王樹(shù)才　梅志敏　夏高兵　成　芳

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院， 武漢 430070; 2.浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院， 杭州 310058)

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克氏原螯蝦連續(xù)夾拉式去腸機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

王樹(shù)才1梅志敏1夏高兵1成芳2

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院， 武漢 430070; 2.浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院， 杭州 310058)

針對(duì)目前克氏原螯蝦加工去除蝦腸主要依靠手工，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品易污染的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種連續(xù)夾拉式克氏原螯蝦去腸機(jī)，將經(jīng)過(guò)去頭工序的克氏原螯蝦蝦尾放在蝦尾夾下夾上，隨著蝦尾夾一起運(yùn)動(dòng)，在夾蓋導(dǎo)軌和彈簧的作用下使蝦尾夾上蓋閉合，夾住蝦尾運(yùn)動(dòng)到去蝦腸裝置時(shí)，去蝦腸組件在鏈條的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，尾扇沿著尾扇導(dǎo)板進(jìn)入去腸夾嘴中，去腸夾嘴將尾扇先夾緊，后連同蝦腸一起拉出。詳細(xì)闡述了克氏原螯蝦去腸機(jī)的關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)，包括去蝦腸機(jī)構(gòu)、去蝦腸導(dǎo)軌、輸送裝置、蝦尾夾緊自鎖、蝦腸清掃等，并完成傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和樣機(jī)試制，設(shè)計(jì)的樣機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)蝦尾夾與去腸夾嘴的相對(duì)位置，對(duì)不同大小的克氏原螯蝦適應(yīng)性好。通過(guò)樣機(jī)試驗(yàn)測(cè)試，其去腸率達(dá)91.0%，去凈率達(dá)86.5%，單組機(jī)構(gòu)生產(chǎn)效率為1.4個(gè)/s。

克氏原螯蝦； 連續(xù)； 去腸機(jī)； 設(shè)計(jì)； 試驗(yàn)

引言

食用克氏原螯蝦前需要將蝦腸線從克氏原螯蝦體內(nèi)拉出，國(guó)內(nèi)克氏原螯蝦加工企業(yè)去除蝦腸主要依靠傳統(tǒng)的手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品易污染，嚴(yán)重制約了克氏原螯蝦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國(guó)內(nèi)外對(duì)蝦的生物特性、分級(jí)、剝殼等有所研究，但克氏原螯蝦去腸機(jī)械化研究相關(guān)文獻(xiàn)很少。彭德權(quán)、張秀花等設(shè)計(jì)了以手工為主的剝殼和快速切背裝置[1-11]，目前還處于專利和科研階段，Laitran Machinery公司也致力于蝦剝殼研究并擁有多項(xiàng)專利技術(shù)，Jonnsson公司研制對(duì)蝦上料到分離的過(guò)程，生產(chǎn)的剝殼系統(tǒng)種類多、效率高，但不能去除其腸線[12-17]。

為解決上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)克氏原螯蝦去腸機(jī)，并進(jìn)行分析和試驗(yàn)。

1　整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

圖1　克氏原螯蝦去腸機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1　Structure of intestine removing machine for Procambarus clarkii1.蝦尾蓋打開(kāi)導(dǎo)板　2.蝦尾夾主鏈輪　3.蝦尾夾組件　4.蝦尾蓋閉合導(dǎo)軌　5.蝦尾夾從鏈輪　6.去腸內(nèi)導(dǎo)軌　7.鏈條附件　8.去腸外導(dǎo)軌　9.去蝦腸機(jī)構(gòu)　10.去腸從動(dòng)鏈輪　11.去腸主動(dòng)鏈輪

設(shè)計(jì)的克氏原螯蝦連續(xù)夾拉式去腸機(jī)總體結(jié)構(gòu)如圖1。由蝦尾夾緊自鎖機(jī)構(gòu)、去蝦腸裝置夾-拉機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌、回收清理部分、輸送機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)等構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，通過(guò)聯(lián)軸器和圓錐齒輪的配合將動(dòng)力傳輸給蝦尾夾緊裝置和去蝦腸裝置，工作時(shí)，經(jīng)過(guò)去頭工序的克氏原螯蝦蝦尾被放在蝦尾夾上并隨蝦尾夾一起運(yùn)動(dòng)，在夾蓋導(dǎo)軌和彈簧的作用下蝦尾夾上蓋閉合，當(dāng)蝦尾運(yùn)動(dòng)到去蝦腸裝置時(shí)，去蝦腸組件在鏈條的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，尾扇沿著尾扇導(dǎo)板進(jìn)入去腸夾嘴中。去腸夾嘴將尾扇先夾緊，后連同蝦腸一起拉出。蝦腸取出后，蝦尾夾帶著蝦尾繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)接觸到蝦尾夾張開(kāi)導(dǎo)板時(shí)，蝦尾夾自動(dòng)張開(kāi)，去腸后的蝦尾掉落至蝦尾回收槽。夾嘴中的蝦腸用毛刷刷掉且用清水沖洗干凈。該設(shè)計(jì)中，為保證蝦尾的尾扇順利進(jìn)入內(nèi)夾嘴，去腸裝置和蝦尾夾緊裝置的同步以及內(nèi)夾嘴的設(shè)計(jì)非常重要，同時(shí)由于蝦尾尾扇向下彎曲，還需要尾扇導(dǎo)板進(jìn)行導(dǎo)向，從而完成整個(gè)去腸過(guò)程。

2　關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

2.1克氏原螯蝦蝦尾尺寸測(cè)定

在設(shè)計(jì)克氏原螯蝦去腸機(jī)時(shí)，蝦尾的尺寸參數(shù)決定了夾拉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)，因此蝦尾尺寸非常重要，特別是尾扇的尺寸，如圖2?？耸显r質(zhì)量范圍為20～40 g，其蝦尾的尺寸為：蝦尾底部從尾扇根至第一節(jié)的長(zhǎng)度為38～50 mm；最大節(jié)的底部寬度為14～18 mm，厚度為11～13 mm；最小節(jié)底部寬度為9～12 mm，厚度為4～6 mm；中間尾扇長(zhǎng)10～12 mm，寬12～14 mm。為防止蝦尾擺動(dòng)，設(shè)計(jì)蝦尾槽時(shí)，取其長(zhǎng)度為52 mm，寬度為13 mm；為防止蝦尾擠壓變形，在設(shè)計(jì)蝦尾夾和雙層夾嘴間距時(shí)，以尾扇與腹節(jié)相連接處對(duì)齊靠?jī)?nèi)側(cè)去腸夾為準(zhǔn)。為防止拉腸時(shí)蝦尾從蝦尾夾中拉脫，蝦尾夾緊蓋設(shè)計(jì)成斜度為(13-6)/52=0.135的梯形形狀；通過(guò)人工拉蝦腸，測(cè)得最小拉力應(yīng)大于15 N，中間尾扇和蝦腸才能被拉出。

圖2　蝦尾形狀和結(jié)構(gòu)Fig.2　Structure and shape of shrimp tail 1.側(cè)邊尾扇　2.蝦尾腹節(jié)　3.蝦尾腹節(jié)底面　4.蝦仁　5.中間尾扇簧　6.蝦腸　7.側(cè)邊尾扇底面　8.蝦腸拉出位置

2.2蝦尾夾緊自鎖機(jī)構(gòu)

蝦尾夾緊自鎖機(jī)構(gòu)既要滿足蝦尾放在蝦尾固定塊的蝦槽上后，蝦尾夾緊蓋能自動(dòng)蓋住并夾緊不同大小的蝦尾，又要滿足去除蝦腸后，蝦尾夾緊蓋打開(kāi)，使去腸后的蝦尾掉出。同時(shí)，在接下一個(gè)蝦尾時(shí)，蝦尾夾緊蓋要能自鎖，一直保持張開(kāi)的狀態(tài)，以便放置下一個(gè)蝦尾。蝦尾夾緊自鎖機(jī)構(gòu)如圖3所示，主要包括蝦尾夾、夾緊自鎖彈簧和上蓋翻轉(zhuǎn)扇形塊。

圖3　蝦尾夾緊自鎖機(jī)構(gòu)原理圖Fig.3　Schematic diagram of shrimp tail clamping and self-locking device1.蝦尾夾緊蓋　2.上蓋翻轉(zhuǎn)扇形撥塊　3.鎖緊螺母　4.扇形塊支撐螺栓　5.蝦尾夾緊自鎖彈簧　6.蝦尾蓋轉(zhuǎn)軸　7.旋轉(zhuǎn)連接片　8.蝦尾固定塊　9.自鎖彈簧固定螺栓

2.2.1蝦尾夾

根據(jù)蝦尾的尺寸，蝦尾夾緊蓋長(zhǎng)、寬、高設(shè)計(jì)為70 mm×40 mm×20 mm，在其下表面開(kāi)有類似蝦尾背部形狀的圓弧槽，蝦尾固定塊長(zhǎng)、寬、高為70 mm×40 mm×30 mm，其上表面開(kāi)有蝦尾槽，用來(lái)放置蝦尾。蝦尾夾緊蓋和蝦尾固定塊的兩側(cè)面分別與不銹鋼鉸鏈的旋轉(zhuǎn)連接片連接，使蝦尾夾緊蓋能繞著蝦尾蓋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與不銹鋼鉸鏈旋轉(zhuǎn)的角度相同，從0°到159°，如圖3。在蝦尾夾的側(cè)面分別安裝有彈簧和上蓋翻轉(zhuǎn)扇形撥塊，用來(lái)驅(qū)動(dòng)蝦尾夾緊蓋翻轉(zhuǎn)閉合、打開(kāi)和夾緊。

圖5　蝦尾夾緊彈簧受力分析圖Fig.5　Force analysis of shrimp tail clamping spring

圖4為蝦尾槽縱向夾緊和拉腸示意圖，圖中

F1=F2/cosθ

(1)

F3=fF1

(2)

F4=F1-F3sinθ

(3)

F5=fF4

(4)

F6=F5+F1tanθ+F3cosθ

(5)

由式(1)～(5)得

F6=(ftanθ+f/cosθ+tanθ-f2tanθ)F1

圖4　蝦尾夾緊裝置受力分析圖Fig.4　Force analysis of shrimp tail clamping device

式中F1——垂直于上夾蓋的力，N

F2——夾緊力，N

F3、F5——夾蓋與蝦腸的摩擦力，N

F4——垂直于下夾蓋的力，N

F6——拉腸力，N

f——摩擦因子

當(dāng)設(shè)計(jì)的蝦尾夾緊蓋斜度為0.135時(shí)，θ=7.7°，為了增加夾緊蝦尾的摩擦力，蝦尾槽內(nèi)腔表面設(shè)計(jì)成魚(yú)鱗狀，實(shí)測(cè)蝦尾槽內(nèi)腔與蝦尾摩擦因數(shù)為0.68，拉出蝦腸的最小拉力F6應(yīng)大于15 N，代入后解得F2=17.64 N，試驗(yàn)顯示，當(dāng)夾緊力F2>5 N時(shí)，蝦尾易變形和壓潰，所以，設(shè)計(jì)中不能靠蝦尾夾的夾緊力來(lái)保證拉腸時(shí)的拉力，本文拉腸時(shí)的加緊力來(lái)自于夾-拉機(jī)構(gòu)的外層夾嘴。

2.2.2夾緊自鎖彈簧

蝦尾夾緊自鎖主要是通過(guò)彈簧的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的，彈簧的安裝位置、彈簧的彈力大小是決定蝦尾夾緊蓋能否順利自由翻轉(zhuǎn)和夾緊的關(guān)鍵。同時(shí)需要考慮蝦尾夾運(yùn)動(dòng)到蝦尾夾鏈條的下方時(shí)，蝦尾蓋在重力作用下不會(huì)翻動(dòng)。如圖5c所示，蝦尾夾重力產(chǎn)生的繞蝦尾夾蓋鉸鏈旋轉(zhuǎn)中心的扭矩為

T1=G1L1=19.8 N·mm

(6)

扇形撥塊繞蝦尾夾蓋鉸鏈旋轉(zhuǎn)中心的扭矩為

T2=G2L2=12.45 N·mm

(7)

而彈簧產(chǎn)生的彈力要繞蝦尾夾蓋鉸鏈旋轉(zhuǎn)中心的扭矩滿足式(3)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中才能將蝦尾蓋鎖緊，即

T3=F7L3>T1+T2=32.25 N·mm

(8)

式中T——扭矩，N·mm

G2——扇形撥塊重力，0.3 N

G1——蝦尾夾蓋重力，0.75 N

F7——彈簧拉力，N

L1、L2、L3——F1、F2、F7到轉(zhuǎn)動(dòng)中心O的力臂，mm

得出F7>3.3 N，此時(shí)的彈簧長(zhǎng)度為32 mm。

圖5a為夾緊狀態(tài)，同理可分析得出夾緊力F2<3 N時(shí)，F(xiàn)7>2.44 N，此時(shí)的彈簧長(zhǎng)度為25 mm。由此可以得出彈簧剛度；處于圖5b位置曲度系數(shù)K=0.123時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為37 mm，此時(shí)，F(xiàn)7=4.55 N，此狀態(tài)為臨界點(diǎn)，彈簧力的作用線通過(guò)蝦尾夾蓋的回轉(zhuǎn)中心，無(wú)轉(zhuǎn)矩。

初選65Mn彈簧鋼，選擇旋繞比c=12，則曲度系數(shù)K為

(9)

根據(jù)彈簧的安裝空間初設(shè)彈簧中徑D=7 mm，彈簧絲的許用應(yīng)力為σb=1 800 MPa，則彈簧鋼絲直徑為

(10)

取彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)直徑為d=0.7 mm，中徑為

D=cd′=8.4 mm

(11)

彈簧的工作圈數(shù)

彈簧自由高度

H0=np+L4=24 mm

式中G——彈簧的切變模量，MPa

p——節(jié)距，mm

L4——彈簧掛鉤軸向長(zhǎng)度，mm

2.3去腸裝置夾-拉機(jī)構(gòu)

去蝦腸機(jī)構(gòu)的作用是將蝦腸先夾住后拉出。主要包括去腸固定外殼、雙層夾嘴、去腸旋轉(zhuǎn)臂、去腸壓緊輥、去腸壓緊彈簧、復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧、去腸連接銷、去腸回轉(zhuǎn)銷等。雙層夾嘴主要由外層夾嘴和內(nèi)夾組成，包括內(nèi)去腸上夾、內(nèi)去腸下夾、內(nèi)夾銷軸、外下夾嘴、外上夾嘴、上刀片、限位板等。外上夾嘴的兩側(cè)壁通過(guò)鉚釘固定在去腸固定外殼的內(nèi)側(cè)壁上，去腸旋轉(zhuǎn)臂和外下夾嘴均位于外上夾嘴尾部的下方，去腸壓緊彈簧一端通過(guò)去腸壓緊輥壓緊去腸旋轉(zhuǎn)臂，以保證去腸旋轉(zhuǎn)臂先繞著去腸連接銷轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再繞著去腸回轉(zhuǎn)銷轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)提供夾嘴的壓緊力。如圖6，外上夾嘴固定不動(dòng)，外下夾嘴隨著去腸旋轉(zhuǎn)臂繞著去腸連接銷轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)到與外上夾嘴接觸時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)外下夾嘴向上轉(zhuǎn)動(dòng)的位置被限制，去腸旋轉(zhuǎn)臂只能繞著去腸回轉(zhuǎn)銷繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶著夾住蝦尾的去腸上夾和去腸下夾沿著外夾嘴的滑道滑動(dòng)，將蝦腸拉出，如圖7。

圖6　去蝦腸夾-拉機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖Fig.6　Structure of clamping and pulling device for intestine removing machine1.去腸連接銷　2.上夾嘴　3.去腸下夾　4.去腸旋轉(zhuǎn)臂　5.去腸上夾　6.下夾嘴　7.扭轉(zhuǎn)彈簧銷軸　8.尾扇夾持刀片　9.去腸固定外殼　10.去腸壓緊輥　11.內(nèi)夾嘴旋轉(zhuǎn)銷　12.去腸壓緊彈簧　13.復(fù)位扭轉(zhuǎn)彈簧　14.內(nèi)夾嘴支撐扭轉(zhuǎn)彈簧　15.壓緊彈簧調(diào)節(jié)銷　16.去腸回轉(zhuǎn)銷

圖7　夾-拉機(jī)構(gòu)受力分析圖Fig.7　Force analysis diagram of clamping and pulling device

圖7a是機(jī)構(gòu)張開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)，去腸外導(dǎo)軌作用外力Fy給去腸旋轉(zhuǎn)臂，則機(jī)構(gòu)以B為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)到圖7b位置，上下外夾嘴夾住蝦腸的兩片邊扇，內(nèi)夾嘴夾住蝦腸的中間扇片，按照?qǐng)D中的結(jié)構(gòu)尺寸，平衡時(shí)夾力Fj=1.18Fy；蝦尾夾緊后，機(jī)構(gòu)下夾嘴成為和上夾嘴一樣規(guī)定不動(dòng)的機(jī)架，此時(shí)，去腸旋轉(zhuǎn)臂以A為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)到圖7c位置，內(nèi)夾嘴在旋轉(zhuǎn)臂作用下在下外夾嘴的滑槽中沿水平移動(dòng)，因?yàn)閮?nèi)夾嘴為薄鋼片，具有變形能力，此時(shí)，機(jī)構(gòu)雖自由度為零，但內(nèi)夾嘴可以向右移動(dòng)一定的距離；按照?qǐng)D中的結(jié)構(gòu)尺寸，平衡時(shí)拉力Fl=0.89Fy；按拉出蝦腸的最小拉力，F(xiàn)l=15 N，F(xiàn)y=16.85 N即可，而此時(shí)的夾緊力Fj將近20 N，且作用面積很小，完全可以將蝦尾夾緊，但又因?yàn)樵搳A緊力作用在尾扇上，不會(huì)壓潰蝦尾肉體部分。

2.4傳動(dòng)系統(tǒng)

克氏原螯蝦去腸機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)如圖8所示。

圖8　傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖Fig.8　Schematic diagram of transmission system 1.蝦尾夾安裝鏈條　2.去腸從動(dòng)鏈輪　3.軸承　4.夾拉機(jī)構(gòu)安裝鏈輪　5.電動(dòng)機(jī)　6.減速器　7.聯(lián)軸器　8.去腸主動(dòng)鏈輪　9.主動(dòng)圓錐齒輪　10.從動(dòng)圓錐齒輪　11.蝦尾夾主動(dòng)鏈輪　12.蝦尾夾從動(dòng)鏈輪

蝦尾送料夾緊和蝦尾去除蝦腸的裝置通過(guò)一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，同時(shí)要保證兩者之間相互協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。帶減速器的電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)去腸主轉(zhuǎn)軸，將動(dòng)力輸出給去腸主轉(zhuǎn)軸上的去腸主動(dòng)鏈輪和去腸主動(dòng)錐齒輪，通過(guò)去腸鏈條帶動(dòng)蝦尾去蝦腸機(jī)構(gòu)沿著去腸鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，其中去腸主動(dòng)鏈輪和去腸從動(dòng)鏈輪大小相同，通過(guò)調(diào)節(jié)鏈輪的中心距來(lái)保證鏈條的張緊。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)蝦尾夾嘴夾住蝦尾尾扇，將去腸鏈條水平布置以保證其功能完成。去蝦腸機(jī)構(gòu)的去腸旋轉(zhuǎn)臂和去腸固定殼分別與內(nèi)外導(dǎo)軌接觸并沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。而去腸主轉(zhuǎn)軸和蝦尾夾緊主轉(zhuǎn)軸通過(guò)一對(duì)錐齒輪傳動(dòng)，錐齒輪的傳動(dòng)比為1∶1，使去腸主轉(zhuǎn)軸和蝦尾夾緊主轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速一致。蝦尾夾主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)錐齒輪安裝在一根軸上，將動(dòng)力傳送給蝦尾夾主動(dòng)鏈輪，蝦尾夾主動(dòng)鏈輪和蝦尾夾從動(dòng)鏈輪的傳動(dòng)比為1∶1，帶動(dòng)與其配合的蝦尾夾鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，而鏈條上的附件帶動(dòng)蝦尾夾緊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，其上的扇形撥動(dòng)塊分別與蝦尾夾閉合導(dǎo)軌和蝦尾夾張開(kāi)導(dǎo)軌接觸，使蝦尾夾緊機(jī)構(gòu)能夾緊蝦尾，去除蝦腸后松開(kāi)蝦尾。

3　性能試驗(yàn)

克氏原螯蝦去腸機(jī)的性能試驗(yàn)于2015年5月10日在湖北省武漢市漢陽(yáng)區(qū)恒達(dá)五金加工廠進(jìn)行，樣機(jī)如圖9，試驗(yàn)用克氏原螯蝦為湖北潛江地區(qū)不同品種的克氏原螯蝦。試驗(yàn)時(shí)，選取20～40 g的克氏原螯蝦，打開(kāi)電動(dòng)機(jī)，隨機(jī)選取克氏原螯蝦放在蝦尾夾上，開(kāi)始記錄時(shí)間和克氏原螯蝦個(gè)數(shù)，得出去腸機(jī)的效率和去腸率、去凈率，去腸率是相對(duì)于未去腸的克氏原螯蝦而言，去凈率是指完全將蝦腸拉出的比例。

以克氏原螯蝦去腸率和去凈率為試驗(yàn)指標(biāo)，去腸率、去凈率以試驗(yàn)后的克氏原螯蝦個(gè)數(shù)來(lái)計(jì)算。試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)測(cè)并記錄克氏原螯蝦去腸機(jī)去腸機(jī)構(gòu)實(shí)際轉(zhuǎn)速及其試驗(yàn)指標(biāo)，所得試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的克氏原螯蝦連續(xù)夾拉式去腸機(jī)去腸效果較好，如圖10。由于個(gè)別試驗(yàn)對(duì)象試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)掉落，去腸率達(dá)到91.0%，且去凈率達(dá)到86.5%。

圖9　克氏原螯蝦連續(xù)夾拉式去腸機(jī)樣機(jī)Fig.9　Continuous clip pull Procambarus clarkii im machine

樣本總數(shù)/個(gè)上料速度/(個(gè)·s-1)去腸數(shù)/個(gè)去凈數(shù)/個(gè)去腸率/%去凈率/%2001.4018217391.086.5

圖10　去腸機(jī)及去腸效果Fig.10　Procambarus clarkii im machine and its effect

4　結(jié)論

(1)克氏原螯蝦連續(xù)夾拉式去腸機(jī)，通過(guò)去腸夾-拉機(jī)構(gòu)外層夾嘴夾住克氏原螯蝦的兩個(gè)邊尾扇，內(nèi)夾夾住中間尾扇并將其拉出，在水平鏈條上安裝多組去腸夾-拉機(jī)構(gòu)，并隨鏈條一起運(yùn)動(dòng)，配合克氏原螯蝦輸送和夾緊機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)克氏原螯蝦的機(jī)械去蝦腸。

(2)克氏原螯蝦去腸機(jī)的蝦尾夾緊自鎖機(jī)構(gòu)，采用蝦尾固定塊、可翻轉(zhuǎn)的上蓋、彈簧和翻轉(zhuǎn)扇形撥塊，將蝦尾夾緊在固定塊和上蓋的型槽內(nèi)，由于設(shè)計(jì)了彈簧自鎖和復(fù)位裝置，能夠可靠地夾緊蝦尾和打開(kāi)放下蝦尾。

(3)整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)合理，上料、夾緊、拉蝦腸、清洗、收集等工序速度同步。

(4)試驗(yàn)表明，該機(jī)能連續(xù)對(duì)克氏原螯蝦進(jìn)行機(jī)械去腸，去腸率和去凈率分別達(dá)到91.0%和86.5%。

1張秀花, 趙慶龍, 趙玉達(dá),等. 對(duì)蝦對(duì)輥擠壓式剝殼工藝參數(shù)及預(yù)處理?xiàng)l件優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2014，30(14):308-314.

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Design and Experiment of Continuous Clamping and Pulling Intestine Removing Machine forProcambarusclarkii

Wang Shucai1Mei Zhimin1Xia Gaobing1Cheng Fang2

(1.CollegeofEngineering，HuazhongAgriculturalofUniversity,Wuhan430070，China2.CollegeofBiosystemsEngineeringandFoodScience,ZhejiangUniversity,Hangzhou310058,China)

At present,Procambarusclarkiiprocessing enterprises mainly remove shrimp intestines manually. The problems of large labor intensity, low production efficiency and easy to pollution were existed. A continuous clamping and pulling intestine removing machine forProcambarusclarkiiwas designed. After the head-removing process, the shrimp tail was put in the clamping device and moved with it at the same time. The upper cover of the shrimp tail was closed with the action of the clip cover guide rail and the spring. When the shrimp tail moved to the intestine removing device, the shrimp sausage component was driven by chains. The tail fan got into the intestine removing clamp mouth along the tail fan guide. The intestine removing clamp mouth first clamped the tail fan, and then pulled it out with the shrimp intestines. The key parts of continuous clamping and pulling intestine removing machine were descripted, including shrimp intestines institutions, shrimp intestines guide rail, conveyer, shrimp tail clamp lock, shrimp intestine cleaning, etc. The transmission system design and prototype test were also accomplished. Though adjusting the relative position of the shrimp tail clamp and intestinal clamp mouth, different sizes ofProcambarusclarkiicould adapted well. Through the prototype test, the following result could be got as intestine removing rate of 91.0%, net rate of 86.5%, production efficiency of single mechanism of 1.4 shrimp per second.

Procambarusclarkii; continuous; intestine removing machine; design; experiment

10.6041/j.issn.1000-1298.2016.09.019

2016-01-25

2016-04-08

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD29B04-4)

王樹(shù)才(1966—)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)與設(shè)備研究，E-mail： wsc01@mail.hzau.edu.cn

成芳(1969—)，女，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)信息技術(shù)與智能裝備研究，E-mail: fcheng@zju.edu.cn

TS254.3; S985.2+1

A

1000-1298(2016)09-0128-06