全 文 ：扭’ 刀式电动腰果剥壳机的
设计 、 制造与使用
李昌如
1
. 前言
腰果是比较典型的热带作物产品 , 盛产
非洲 , 在西欧和香港市场均享有较高的价位 。
我国海南省乐东一带有种植 , 果大 、 饱满 ,
但产量较低 , 国内仅有的这小量腰果远远满
足不了本国的需求 , 因此每年都要从国外进
口 大量的壳腰果 , 或作境外来料加工返销国
外 , 或作内销 。 据 了解在我国海 口 、 乐东 、
中山 、 汕头 、 南海等地均有较夫型的腰果加
工厂 , 主产品为腰果仁 , 副产品为腰果壳油 ,
腰果仁作为食 用 , 而腰果壳油则是制造优质
油漆的好原料
我国腰要加工的历史虽然不短 , 但水平
较低 , 可以说仍停留在类似手工作坊的 水平 ,
在整个加工工艺和机诫化程度上与某些 国家
相比仍有 一段距离 。 例如 . 在对壳腰果剥壳
前的预处理工艺上 , 英国 、 日本 、 泣大利等
国采用的是油炸工艺 , 印度采用的是高压蒸
煮工艺 , 而我国则停留在常压蒸煮工艺 在
剥壳机械方面 . 日本 、 英国 、 美 国采用连续
式 电动剥壳机械 , 意大利采用手工填料间隙
式电动剥壳机械 , 而 我国则仍然采用手工剥
壳装置进行剥壳 , 这种手工剥壳装置决定了
企业的性质为人海战术的半 手工业 , 加工的
规模是非常有限的 :
我国华南热带作物研究院设 有腰果研究
中心 , 但这一 机构主要是研究种植的 , 对腰
果加工工艺及加工机棚勺研究尚未足够重视
19 90年 1 月 , 香港万仕活有限公司向华南热
带作物产品加工设计研究所问询有关国内腰
果加工情况 , 并委托该所设计室设计腰果电
)1t 功 诫剥壳 机 , 由港方提供试制经费 。
均 91 年 4 月 . 第 l 台扭 刀式电动腰果
剥壳机样机在华南热带作物产品加工设计研
究所实验工厂试制成功 , 并由香港万仕活有
限公司鉴证认可 , 同意批量生产 , 当年 9 月
首批 25 台扭刀式电动腰果剥壳机赶制完成 ,
次月便由香港万仕活有限公司销往西非尼 日
利亚 , 从而填补了我国腰果电动机械剥壳这
项空 白 , 使整条腰果加工生产线 出口 国外成
为可能 , 为我国热带作物产品加工生产线打
入国际市场添写了崭新的一章 。 为了使这项
专有技术得到保障 , 华南热带作物产品加工
设计研究所于同年 4 月向国家专利局提出了
发明专利的 申请 . 经审查授予 了专利申请号 -
2
. 本机的设计及性能特点
本机由华南热带作物产品加工设计研究
所设计室一位机械工程师设计而成 , 由于 当
时港方对热带作物产品加工设计研究所高度
的信赖 , 在 中方尚无设计方案的情况下 , 已
与非洲签订了合同 , 因此 , 香港万仕活公司
总经理提 出务必在一个月内设计和试制出第
一台样机的要求 , 在时间异常紧迫的条件下 ,
设计者不可能查阅很多的国外有关参改资料 ,
只能立 足于在 国内现有的腰果手工剥壳装置
的基础 上 , 变手动 为电动 , 变纯劳力为半 自
动 , 并且根据腰果颗粒大小不一的特点 , 特
别设计 了刀具能根据腰果大小而 自动调整刀
距的 自动微调装置 。
本 机的 主要技 术参数 :
加工能 力 : 12 一 48 魄壳腰果 / h
鼓轮直径 : 妇 `的 m
上刀 数量 : 1 x Z 二 2 把
下刀 数量 : 20 x 2 = 40 把
电机功率 : 1 .I k w
无级调速 范围 :8 1一 8 6 / rm i n
整机尺寸 (长 x宽 x高 ) (m m )
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本机的土要性能 :
参阅图 1、 图 2可 见 , 这种扭刀式电动
腰果剥壳 机主要是由排料鼓轮 l 、 退料装置
2
、 无级调速 器 3 、 机架 4 、 腰果夹持袋置
5
、 驱动轴总成 6 、 扭 刀轴 总成 了 、 自动微
调装置 8 、 鼓轮旋转分度机构 9 等九 个部分
所组成 。 为了方便解释本机的机械原理 和结
构细节 , 本文还绘有图 3 : 扭刀轴总成 7 和
自动微调装置 8 的主视剖面图 ; 图 4 : 腰果
夹持装置 5 的 主视剖面 图 : 图 5 : 根据图 4
中 F 一 F 剖面而绘制的腰果 火持装置 5 的俯视
图 : 图 6 : 退料装置 2 的主视剖 面图 : 图 了 :
上刀 主视图 : 图 8 : 下刀主视图 。 根据以上
动轴总成 6 , 可同时驱动二 套扭刀轴总成 7
和自动微调装置 8 进行工作 . 驱动轴总成 6
每转动一圈 , 扭刀轴总成 7 中的 卜刀杆 19 则
下伸扭转一次 , 而排料鼓轮 1在鼓轮 四转分
度机构 9 的作用下则转过 一 个工 位 , 这样 便
同时完成了两粒腰果的剥壳工作 。
图 3 剖示 了扭刀轴总成 了和 自动微调装
置 8 的内部结 构 。 扭刀轴总成 7 是由齿轮撰 、
突杆 2 5 、 拨柄 26 、 扭刀弹簧 2了、 弹簧 18 、 上
刀杆 19 及上刀 28 组成 。 其工作过 程是这样实
现的 : 上刀杆 19 的下 伸动作靠驱功轴总成 6
中的 凸轮 1 的推动 . 而上提复位动作则靠弹
簧 18 的弹簧力 : 上刀杆 19 的扭转动作是靠驱
动轴总成 6 中的齿轮 23 带动齿轮 24 转动 , 使
安装在齿轮 24 上的突杆 2 5碰撞上刀杆 19 的拨
柄 2 6来实现 , 而 上刀杆 19 的反扭复位动作则
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图 2
8 幅示图 , 我们可以看 见 , 在排料鼓轮 1上
装有二排腰果夹持装置 5 , 每排 20 个这样的
装置在排料鼓轮 l 圆周面上等分地排列着 。
每个腰果夹持装置 5 的底部都装有退料装置
2
, 退料装置 2 在固定凸轮 36 的推动下 , 可
使破壳后的腰果退出夫持装置 5 。 机架 4 是
用槽钢焊接 而成的 , 在 机架 4 上方安装的驱
靠扭刀弹簧 27 来完成 。 在扭力轴总成 了上部
装有自动微调装置 8 , 它是 由凸轮 10 、 拉簧
12
、 上杆套 13 、 弹簧 x 4 、 板机 15 、 小滚柱 16 、
上杆 塞 17 组成 。 由于弹簧 14 比弹簧 18 抵抗压
缩变形的力要大得多 (弹簧 18 的 弹力仅设计
为能使扭力轴总成 7 下伸部分及 自动微调装
置 8 _ L提复位即可 , 而弹簧 14 的弹力则设计
为大于上刀 28 、 下刀 21 插入层果壳的插入力 ,
而小于刀托弧面 (M ) 压扁腰果壳的破坏力了,
因此 , 当腰果壳被上刀 28 和下刀 21 的刀刃插
入后 , 由于刀托弧面 (M ) 的 限位作用 , 阻
止了刀刃的继续深入 , 这样当凸轮 n 继续推
进上杆套 13 下伸时 , 只有强迫弹簧 14 作相应
的压缩 , 腰果大则压缩量随之大 , 腰果小则
压缩量随之小 。 同时由于在上杆塞 17 上铣有
一个斜面与上杆套 1 3所铣斜面构成一个契形 ,
上杆塞 17 和上杆套 13之间的相对位置是靠板
机 15的小滚柱 16 来契牢的 , 这样就能够控制
上刀杆 19 的下伸程度根据腰果的横径起变化 ,
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当上刀杆 19 扭夺捌壳时 , 板机1哟小滚柱 16仍
然契紧在契槽 内 , 以保证腰果开壳后 , 上
刀杆 19 不致继续下伸把裸耳的果仁插伤 , 当
凸轮 1 运行到凹位时 , 上刀杆 19 在弹簧 18 的
作用下向上运动复位 , 此时板机巧在凸轮 10
的碰撞下 , 使小滚柱 16 从契槽中拨出 , 弹簧
14 舒展复位 , 微调释放 , 完成一个工作周期 。
图 4 和图 5 表示了腰果的夹持装置 5 ,
它的组成是由呈纵向双U 或双V 型的橡胶填
料函 2 , 通过螺钉 32 固定在座板 31 上 , 锯齿
月牙形下刀 21 固定在填料函2 中的刀托 3 内。
腰果的剥壳动作是在腰果夹持装置 5 中进行
的 , 由于填料函2 选用弹性材料制成 , 起到
万向弹簧的作用 , 因此 , 无论对于腰果的夹
特定位或扭转剥壳 , 均可取得较满启泊勺效果 。
图 6 表示 了腰果剥壳后的退料装置 2 ,
杆筒 35 中安装着退料的执行零件 .— 开尾推杆 29 , 它是 由退料凸轮 36 推出 , 由弹簧 34 复
位的 。
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圈 3
图 5
图 7 和图 8 分别表示了上刀 28 和下刀 21
的形状 , 上刀 28 的刀刃为锯齿三戟形 : 下刀
21 的 刀刃为锯齿月牙形 , 三戟形和月牙形是
相对于腰果形状设计的 , 刀 刃制成锯齿状是
为了减少刀刃插入腰果壳的 阻力 , 提高自动
微调装置 8 的可靠性。
盗圈 6
图 7
图 8
3 :本机的使 用效 果及成致分析
本机首批 2 5台于 19 9 2年 1 2月在尼 日利亚
一家腰果公司 Au ga r ia n Ve n tu res L im t ie d
正式试产投产 , 笔者作为本栩均设计者和腰
果加工课题的研究人员主持和参加了这批剥
壳机的安装 、 调试及试产 、 投产 , 根据投 产
三个月来的观察 , 对该衫哟使用效果颇有发
言权 , 并与本课题其他研究人员及尼 日利亚
工程技术人员共同探讨和分析, 有如下意见
( l) 本厦果剥壳御哟 设计原理是成功
可行的 , 尤其是根据腰果的大小各异而设计
的使上刀杆无级下伸的机械式自动微调装置 ,
是本机设计匠心独具之处 。 作为对腰果加工
课题而言 , 这是一项突破性进展。
( 2 ) 本搜果剥壳书哟 使用也是令人满
意的 , 它承受了大生产的考验 , 并与我们预
料中的情况完全相符 , 这种半自动剥壳机随
着操作工人手工填料的技巧和熟练化程度的
不 断提高 , 其机速 、 开壳率和整仁率是不断
上升的 。
( 3 ) 与国内现有的机械剥壳机相比 ,
本机以机械代替了人工剥壳 , 实现了腰果剥
壳机械化 , 提高了工作效率 , 人工剥壳一般
每小时只能剥 4 一 5 掩 , 而这种剥壳机一般
每小时可剥 35kg 左右 , 并且减轻了工人的劳
动强度 , 提高了安全生产的程度 。 人工剥壳
靠人的手指来夹持腰果 , 靠手感控制入刀深
度 , 操作未熟练时 , 工伤事故时有发生 , 而
这种剥壳机只需靠人工按腰果中心线大致对
正填料函中心线即可 。 因此 , 对于只作粗分
级的形状尺寸各异的腰果进行剥壳 , 均可得
到满意的效果 。
( 4 ) 工作性能基本稳定可靠 , 结构简
单 , 易于制造和装配 , 维修方便 .成本低廉。
( 5 ) 一切新生事物都不可能是一跳而
就 、 完美无缺的 , 本腰果剥壳机也不例外 ,
其主要不足之处 :
①本御锄 机械原理虽然行得通 , 但某些
机构的构件尚欠充裕时间进行推敲 , 尤其对
有可能产生的事故 , 在有关构件上尚欠必要
的 防范措施 ;
②由于本相咖制造并非在具有一定必要
的加工装备的机械厂制作 , 而是在研究所实
验工厂的 机修厂制作 , 加工设备陈旧简陋 ,
多用手工加工辅助完成 , 在连一块 画线平台
都没有的条件下加工具有一定分度精度的机
械 , 其质量是可想而知的 。 ( 下转第48 页 )
高潮 。
①调整充实调度组织机构 , 加快生产节
拍 , 千方百计满足用 户要求 。
②加强市场调查 , 灵活多变 , 随时根据
市场变化组织生产 口
③发挥党团员和骨干的作用 , 组织开展
星期六义务炼钢等项活动 , 以此推动生产高
潮的形成与发展 。
由于采取以上措施 , 分厂上下 出现一片
热气腾腾的生产景象 , 从 19 92 年下半年至 19 9 3
年 , 实施新的管理措施 18 个 月 ,共炼钢 16 92 t ,
平均每月 9 4t , 比 实 施 前 的月产 量 翻 一
番 , 最高的月产量 达 139 t , 创造了建厂以
来的最高纪录 。
产值增 加 19 1 . 6 % , 利润增加 2 56 . 2 % 。
② 19 91 年 一 19 92 年上半年 , 实施新的管
理措施前 18 个月 , 职工人均创利 0 . 78 万 元 ;
自 19 9 2年下半年 一 19 93 年实施后的 18 个月 ,
职工人均创利达 2 . 78 万元 , 实施后比实施前
人均创利增 加 256 . 4 % , 职工的月均收入增
加 21 9 % 〕
(珍新的管理措施实施 18 个月以来 , 铸钢
分厂不但取得可喜的物质成果 , 而且还取得
了较好的精神成果 。 继 19 92 年被总厂评为两
个 文明建设先进单位之后 , 19 3年分厂又被
总厂评为两个文明建设先进单位 , 同时又被
评为湛江农垦局先进单位 , 分厂党支部也连
续两年被湛江农垦局评为先进党支部 。
七 、 效果比较
在经济改革的实践中 , 由于我们依靠群
众 , 把 科学管理方法和分厂的实际紧密结合
起来 , 抓机遇 、 创市场 、 抓管理 、 创效益 .
从而有效地滴动了全体职工的积极 性和创造
性 , 促进了生产的发展 , 创造了较好的经济
效益和社会效益 , 各项经济指标均创造了建
厂以来的最好水平 , 达到 Q C 小组的管理 目
标。
①从 19 91 一 19 92 年 上半年 , 实施新的管
理措施前共 18 个月 , 钢铁总产量 9 7了t , 产
值 3 1万元 , 内部结算利润 80 . 3万元 : 自 19 2
年下半年至 19 93 年实施后共 18 个月 , 钢铁总
产量 17 7 6 t , 产 值 96 5万元 , 内部结算利润
达 2 86 万元 , 实施后产量比实施前增加8 1 . 8 % ,
八 、 总结 、 巩固和提高
①通过开展 Q C 小组活动 , 显示了企业
管理中人的价值 。 为此 , 我们在市场经济竞
争中 , 必须不断提高管理人员的素质 , 提高
职工的思想素质和技术素质。
②实践证明 , 管理工作千头万绪 , 经济
责任制是根本 , 只有紧紧抓住分配制度这个
牛鼻子不放 , 配套跟上其他各项管理措施 ,
才能取得较好的效益 。
③对于成功的经验 、 规章制度要坚持下
去 , 并在实践中不断补充和完善 , 逐步形成
规范化 、 系统化管理 。 全面掌握市场经济规
律 , 在实践中学习 , 在工作中提高 , 使经营
管理水平 和经济效益再上一个新的台阶 。
(上接第14 页 ) 加之时间 紧迫 , 按设计要求
所需的材料往往难以找到相应的材质 , 所有
的弹簧均未作弹力测试 , 需要一定硬度的耐
磨件 均未作热处理 , 由于这些原因 , 造成本
机所 设计的某些机件的机械性能未能如实地
体现 . 或某 些 元 件 的 使用 寿 命 过早 地 消
失… … 。 这些制造加工中不容忽视的事项 ,
往往由于客观原因限制 , 只会令人心有余而
力不足 , 望洋兴叹 !
这毕竟是我国出口的第一批腰果剥壳机 ,
有些不足的地方 , 但经过不断的总结和改进 ,
将会达到完善并可在更大范围内进行推广 。