閆方元+彭志雷

摘 要：飲食逐漸成為人們品質(zhì)生活的一部分，很多人喜歡山楂的食品，經(jīng)常食用山楂，不僅能防治心血管疾病，還能開胃消食，很多助消化的藥中都采用了山楂，山楂及山楂的食品越來越得到人民的青睞，而山楂去核是處理山楂關(guān)鍵的一步。但現(xiàn)在市面上的山楂去核機(jī)，多為機(jī)械機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，設(shè)備的連接件易損壞，潤(rùn)滑較麻煩。氣壓山楂去核機(jī)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是利用氣壓傳動(dòng)，空氣壓縮機(jī)提供壓縮氣體，過濾凈化后，作為山楂去核機(jī)的能量供給，驅(qū)動(dòng)去核刀頭完成去核的作業(yè)。氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)使用安全、可靠，使用壽命長(zhǎng)，使用后氣體直接排入大氣，不會(huì)污染環(huán)境，還可以完成多種類型的果實(shí)去核，自動(dòng)化程度高，效率高。

關(guān)鍵詞：氣壓傳動(dòng)；山楂去核；環(huán)保；高效率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.018

0 前言

山楂去核機(jī)是加工山楂類食品中最常用的機(jī)器。而市面上大部分是純機(jī)械手工按壓的山楂去核機(jī)，自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大且效率不高；還有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的山楂去核機(jī)，則需要嚴(yán)格的潤(rùn)滑條件和零件的配合要求，若潤(rùn)滑不良，會(huì)對(duì)去核機(jī)的使用壽命造成非常大的影響?；诖耍卷?xiàng)目設(shè)計(jì)了一套基于氣壓傳動(dòng)的山楂去核系統(tǒng)，即使用壓縮空氣提供動(dòng)力來源，同時(shí)將壓縮空氣作用在氣缸，控制電磁換向閥的得失電，使氣缸的活塞桿做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)去核刀頭完成山楂去核，自動(dòng)化程度高，潤(rùn)滑條件低，具有很強(qiáng)的創(chuàng)新和使用價(jià)值。

1 系統(tǒng)方案

氣動(dòng)山楂去核機(jī)的工作過程為：?jiǎn)?dòng)空氣壓縮機(jī)，待空氣壓縮機(jī)壓力上升穩(wěn)定，調(diào)節(jié)減壓閥達(dá)到合適壓力，檢查設(shè)備沒有漏氣后，把山楂放在工作臺(tái)，控制電磁換向閥的得電失電，使氣缸的活塞桿，驅(qū)動(dòng)去核刀頭做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成山楂去核的目的。通過對(duì)部分山楂品種的結(jié)構(gòu)研究，山楂核的中心線與山楂的花蕊點(diǎn)（下凹點(diǎn)）與花蒂點(diǎn)（上凹點(diǎn)）的連線接近重合，因此以上下凹點(diǎn)為山楂的定位基準(zhǔn)，去核刀具去除山楂的內(nèi)核，且保證山楂不變形；工作臺(tái)給山楂準(zhǔn)確定位，確保去核刀具能準(zhǔn)確地去掉山楂的內(nèi)核。

下圖1為氣動(dòng)山楂去核機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)。主要分為兩部分：氣壓傳動(dòng)，機(jī)械裝置。

1.1 氣壓傳動(dòng)

氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)以壓縮氣體為工作介質(zhì)，主要包括空氣壓縮機(jī)1、氣動(dòng)二聯(lián)件2、電磁換向閥3和氣壓缸4。

空氣壓縮機(jī)是一種氣壓發(fā)生裝置，提供足夠壓強(qiáng)的壓縮空氣，作為氣壓傳動(dòng)的能源供給；此外，氣動(dòng)系統(tǒng)要求壓縮空氣具有一定壓力，具有一定的凈化程度，并且使用后的氣體不產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì)，因此要對(duì)空氣壓縮機(jī)輸出的空氣進(jìn)行過濾凈化，氣動(dòng)二聯(lián)件主要包括分水過濾器、減壓閥、油霧器，分水過濾器主要負(fù)責(zé)過濾壓縮空氣中的雜質(zhì)、灰塵，并將空氣中的水分分離出來，減壓閥主要負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)壓力，油霧器負(fù)責(zé)后端元件的給油潤(rùn)滑，因此選擇氣動(dòng)二聯(lián)件進(jìn)行空氣過濾凈化，形成潔凈、合適壓力的壓縮空氣；氣壓缸是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)并做功的執(zhí)行元件，通過控制氣壓缸的活塞桿，實(shí)現(xiàn)去核刀頭上下運(yùn)動(dòng)，要完成上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，需要改變電磁換向閥磁鐵的得電與失電。當(dāng)電磁鐵1YA得電，電磁換向閥左位接入回路時(shí)，氣體經(jīng)換向閥3進(jìn)入氣壓缸4上腔，活塞桿向下運(yùn)動(dòng)，完成去核作業(yè)；當(dāng)電磁鐵2YA得電，電磁換向閥右位接入回路時(shí)，氣體經(jīng)換向閥3進(jìn)入氣壓缸下腔，活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，為下一次去核做準(zhǔn)備。

1.2 機(jī)械裝置

作為氣動(dòng)山楂去核機(jī)的支撐和執(zhí)行部分，機(jī)械裝置主要包括機(jī)架、工作臺(tái)和去核刀具。機(jī)架支撐大部分氣壓元件和其他一些機(jī)械零件，要承受氣壓元件的重力、山楂的重力和活塞桿工作時(shí)對(duì)工作臺(tái)的壓力，對(duì)機(jī)架的硬度和剛度有較高的要求且外形美觀大方，因此選擇不銹鋼作為機(jī)架的主要材料；去核機(jī)刀具作為山楂去核機(jī)的執(zhí)行部件，完成連續(xù)的山楂去核作業(yè)，要有較高的穩(wěn)定性和可靠性，由于直接接觸山楂果實(shí)，其材料應(yīng)具有不易與果肉粘連、摩擦系數(shù)小、容易加工切削、加工成本低、干凈衛(wèi)生且易清洗的特點(diǎn)，不銹鋼能滿足摩擦系數(shù)小、容易加工切削、干凈衛(wèi)生的要求，因此去核刀頭的材質(zhì)選擇不銹鋼。為了加工方便和裝配簡(jiǎn)便，在氣壓缸一端設(shè)計(jì)了如圖所示的連接結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)去核刀具前后左右的位置，能更好的使去核刀具與工作臺(tái)準(zhǔn)確對(duì)心，簡(jiǎn)化了零件的結(jié)構(gòu)，降低了加工裝配的精度。

2 實(shí)驗(yàn)效果

下圖3為實(shí)驗(yàn)效果圖片：總體效果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

3 總結(jié)

該氣動(dòng)山楂去核機(jī)擺脫了市場(chǎng)上用連桿機(jī)構(gòu)做傳動(dòng)系統(tǒng)的弊端，氣動(dòng)控制動(dòng)作迅速、反應(yīng)快，環(huán)境適應(yīng)性好，氣壓傳動(dòng)效率高，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)使用安全、可靠，使用后氣體直接排入大氣，不產(chǎn)生其它雜質(zhì)，環(huán)保潔凈，各氣壓元件輕小，連接簡(jiǎn)便，適用面較廣。但山楂還需手工放入，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)速度穩(wěn)定性差，系統(tǒng)的速度和位置控制精度還有待提高，這也是在以后的使用中需要改進(jìn)和完善的。

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基金項(xiàng)目：聊城大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃創(chuàng)新基金資助，項(xiàng)目編號(hào)：CXCY2016076