孔德剛++袁永偉++李珊珊++劉江濤

摘要：指出了扇貝分級以人工方式為主，不僅分級效率低而且勞動強度大，分級精度受到人為因素的影響。結(jié)合扇貝的殼體結(jié)構(gòu)特征，創(chuàng)新性地研制出了一種螺旋對輥式扇貝分級機，該分級機通過分級輥上的階段性深淺變化的螺旋槽，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)扇貝按殼長進(jìn)行分級，同時能夠?qū)ι蓉惖囊苿悠鸬酵苿幼饔茫乐箍ㄘ惉F(xiàn)象的發(fā)生。分級等級為四級，分級效率在400 kg/h以上，分級精度大于96%，破損率小于1%，很好地滿足了扇貝后續(xù)加工的需求。

關(guān)鍵詞：扇貝；分級機；螺旋對輥；傾角調(diào)整

中圖分類號：TS254

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2017）12026202

1引言

扇貝是我國主要養(yǎng)殖經(jīng)濟貝類之一，養(yǎng)殖歷史悠久，發(fā)展迅速，產(chǎn)量高，品種多樣。其閉殼肌亦稱“貝柱”，具有重要的食用價值和經(jīng)濟價值，深受廣大消費者的喜愛[1]。扇貝分級對于后續(xù)加工或鮮活售賣都起著重要的作用。目前，扇貝分級多數(shù)采用人工方式，不僅分級效率低而且勞動強度大，分級精度還嚴(yán)重受到人為因素的影響，而專門用于扇貝分級的成熟設(shè)備相對匱乏，不能滿足批量精確分級要求。對于研制出高效率、高精度、低損傷率的扇貝分級機顯得尤為必要。

扇貝貝殼扇形，兩殼幾乎對稱，外形特征參數(shù)主要包括：殼高、殼長、殼厚。通過大量扇貝形狀特征分析，得出殼長稍大于殼高，殼長與貝柱的尺寸正相關(guān)（圖1）。無論從外觀還是后期加工殼長都起著決定性的作用，因此選擇殼長作為分級的標(biāo)準(zhǔn)顯得更為科學(xué)[2]。

圖1扇貝形態(tài)性狀

成貝殼長60 mm左右，殼厚24 mm左右，體重在16～38 g范圍內(nèi)。一般從海里打撈上來的扇貝殼長45～65 mm，結(jié)合水產(chǎn)品市場上的調(diào)查和扇貝特征性狀的分析，設(shè)定分級等級為四級，一級：≥60 mm；二級：60～55 mm；三級：55～50 mm；四級：≤50 mm。

2扇貝分級總體方案確定

通過對海灣扇貝的各特征性狀及分級機理的研究，利用相關(guān)試驗，針對性的提出了螺旋對輥式扇貝分級方法，該方法在保證扇貝分級精度的前提下盡可能的提高分級效率，降低破損率，分級效率在400 kg/h以上。整機主要由機架、上料裝置、分級裝置、輸送裝置和傾角調(diào)整裝置組成。機架位于整機下端；分級裝置傾斜布置在機架正上方，后端過銷軸與機架轉(zhuǎn)動連接，前端通過傾角調(diào)整裝置與機架連接；上料裝置位于分級裝置后上方。工作原理：將零散的扇貝放置在上料裝置上，上料裝置上裝有振動電機，通過振動電機的高頻振動使得扇貝逐個從料斗下端均勻下落。料斗口正對分級對輥中間，扇貝掉落到背向轉(zhuǎn)動的兩分級輥間向下滑落，分級輥上開有螺旋槽用于扇貝分級，殼長在分級范圍內(nèi)的掉落到對應(yīng)的輸送裝置內(nèi)，實現(xiàn)扇貝的分級要求（圖2）。

3螺旋分級輥的設(shè)計

3.1螺旋分級輥結(jié)構(gòu)設(shè)計

采用對輥分級是利用扇貝自身的形態(tài)形狀，兩殼幾乎對稱，殼體輪廓沿殼厚方向成圓弧狀，當(dāng)扇貝放置到背向?qū)侀g時能夠保持直立狀態(tài)，且耳部朝上。由于對輥以一定傾角方式，在自重分力的作用下，扇貝在對輥間向下滑落。對輥上開有階段式螺旋槽，螺旋槽的深度采用由淺及深，再由深及淺的方式加工，如圖3所示。

當(dāng)開有階段式螺旋槽對稱配合時就會形成橢圓孔，橢圓孔的長軸和短軸尺寸隨輥子的轉(zhuǎn)動不斷發(fā)生著變化，變化趨勢由小變大，再由大變小，會出現(xiàn)一個長軸和短軸的峰值，此時長軸尺寸用于限定扇貝的殼長，短軸尺寸稍大于扇貝殼厚，當(dāng)扇貝殼長小于長軸尺寸最大值時，便會落入相應(yīng)的級別，這樣便實現(xiàn)了扇貝分級目的。同時輥子在轉(zhuǎn)動過程中，螺旋槽依照螺旋傳動原理也會推動扇貝往下輸送的作用，避免了螺旋槽在分級時卡槽的情況出現(xiàn)。不同的級別對應(yīng)的螺旋槽尺寸不同。本裝置分四級，采用三階分級槽，最后一級從對輥下端落下。

3.2分級輥組數(shù)目的確定

為了保證扇貝分級機整體分級效率在400 kg/h以上，需要確定螺旋分級對輥的數(shù)量。

3.2.1單組對輥分級效率的理論計算

通過前期試驗，上料料斗在振動電機作用下，扇貝每分鐘平均掉落數(shù)量為55個，此工況下扇貝在輥間滑落分級過程順暢，沒有出現(xiàn)堆疊擠壓現(xiàn)象。根據(jù)GB/T21443-2008海灣扇貝相關(guān)數(shù)據(jù)，扇貝的平均重量在25 g左右，單組分級輥扇貝分級效率為：P=55×60×25=82.5 kg。

3.2.2所需分級輥組數(shù)目的確定

按照分級效率在600 kg/h以上的生產(chǎn)要求，P總=4P=412.5 kg，采用5組分級輥即可滿足生產(chǎn)率的要求。分級輥組設(shè)為5組時，一方面可滿足生產(chǎn)率的要求，另一方面空間占用面積不大，便于運輸和安置。

2017年6月綠色科技第12期

孔德剛，等：螺旋對輥式扇貝分級機的設(shè)計

機電與工程

4結(jié)論

螺旋對輥式扇貝分級機利用扇貝自身結(jié)構(gòu)特征采用螺旋對輥方式對扇貝進(jìn)行分級，通過分級輥上的階段性深淺變化的螺旋槽，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)扇貝按殼長進(jìn)行分級，同時能夠?qū)ι蓉惖囊苿悠鸬酵苿幼饔?，防止卡貝現(xiàn)象的發(fā)生。通過樣機的多次試驗得出，該扇貝分級機的分級效率在400kg/h以上，分級精度大于96%，破損率小于1%，很好的滿足了扇貝后續(xù)加工的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]

李成林，宋宗環(huán)，胡煒，等.山東省扇貝養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析與發(fā)展對策[J].海洋科學(xué)，2011，35（3）：92～98.

[2]吳紅雷，弋景剛，張志軍，等.海灣扇貝性狀分析及V型輪輥式分級機設(shè)計[J].食品與機械，2015，31（3）：111～114.