摘 要：在研究和分析传统药材切片机械的结构、工作原理的基础上，结合多年的实践经验，提出了一种“切割式”药材切片机械设计的新思路。

关键词：中药材；切片机；切割式

 

我国的药材资源十分丰富，各地药材公司经营、流通的药材达千余种，除少数矿物药和部分质地坚硬而不适合切制的动植物药材外，近90%的中药材需要切制加工。切制的片形包括薄片、厚片、段、条、粒等，以用于中成药生产的提取投料、药材粉碎前的粗加工、饮片炮制的半成品等。其中，约70%的药材需要被切制成片形，包括切制条、颗粒等片形前的切片加工。

近年来，随着一批名贵药材、功能药材以保健品的形式直接进入超市等流通领域，“片”状的药材形态以其外形美观、保持药材原生态易于鉴别、便于食用等特点，深受百姓欢迎，同时对药材的切片在片形平整度、表面光滑度、破损程度低、片厚均匀度等方面提出了更高的要求。因此，切片的机械在中药机械中具有举足轻重的地位。

1 传统中药切片设备的现状

1.1  传统中药材切片机的应用与特点

传统中药材切片机分为旋转式和往复式两大类。其中，旋转式还可以分为刀片旋转式和药物旋转式两类。旋料式切片机适合将根茎、种子、果实类药材切制成极薄片、薄片或厚片。

根据药材的形态、质地和切片的厚薄可以选择合适的切片机械。如：剁刀式切药机适合将长条状药材切制成薄片或厚片；转盘式切药机适合将长条状或根茎、种子、果实类药材切制成薄片或厚片。

上述切片机械以其产能大、效率高等优点被广泛应用于工业生产。一种多功能切片机，可以将长条状或根茎、种子、果实类药材切制成极薄片或薄片，因其切制片形薄、美观而被广泛应用于医院、药店、家庭等。

这些切片机械完成切片工作的3大基本功能和前提条件包括：药材与切刀的相对运动，药材的进给即送料，切片厚度的控制。

1.2  存在的主要问题

中药切片机械虽然得到广泛的应用，但切制片形的合格率低、药材损耗大是其存在的主要问题，尤其在切制极薄片或薄片时，这一问题显得更为突出。如：剁刀式与转盘式切药机切制1 mm以下的薄片的合格率不到50%，甚至不能切制0.5 mm以下的极薄片。虽然通过降低切刀频率、减少产能可以在一定程度上减轻这一“症状”，但不能从根本上解决其存在的不足。有的甚至将这一问题归咎于药材的质地或软化问题，忽视设备自身的问题。

从切片机械的切制工作原理看，上述切制机械的共同特点是，药材与切刀的相对运动的方向与刀刃呈90°，刀片的切制力全部施加在药材上，导致药材、切片易破碎。尽管减小刀片的切削角可以降低切制力，但切削角的减小是以切刀材料的强度为限，一般情况下，切削角小于15°，刀刃容易断裂。

2  新的设计思路

2.1  改变药材与切刀的相对运动轨迹

采用“切割式”药材与切刀的相对运动轨迹，如图1所示。图1中，c为药材与切刀按切割式切制的运动轨迹，与传统的切制方式不同的是增加了水平方向的运动。从理论上分析，当被切药材的软硬程度、切片厚度、刀片的切削角度等确定时，切制力基本不变。此时，切制力将随药材与切刀的水平运动分量的增加而减小，反之则增大，直至达到切制力的最大值。

图2是“切割式”药材与切刀相对运动轨迹的应用实例。图中的a是药材与切刀的运动方向同刀刃的夹角，设计时取a=

20°，可以减少36%的切制力。

2.2  改进药材的进给系统

切制药材的片形平整度、表面光滑度主要由刀刃的锋利程度、刀片与刀盘的表面粗糙度保证，而片厚的均匀性则主要由药材的进给系统来保障。药材或切片的破损，除了受被切药材自身的质地、软化程度、刀刃的锋利程度、刀片与刀盘的表面粗糙度、切制力的大小等因素影响外，药材的进给系统也是不可忽视的部分，尤其是片厚的均匀性完全取决于药材的进给系统。采用调压式气缸推进药材进给装置，可以减少药材与刀盘及刀片的摩擦力和磨损，确保片厚均匀。

2.3  采用平整刀盘

刀盘平面与药材的摩擦是所有转盘式切片机不可避免的现象，尤其是安装切刀的螺钉、螺孔，切刀因磨削长度变短而与刀盘安装产生缝隙，造成对药材的磨损，产生大量药材碎末。在设计中我们采用了如图2所示的平整刀盘结构，将切刀的安装螺钉置于药材切制区域的外侧，切刀的一个侧面与刀盘的半径重合，切刀因磨削长度变短时，切刀的侧边可始终紧贴刀盘的半径线，保持刀盘无凹凸、缝隙等缺陷，使药材与刀盘的磨损减少到最低程度。

3         结语

依据切割式药材与切刀相对运动轨迹可以大幅度降低切制力的优点，我们设计开发了一款气压转盘式中药材切片机，可以切制0.2 mm的极薄片，切制片形的合格率在98%以上，降低电机功率约20%。

切割式药材与切刀相对运动轨迹在中药材切制机械中的应用，将中药材的切制机械提高到一个新的技术水平，还将引发中药材切制机械产品的更新换代。我们预计，这一技术还将在中药材产地的鲜切加工中发挥重要的作用。