毛壳碎片、内皮）需要进行有效分离。常用的分离方法有比重分离和气流分离。比重分离利用果仁与壳皮的密度差异，通过倾斜筛面或特定的分离通道实现分层。气流分离则利用风扇产生的气流，将重量较轻的壳皮吹走，而较重的果仁则在重力作用下落入指定收集通道。实际应用中，两种方法可结合使用以提高分离效率。分离后的纯净果仁由出料口排出，而壳皮等杂质则由废料口排出。

（四）动力与传动系统设计

动力系统一般采用电动机提供动力。根据工作机构的数量和所需功率，可选择单电机通过传动系统（如皮带、链条、齿轮）驱动各工作部件，或采用多电机分别驱动关键部件以实现更灵活的速度控制。传动系统应保证运转平稳、传动效率高、噪音低。在选择电机和传动部件时，需进行必要的功率计算和校核，确保动力输出满足工作要求。

四、控制系统设计

为提高设备的自动化程度和操作便捷性，控制系统的设计不可或缺。基本的控制系统应能实现整机的启动、停止、急停等功能。对于关键工作参数，如进料速度、各工作辊的转速等，可通过变频调速等方式进行调节。若追求更高的智能化水平，可引入PLC（可编程逻辑控制器），结合传感器（如物料位置传感器