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1、5TWG網(wǎng)輥式系列板栗脫殼機(jī)的研發(fā)4000字 摘要:易門(mén)是玉溪市重要的板栗生產(chǎn)大縣，并逐步向規(guī)?；?、規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。該文對(duì)板栗脫殼機(jī)常見(jiàn)的突發(fā)事件進(jìn)行了詳細(xì)分析，探索研發(fā)5TWG網(wǎng)輥式系列板栗脫殼機(jī)，并大力推廣相關(guān)技術(shù)措施，這樣不僅可以提高脫殼效率、提升經(jīng)濟(jì)效益，還可以大大減少種植者的生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵詞: 5TWG網(wǎng)輥式系列；板栗；脫殼機(jī) 侯云坤，魏 梅，王艷芬，等. 5TWG網(wǎng)輥式系列板栗脫殼機(jī)的研發(fā)[J]. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2017，37（23）：43+49. 易門(mén)地區(qū)有適宜板栗生長(zhǎng)的地理?xiàng)l件，栽培歷史悠久品種資源豐富，較好的區(qū)位優(yōu)勢(shì)

2、，較強(qiáng)的技術(shù)力量和豐富的栽培管理經(jīng)驗(yàn)，實(shí)踐和探索易門(mén)板栗產(chǎn)業(yè)建設(shè)已初具規(guī)模并開(kāi)始發(fā)揮良好生態(tài)和社會(huì)效益。 一、研發(fā)背景 1、易門(mén)縣的地理環(huán)境與氣候條件 易門(mén)縣地處云南省滇中西部，玉溪市西北，位于北緯24o27ˊ-24o57ˊ、東經(jīng)101o54ˊ-102o18ˊ之間，東與安寧市、晉寧縣相接，南連峨山，西和雙柏隔綠汁江相望，北部與祿豐、安寧兩縣市接壤?？h域總面積1571平方公里，居玉溪市第4位。兩條南北走向、貫通全境的山脈之間，鑲嵌著主要山間盆地-柏樹(shù)、方屯兩個(gè)壩子，面積為46.77平方公里，占總面積的3%，其余是廣大的山地面積，占總面積的97%。 境內(nèi)最高海拔2608 m，最低

3、海拔1036 m。屬中亞熱帶氣候，受地形地貌的影響，立體氣候明顯，縣內(nèi)具有熱帶到溫帶的氣候類(lèi)型。全年平均氣溫16.3℃，日照數(shù)為1706 h，降雨量為856.9 mm，是特早熟優(yōu)質(zhì)板栗的理想生產(chǎn)基地。 2、易門(mén)縣板栗發(fā)展現(xiàn)狀 易門(mén)板栗栽培歷史悠久，品種資源豐富。上世紀(jì)70年代初， 易門(mén)縣林業(yè)局從北方引進(jìn)北方板栗品種（具體品種不祥，暫且叫北方品種）種植，與當(dāng)?shù)匕謇跗贩N雜交，進(jìn)行單株選優(yōu)，經(jīng)過(guò)多年培育馴化，易門(mén)林業(yè)部門(mén)科技人員，將無(wú)性培育技術(shù)應(yīng)用在板栗生產(chǎn)上，繁殖培育出特早熟易早1 號(hào)、2號(hào)、3號(hào)等易門(mén)早熟板栗優(yōu)良品種，其性狀穩(wěn)定、早熟、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，已成為本縣的主栽品種，并在易門(mén)縣浦貝

4、鄉(xiāng)旱壩建立良種繁育母本園，為易門(mén)縣板栗推廣種植提供了良種保障。 建成多個(gè)板栗規(guī)范化栽培技術(shù)示范園和密植高產(chǎn)示范園。易門(mén)板栗良種培育及板栗規(guī)范化栽培技術(shù)，曾獲省、市、縣科技進(jìn)步獎(jiǎng)，被列為了國(guó)家板栗標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)示范縣。成熟的板栗栽培技術(shù)及管理經(jīng)驗(yàn)，以及優(yōu)質(zhì)豐富的種質(zhì)資源為易門(mén)縣規(guī)?；N植板栗提供了保障。 近年來(lái)荒山荒坡的開(kāi)發(fā)利用，促進(jìn)了板栗產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，至2016年底全縣栽培板栗2.6萬(wàn)畝，已掛果的有2萬(wàn)余畝，總產(chǎn)量2000噸左右，給栗農(nóng)帶來(lái)了2000多萬(wàn)元收入。板栗合作社1個(gè)，社員123戶，合作社成員種植9000畝左右，交售板栗910噸，為社員帶來(lái)1246.7萬(wàn)元收益，社員戶均交售板

5、栗收入101357元，個(gè)別戶交售收入達(dá)30多萬(wàn)元。 3、突發(fā)事件 2014年8月29日，筆者接到板栗合作社負(fù)責(zé)人反映說(shuō)：經(jīng)中間人介紹，從楚雄州祿豐縣經(jīng)銷(xiāo)商手中引進(jìn)10臺(tái)板栗脫粒機(jī)，8月12日用到22日十天時(shí)間，脫粒板栗200多噸，經(jīng)該型機(jī)械脫粒的板栗入冷庫(kù)后三天由內(nèi)向外腐爛變質(zhì)，已給板栗收購(gòu)商造成200多萬(wàn)元的損失。得到消息后，筆者同板栗合作社負(fù)責(zé)人、縣農(nóng)經(jīng)局分管合作經(jīng)濟(jì)組織的同志和縣農(nóng)機(jī)站的兩名技術(shù)人員趕往事發(fā)地浦貝燈龍山查看，發(fā)現(xiàn)該型機(jī)械無(wú)銘牌、無(wú)合格證、無(wú)農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣許可證。當(dāng)場(chǎng)啟動(dòng)機(jī)械脫粒操作，現(xiàn)場(chǎng)分析：從脫粒出的板栗中隨機(jī)抽取三組，每組10粒，用鋒利刀具橫向縱向各切開(kāi)五粒

6、，分別擺放10鐘后觀察，一組6粒，二組9粒，三組7粒由內(nèi)向外呈輻射狀褐色紋絡(luò)，有長(zhǎng)有短，分布有疏有密，有73%以上栗果受到不同程度的內(nèi)傷。30個(gè)栗果中有8個(gè)栗果幾乎沒(méi)有受到傷害，沒(méi)有受傷的8個(gè)栗果與22個(gè)受傷的栗果比較有以下特點(diǎn)：一是個(gè)頭偏小，二是成熟度高，三是水分含量少，受傷栗果則相反。再仔細(xì)觀察和詢問(wèn)使用該型機(jī)械的栗農(nóng)，得出如下結(jié)論： 一是該機(jī)型存在嚴(yán)重設(shè)計(jì)缺陷，它采用釘齒滾筒脫粒原理設(shè)計(jì)，忽略了脫粒對(duì)象是大顆粒，一般此設(shè)計(jì)原理是用于小顆粒農(nóng)作物的脫粒，比如：小麥、水稻、高粱、大豆等，包谷脫粒機(jī)一般都很少采用這一原理來(lái)設(shè)計(jì)，因?yàn)樗哂蟹鬯楣δ?，脫粒后部分包谷核被粉碎，很難清選分離。二

7、是板栗品種雜，果殼大小、軟硬，成熟度差異較大，一起進(jìn)入機(jī)器內(nèi)相互碰擦擠壓導(dǎo)致部分栗果受內(nèi)傷。三是氣候和人為因素，2014年8月易門(mén)降雨偏多，此時(shí)正值板栗上市，勞力緊缺，一日一價(jià)，手工剝離板栗又是一件耗時(shí)耗力的工作，盡管每人在剝離板栗時(shí)都戴上防護(hù)手套，一不留神還是會(huì)被板栗刺苞扎傷，很痛苦。 二、研發(fā)動(dòng)機(jī) 一是近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的弱點(diǎn)顯露無(wú)遺。比較效益低是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的最大弱點(diǎn)，受利益驅(qū)使農(nóng)村勞動(dòng)力外出務(wù)工或就近轉(zhuǎn)移就業(yè)，增加收入，農(nóng)村留守的是老、弱、病、殘和部分兒童，農(nóng)忙時(shí)節(jié)出現(xiàn)勞力荒已是普遍現(xiàn)象，并日漸突出，板栗收獲的8-9月勞動(dòng)力緊缺問(wèn)題更加嚴(yán)重。 二是手

8、工剝離板栗確實(shí)是一件十分艱苦的勞動(dòng)，直接用手剝離或用棍棒、農(nóng)具敲打脫粒，也很難保證栗果品質(zhì)。 三是商家貨備中秋，板栗市場(chǎng)一日一價(jià)，歷年來(lái)波動(dòng)明顯，速度、時(shí)間就是金錢(qián)。 四是集約化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。為了解決這個(gè)問(wèn)題，尋找一種既能代替人工剝離板栗，又能保證栗果品質(zhì)，還能提高效率的板栗脫殼辦法，使易門(mén)早板栗應(yīng)市而上，賣(mài)上好價(jià)錢(qián)，栗農(nóng)有個(gè)好收益。 三、研發(fā)過(guò)程 1、設(shè)計(jì)思路 堅(jiān)持農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相結(jié)合的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原則，根據(jù)板栗帶刺苞成熟的特點(diǎn)和形狀、大小等植物性特征，模仿人工在剝離板栗過(guò)程中的壓、碾、搓、揉等動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)高效的板栗機(jī)械脫殼。 2、技術(shù)方案和實(shí)現(xiàn)路徑

9、 整臺(tái)機(jī)器主要由動(dòng)力及傳動(dòng)部件、脫殼部件、分離篩選部件、機(jī)架、電器元件和安全防護(hù)裝置組成。為了避免栗果在脫殼過(guò)程中受到強(qiáng)烈的剛性沖擊、擠壓造成內(nèi)傷，在設(shè)計(jì)上采用網(wǎng)輥?zhàn)鳛槊摎C(jī)的核心部件，讓板栗刺苞相反方向的尖刺扎入網(wǎng)輥，通過(guò)網(wǎng)輥轉(zhuǎn)動(dòng)撕離刺苞，實(shí)現(xiàn)栗果脫出刺苞。為了提高脫殼率，在設(shè)計(jì)上采用雙網(wǎng)輥來(lái)實(shí)現(xiàn)(主網(wǎng)輥，副網(wǎng)輥）。 為了解決不同成熟度、大小、形狀的板栗脫殼，在設(shè)計(jì)上采用擋搓板的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)，擋板-解決已經(jīng)熟透炸裂的板栗，搓板-解決脫殼時(shí)還未裂開(kāi)的板栗，擋搓板設(shè)計(jì)成一體，通過(guò)調(diào)整其與主網(wǎng)輥的安裝間隙，解決因品種不同栗果大小不同的問(wèn)題。 為了使被脫出殼的栗果與刺苞分離，設(shè)計(jì)上采用弧形

10、柵條篩和風(fēng)選裝置兩級(jí)分離來(lái)解決，柵條間距大于一個(gè)，小于兩個(gè)栗果直徑，脫出刺苞的栗果和較小的刺苞碎屑與較大的刺苞碎屑被分離開(kāi)來(lái)，較大刺苞碎屑在副網(wǎng)輥旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下拋出機(jī)外，栗果和較小的刺苞碎屑通過(guò)分離篩落入風(fēng)選裝置，分離出栗果。 3、研發(fā)時(shí)間 該系列機(jī)械從2010年7月開(kāi)始研發(fā)至今，由于板栗成熟期只有20天左右，測(cè)試和應(yīng)用的時(shí)間短暫而緊迫，再加上研發(fā)資金短缺，只有邊應(yīng)用邊測(cè)試，頭年出現(xiàn)的問(wèn)題第二年想辦法解決，把所有測(cè)試和應(yīng)用的機(jī)器運(yùn)回拆毀，重新設(shè)計(jì)改進(jìn)，從網(wǎng)輥絞籠到雙網(wǎng)輥，幾易其稿，千百次試驗(yàn)，歷經(jīng)三代更新，現(xiàn)已較為成熟。 4、機(jī)械型號(hào)編制 根據(jù)《中華人民共國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》農(nóng)

11、機(jī)具產(chǎn)品型號(hào)編制規(guī)則JB/T8574-1997和《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》NY/T 1640-2008農(nóng)業(yè)機(jī)械分類(lèi)，對(duì)該機(jī)械進(jìn)行歸類(lèi)、型號(hào)編制：該機(jī)屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械分類(lèi)14大類(lèi)中的05類(lèi)，收獲后處理機(jī)械。大類(lèi)代號(hào)為5，小類(lèi)代號(hào)以該機(jī)的基本名稱(chēng)"脫殼機(jī)";TUO KEI JI漢語(yǔ)拼音文字第一個(gè)字母T表示，以該機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的核心部件"網(wǎng)輥";WANG GUN漢語(yǔ)拼音文字WG作為特征代號(hào)，主要參數(shù)代號(hào)用該機(jī)主要結(jié)構(gòu)中網(wǎng)輥的寬度315 mm、630 mm，現(xiàn)在定型的兩種機(jī)型為：5TWG-315和5TWG-630型。 四、研發(fā)和應(yīng)用成果 從2010年7月開(kāi)始，易門(mén)縣個(gè)體工商戶楊明祥在縣農(nóng)機(jī)站

12、侯云坤等幾位老師的指導(dǎo)、幫助、支持下，2012年試制出1臺(tái)，脫殼7噸；2013年試制改進(jìn)3臺(tái)，脫殼100噸；2014年試制改進(jìn)7臺(tái)，脫殼300噸；2015年改進(jìn)7臺(tái)，脫殼400噸；2016年試制改進(jìn)10臺(tái)，脫殼400噸；累計(jì)作業(yè)量1207噸。熟練人工每天撥板栗的作業(yè)量為80 kg，機(jī)械每天的平均作業(yè)量為1600 kg，完成累計(jì)作業(yè)量1207噸，需熟練人工15087.5個(gè)，需機(jī)械單機(jī)日工754.4個(gè)，每臺(tái)2人操作，折合人工1508.8個(gè)，節(jié)約人工13578.7個(gè)，節(jié)約人工成本13578.7個(gè)x50元/人天，678935元。經(jīng)過(guò)5年的不斷改進(jìn)完善，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能趨于成熟，我們是根據(jù)板栗帶刺苞成熟的

13、外形特征，采用雙網(wǎng)輥揉、搓、碾相結(jié)合的三級(jí)脫殼的設(shè)計(jì)新理念，已獲得國(guó)家專(zhuān)利。 五、研發(fā)展望 一是該機(jī)研發(fā)成功，吸引了當(dāng)?shù)貜V大栗農(nóng)圍觀和上門(mén)求購(gòu)，激發(fā)了他們開(kāi)發(fā)利用荒山荒坡，發(fā)展板栗產(chǎn)業(yè)的興趣和積極性，促進(jìn)了栗農(nóng)增收，對(duì)繁榮農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、防止水土流失、改善生態(tài)環(huán)境具有現(xiàn)實(shí)而深遠(yuǎn)的意義。同時(shí)也證明了該研發(fā)項(xiàng)目選題準(zhǔn)確，切合實(shí)際，研發(fā)思路正確。 二是市場(chǎng)開(kāi)發(fā)有望。整個(gè)研發(fā)過(guò)程歷盡磨難，經(jīng)歷經(jīng)費(fèi)、失敗的重重困難，但就市場(chǎng)開(kāi)發(fā)而言還是大有希望的。根據(jù)這幾年的實(shí)踐，每20-30畝板栗就需要一臺(tái)脫殼機(jī)，只有這樣，易門(mén)早板栗才可能搶得市場(chǎng)先機(jī)，取得最好收益。在未來(lái)的兩三年內(nèi)易門(mén)當(dāng)?shù)鼐陀?50-200臺(tái)的市場(chǎng)，玉溪市、云南省乃至全國(guó)具有較大的市場(chǎng)發(fā)展空間，很值得期待。 三是該系列脫殼機(jī)現(xiàn)在只是兩個(gè)機(jī)型，從制造的工藝、材料、動(dòng)力配置與配比、最大效能的調(diào)試還存在瑕疵，還需要做進(jìn)一部的試驗(yàn)改進(jìn)。特別是動(dòng)力配置方面，除了現(xiàn)在的電動(dòng)機(jī)配置外，還可以考慮汽油機(jī)、柴油機(jī)甚至是太陽(yáng)能和風(fēng)能等，總之，還有許多的可能等待著我們?nèi)ヅθ?shí)現(xiàn)。