花生紅衣脫皮機的設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】
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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書
學(xué)院
機械電氣化工程學(xué)院
班級
農(nóng)機12-1
學(xué)生姓名
王九龍
學(xué)號
8031208101
課題名稱
花生紅衣脫皮機的設(shè)計
起止時間
年 月 日—— 年 月 日（共 14 周）
指導(dǎo)教師
范修文
職稱
講師
課題內(nèi)容
根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的種子脫皮機和果實脫皮機，設(shè)計花生紅衣脫皮機，要求結(jié)構(gòu)簡單，脫皮效果好，對花生損傷少，清選效果好。具體要求如下：
1.選擇合適配套動力，設(shè)計工作裝置和傳動裝置。
2.繪制二維裝配圖和零件圖。
3.要求利用Solidworks繪制三維圖。
擬定工作進(jìn)度（以周為單位）
第1～2周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報告。
第3～4周 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的種子脫皮機和果實脫皮機確定花生紅衣脫皮機的總體設(shè)計方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡圖。
第5～6周 根據(jù)工作要求，計算并查閱相關(guān)手冊，選擇和設(shè)計各零部件。
第7～9周 運用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。
第10～11周 運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模并進(jìn)行運動仿真。
第12周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實用性能等方面對產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價、校核、修正。
第13周 完成設(shè)計說明書。
第14周 整理材料，準(zhǔn)備答辯。
主要參考文獻(xiàn)
[1]譚體升,李普選,馬杰,李紅軍.花生紅衣脫皮機的設(shè)計與開發(fā)[J].中國油脂,2007, (02)
[2]袁金生.花生紅衣脫除機的研制[J].食品研究與開發(fā),1991,(01)
[3]宮勤方.YZX—15型花生米脫皮機[J].包裝與食品機械,1984,(21)
[4]章慧全.玉米剝皮機的研究設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2009,(06)
[5]洪德純.轉(zhuǎn)子式剝皮機簡介[J].木材工業(yè),1991,(02)
[6]機械設(shè)計手冊編委會.機械設(shè)計手冊（第 2 卷）[M].機械工業(yè)出版社,2004,(08)
[7]黃書銘.提高花生乳得率的措施[J].冷飲與速凍食品工業(yè),1998,(01)
[8]黃華良.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2001,(06)
任務(wù)下達(dá)人（簽字）
同意按此計劃進(jìn)行設(shè)計
年 月 日
任務(wù)接受人意見
任務(wù)接受人簽名
年 月 日
注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。
目 錄
1緒論 1
1.1 課題研究的意義 1
1.2 國內(nèi)外花生紅衣脫皮機的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.3國內(nèi)外花生紅衣脫皮機存在的優(yōu)缺點 1
1.4花生紅衣脫皮機的研制及發(fā)展前景 1
1.5預(yù)期目標(biāo) 2
1.6重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路 2
1.7工作條件及解決方法 2
2基本結(jié)構(gòu)、原理及主要技術(shù)參數(shù) 2
2.1花生紅衣脫皮機結(jié)構(gòu) 2
2.2工作原理 4
2.3主要技術(shù)參數(shù) 5
2.4活動摩擦膠帶與固定摩擦膠帶的結(jié)構(gòu)與分布 5
2.5楔形區(qū)大小的確定 5
2.6花生紅衣與花生仁分離區(qū)物料平均流速的確定 5
2.7活動摩擦膠帶線速度的確定 6
2.8滾筒轉(zhuǎn)速和振動篩曲柄軸轉(zhuǎn)速的確定 6
2.9振動篩主要參數(shù)的確定 7
2.10篩上物呈現(xiàn)下行體制需要滿足的條件 7
2.11風(fēng)網(wǎng)風(fēng)量的計算 8
2.12風(fēng)網(wǎng)風(fēng)壓和風(fēng)機的確定 9
3電動機、減速箱的選取 10
3.1電動機的確定 10
3.2減速箱的確定 12
4軸和皮帶的校核 12
4.1帶動活動摩擦膠帶轉(zhuǎn)動的滾筒的軸的校核 12
4.2皮帶的校核 13
5結(jié)論 13
小結(jié) 14
致 謝 15
參考文獻(xiàn) 16
前 言
我國是花生的故鄉(xiāng)，年產(chǎn)量已超過100億斤。花生又名落花生，原產(chǎn)于南美洲一帶，世界上栽培花生的國家有100多個，亞洲最為普遍，次為非洲，據(jù)中國有關(guān)花生的文獻(xiàn)記載栽培史約早于歐洲100多年?；ㄉ蝗藗冏u為“植物肉”，含油量高達(dá)50%，品質(zhì)優(yōu)良，氣味清香。花生滋養(yǎng)補益，有助于延年益壽，所以民間又稱之為“長生果”，并且和黃豆一同被譽為“植物肉”、“素中之葷”。花生的營養(yǎng)價值比糧食高，可以與雞蛋、牛奶、肉類等一些動物性食物媲美。它含有大量的蛋白質(zhì)和脂肪，特別是不飽和脂肪酸的含量很高，很適宜制作各種營養(yǎng)食品。除供食用外，還用于印染、造紙工業(yè)，花生也是一味中藥，適用營養(yǎng)不良、脾胃失調(diào)、咳嗽痰喘、乳汁缺少等癥。
花生的營養(yǎng)極為豐富，脂肪含量高達(dá)44—56%,蛋白質(zhì)含量達(dá)25—33%，還富含B族維生素和鈣、鐵、鋅、磷等。而花生蛋白質(zhì)中的氨基酸組成也比較合理，花生蛋白是除大豆蛋白以外可替代動物蛋白的又一最佳植物蛋白。因此，人們已不滿足于花生的烘烤食品，而逐漸對花生進(jìn)行深加工和綜合利用。然而，無論是何種產(chǎn)品，花生紅衣總是影響其外觀和質(zhì)量的。必須在加工前脫除。
目前，國內(nèi)只有濕法脫除紅衣機器，其脫皮率只有70&左右，且電耗大、操作不方便等缺點。為此，我們需要設(shè)計與試制一種脫凈率高的花生脫紅衣機來出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備，以滿足人們的需求。
L/O/G/O塔里木大學(xué)塔里木大學(xué)花生紅衣脫皮機的設(shè)計花生紅衣脫皮機的設(shè)計姓 名王九龍指導(dǎo)老師范修文專業(yè)班級農(nóng)機-12-1背景背景意義意義 由于隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展由于隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展,花花生的利用向著多樣性方向發(fā)展生的利用向著多樣性方向發(fā)展,花生的花生的精深加工也成為花生果仁高效綜合利用精深加工也成為花生果仁高效綜合利用的必然途徑?；ㄉ撕唵沃苯邮秤煤偷谋厝煌緩??；ㄉ撕唵沃苯邮秤煤驼ビ屯庹ビ屯?也被用來制作各種風(fēng)味的花生也被用來制作各種風(fēng)味的花生仁、花生糖、花生醬、花生牛奶飲料仁、花生糖、花生醬、花生牛奶飲料,也可配制在其他原料中作風(fēng)味料?；ㄉ部膳渲圃谄渌现凶黠L(fēng)味料?；ㄉ适怯杉t色外衣和籽仁組成。紅衣主要仁是由紅色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素是纖維組織和止血素,而花生中的油脂、而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素都集中在籽仁中。蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素都集中在籽仁中。課題研究的背景 人們無論是從花生中提取蛋白粉人們無論是從花生中提取蛋白粉,還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次次,都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮果仁上的紅皮(俗稱紅衣俗稱紅衣),),這是制作上這是制作上述食品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)述食品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一。為此，我們需要設(shè)計與試鍵工序之一。為此，我們需要設(shè)計與試制一種花生脫紅衣機來出去花生紅衣為制一種花生脫紅衣機來出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。這樣既可以提高生后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。這樣既可以提高生產(chǎn)效率又可以減輕人的勞動強度。產(chǎn)效率又可以減輕人的勞動強度。課題研究的意義方案一方案二方案三總體方案的的確定及設(shè)計總體方案的的確定及設(shè)計 經(jīng)過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)和搜索資料得知。目前經(jīng)過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)和搜索資料得知。目前,國內(nèi)國內(nèi)大多數(shù)花生脫紅衣設(shè)備的脫皮原理主要采用一對輾輥大多數(shù)花生脫紅衣設(shè)備的脫皮原理主要采用一對輾輥的動靜運動實現(xiàn)摩擦輾搓。輾輥輾搓方式是一對輾輥的動靜運動實現(xiàn)摩擦輾搓。輾輥輾搓方式是一對輾輥反向差速旋轉(zhuǎn)來搓擦花生仁使紅衣從花生籽仁上剝落。反向差速旋轉(zhuǎn)來搓擦花生仁使紅衣從花生籽仁上剝落。但是這種脫紅衣方式使得花生紅衣的脫凈率很低，而但是這種脫紅衣方式使得花生紅衣的脫凈率很低，而且花生仁容易破碎。這樣對后面的深加工是不利的。且花生仁容易破碎。這樣對后面的深加工是不利的。Sub title方案一方案一 利用鼓、盤、輥筒的表面凹凸不平利用鼓、盤、輥筒的表面凹凸不平,靠起伏的鈍齒對靠起伏的鈍齒對物料的摩擦把表皮除掉物料的摩擦把表皮除掉,從而分離出果仁。如一種用于從而分離出果仁。如一種用于咖啡豆的輥筒脫皮機。但是這種方式和前面說的靠膠咖啡豆的輥筒脫皮機。但是這種方式和前面說的靠膠輥來實現(xiàn)脫離一樣會使花生仁的破碎比較嚴(yán)重，而且輥來實現(xiàn)脫離一樣會使花生仁的破碎比較嚴(yán)重，而且這種方式的功耗也非常大。這種方式的功耗也非常大。Sub title方案二方案二 利用皮帶相互間的動靜運動實現(xiàn)摩擦輾搓。皮帶輾利用皮帶相互間的動靜運動實現(xiàn)摩擦輾搓。皮帶輾搓方式是活動摩擦膠帶與固定膠帶組成加工楔形區(qū)搓方式是活動摩擦膠帶與固定膠帶組成加工楔形區(qū),當(dāng)當(dāng)活動摩擦膠帶相對于固定摩擦膠帶的運動時，利用擠活動摩擦膠帶相對于固定摩擦膠帶的運動時，利用擠壓力和剪切力的綜合搓撕作用壓力和剪切力的綜合搓撕作用,將花生紅衣與籽仁分離。將花生紅衣與籽仁分離。這種方式的好處是紅衣的脫凈率高，花生仁的破碎率這種方式的好處是紅衣的脫凈率高，花生仁的破碎率小，功耗低而且效率高。綜上所述，經(jīng)過對比我們采小，功耗低而且效率高。綜上所述，經(jīng)過對比我們采用方案三，此方案更符合我們實際的生產(chǎn)要求。用方案三，此方案更符合我們實際的生產(chǎn)要求。Sub title方案三方案三花生紅衣脫皮機的設(shè)計花生紅衣脫皮機的設(shè)計所選取的方案的3D圖如圖所示脫紅衣機的構(gòu)成脫紅衣機的構(gòu)成1、喂料裝置 2、花生紅衣脫皮裝置 3、紅衣與空氣分離置 4、風(fēng)機 5、紅衣收集管道 6、振動篩主動輪 7、變速箱 8、電機 9、紅衣收集裝置 10、破碎花生仁出料口 11、脫完紅衣的花生仁的出料口 花生紅衣脫皮機的工作過程分析花生紅衣脫皮機的工作過程分析花生紅衣脫皮機的工作過程如圖花生皮花生紅衣脫皮機的工作過程花生紅衣脫皮機的工作過程 經(jīng)干燥后帶紅衣的花生子粒進(jìn)入料斗內(nèi),由下料擋板控制花生粒均勻在淌板上流過,調(diào)節(jié)料門即可調(diào)節(jié)花生子粒的流量。經(jīng)過擋板的花生粒進(jìn)入固定與活動摩擦膠帶形成的楔形區(qū),在活動膠帶的帶動下,花生粒受到兩膠帶的搓撕作用,在擠壓力和剪切力的綜合作用下,紅衣與花生仁分離。紅衣與花生仁分離的效果,可通過改變固定與活動摩擦膠帶的間隙大小進(jìn)行調(diào)整。分離后的花生仁、部分紅衣和胚芽及少量碎仁從兩膠帶出口經(jīng)風(fēng)網(wǎng)吸氣部分左支管下段落到篩面上。在下落過程中,大部分紅衣和灰塵被逆向風(fēng)吸走。由于篩面上物料呈下行體制運動,因而,篩上物既花生仁從振動篩出口進(jìn)入右支管,最后呈成品流出；篩下物既胚芽和碎仁經(jīng)篩孔落至篩底板上,由出口流入分離斗,最后經(jīng)垂直管流出而得到收集。主要部件的設(shè)計主要部件的設(shè)計 該花生紅衣脫皮機的主要工作部件為活動摩擦膠帶和固定摩擦膠帶。兩膠帶的材質(zhì)為白色無毒橡膠材料由專門模具經(jīng)過硫化等工藝壓制而成。其結(jié)構(gòu)如圖。為了增加活動摩擦膠帶和固定摩擦膠帶的脫紅衣效果，特地的將活動摩擦膠帶的表面做成了具有許多凸凹不平的小凸起。這樣可有效的增大摩擦膠帶的表面摩擦系數(shù)。專更好的脫紅衣而設(shè)計。振動篩曲柄轉(zhuǎn)速的確定振動篩曲柄轉(zhuǎn)速的確定 平面篩的目的是把尺寸小于篩孔尺寸的篩上物過濾到篩子下面，使篩上物保持一致。為了使篩上物通過篩孔需滿足兩個條件。一是篩孔的尺寸大于需過濾出的篩上物。二是連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速。連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速應(yīng)該大于物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速并且小于物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。若連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速不能滿足這個條件就無法正常的進(jìn)行篩選。第一個條件已經(jīng)滿足，第二個條件需要計算。振動篩曲柄轉(zhuǎn)速的確定振動篩曲柄轉(zhuǎn)速的確定連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速應(yīng)該大于物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速并且小于物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。：物料與篩面的摩擦角 ：振動面振動方向角 ：振動面傾角物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速：物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速：所以振動篩曲柄轉(zhuǎn)速為：風(fēng)機負(fù)壓的確定風(fēng)機負(fù)壓的確定 當(dāng)脫完紅衣的花生仁和紅衣共同從活動摩擦膠帶上掉落下來時是通過風(fēng)機提供的負(fù)壓來進(jìn)行分離的，此時風(fēng)機提供的負(fù)壓既能把紅衣吸走又能使花生仁掉落下來。為此我們得確定風(fēng)機的負(fù)壓。由計算結(jié)果可得知，風(fēng)機吸氣部分左支管、右支管壓損不等，右支管壓損大，H 右=299 Pa。風(fēng)網(wǎng)壓氣段壓損 H壓=1058 Pa，其風(fēng)網(wǎng)總壓損 H=1375 Pa。該花生紅衣脫皮機的創(chuàng)新點該花生紅衣脫皮機的創(chuàng)新點 經(jīng)過查閱以往的花生紅衣脫皮機的工作原理及工作過程，可知以往的花生紅衣脫皮機在工作過程時功耗大、脫凈率低、破碎率大，但是此花生紅衣脫皮機解決了以上遇到的問題。而且以往的花生紅衣脫皮機只是將紅衣脫離下來并沒有收集，被脫離的紅衣撒的到處都是。該機的創(chuàng)新點在于它可以收集被脫離下來的紅衣，再用于其他地方。結(jié)論與展望結(jié)論與展望 此花生紅衣脫皮機的使用，改變了以前人工勞動強度大、效率低的缺點。同時也解決了以往花生紅衣脫皮機耗電量大、生產(chǎn)效率低的缺點。此花生紅衣脫皮機的研制滿足了大部分的需要。由于該機脫皮率高，花生仁的破碎率低，可以作為以脫完紅衣的花生仁為原材料進(jìn)行深加工的工廠的后盾，同時也解放了勞動力，可實現(xiàn)自動化去皮的全過程。致謝致謝 這次畢業(yè)設(shè)計使我學(xué)到了許多新的知識，知道了學(xué)習(xí)的可貴與獲取知識的辛苦。承蒙老師的耐心指導(dǎo)，使我順利完成了我的畢業(yè)設(shè)計。在此，深深感謝我的指導(dǎo)老師范修文老師。他對我的整體方案的設(shè)計提出了建設(shè)性的意見。給予了我耐心的指導(dǎo)，表現(xiàn)了他對工作高度負(fù)責(zé)的精神。敬敬請各位老各位老師批批評指正指正花生紅衣脫皮機的設(shè)計
第一作者：王九龍 第二作者：范修文
（塔里木大學(xué)機電學(xué)院， 阿拉爾 843300）
摘 要: 花生仁是由紅色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素都集中在籽仁中。無論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一[1]。為此，我們需要設(shè)計與試制一種花生脫紅衣機來除去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。本文通過利用搓擦原理將花生仁上的紅衣去除的方法，闡述了通過搓擦的原理可以將花生仁上的紅衣有效的脫離下來，并且花生仁的破碎率小[2]。通過實驗論證了可以利用兩膠帶之間的搓擦使花生仁上的紅衣有效的脫離下來，可廣泛的應(yīng)用于花生的初加工。
關(guān)鍵詞:花生紅衣;活動與固定摩擦膠帶;搓擦原理;振動篩
中圖分類號：s237 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
A Design on Peanut Red Skin Huller
First author: Wang Jiulong; Second author: Fan Xiuwen
(Electromechanical College of Tarim University, Alar, Xinjiang 843300)
Abstract: A peanut kernel is composed by a red skin and a kernel. The skin is mainly made up of fibrous tissues and stypticins, while the kernel mainly contains nutrients like fat and protein. No matter whether the peanuts are used to extract albumen powder or used to enhance the quality of the extracted strong flavor peanut oil, the red one (generally called red skin) covering the kernel should be peeled after the peanut is shelled, which is one of the essential key procedures in making the products and material processing. Therefore, we need to design and trial-produce a peanut red skin huller, in preparation for the subsequent procedures. So, throughout the paper, the designers stated that rubbing principle could be applied in taking off the red skin and expounded how it worked effectively with low broken rate. By experiments, it has been expounded and proved that the red skin can be dropped successfully with the rubbing between the rubber belts, which can be widely applied in the primary processing of peanuts.
Keywords: peanut red skin; movable and fixed rubber belts; rubbing principle; vibrating screen
0 引 言
我國是花生的故鄉(xiāng)，年產(chǎn)量已超過100億斤?；ㄉ置浠ㄉa(chǎn)于南美洲一帶，世界上栽培花生的國家有100多個，亞洲最為普遍，次為非洲，據(jù)中國有關(guān)花生的文獻(xiàn)記載栽培史約早于歐洲100多年?；ㄉ蝗藗冏u為“植物肉”，含油量高達(dá)50%，品質(zhì)優(yōu)良，氣味清香。花生滋養(yǎng)補益，有助于延年益壽，所以民間又稱之為“長生果”，并且和黃豆一同被譽為“植物肉”、“素中之葷”?；ㄉ臓I養(yǎng)價值比糧食高，可以與雞蛋、牛奶、肉類等一些動物性食物媲美。它含有大量的蛋白質(zhì)和脂肪，特別是不飽和脂肪酸的含量很高，很適宜制作各種營養(yǎng)食品。除供食用外，還用于印染、造紙工業(yè)，花生也是一味中藥，適用營養(yǎng)不良、脾胃失調(diào)、咳嗽痰喘、乳汁缺少等癥[3]。
花生的營養(yǎng)極為豐富，脂肪含量高達(dá)44—56%,蛋白質(zhì)含量達(dá)25—33%，還富含B族維生素和鈣、鐵、鋅、磷等。而花生蛋白質(zhì)中的氨基酸組成也比較合理，花生蛋白是除大豆蛋白以外可替代動物蛋白的又一最佳植物蛋白。因此，人們已不滿足于花生的烘烤食品，而逐漸對花生進(jìn)行深加工和綜合利用。然而，無論是何種產(chǎn)品，花生紅衣總是影響其外觀和質(zhì)量的。必須在加工前脫除。
目前，國內(nèi)只有濕法脫除紅衣機器，其脫皮率只有70&左右，且電耗大、操作不方便等缺點[4][5]。隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展, 花生的利用向著多樣性方向發(fā)展, 花生的精深加工也成為花生果仁高效綜合利用的必然途徑?；ㄉ撕唵沃苯邮秤煤驼ビ屯? 也被用來制作各種風(fēng)味的花生仁、花生糖、花生醬、花生牛奶飲料[6], 也可配制在其他原料中作風(fēng)味料。花生仁是由紅色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素都集中在籽仁中。無論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一[7]。為此，我們需要設(shè)計與試制一種花生脫紅衣機來出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。
1 設(shè)計原理及機構(gòu)
1.1 設(shè)計原理
本機器的主要動力來源是電動機，經(jīng)過傳動部分，從減速器中輸出的圓周運動來帶動皮帶輪，通過皮帶輪的傳動帶動摩擦膠帶的轉(zhuǎn)動。利用活動摩擦膠帶和固定摩擦膠帶搓擦的原理實現(xiàn)花生仁和紅衣的脫離。經(jīng)過脫離的花生仁和紅衣及少量破碎花生仁統(tǒng)一經(jīng)過花生仁與紅衣分離的吸氣管，在吸氣管中根據(jù)花生仁和紅衣的比重不同，利用風(fēng)機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的負(fù)壓把紅衣和花生仁及少量破碎的花生仁分離開來，紅衣則被吸入紅衣收集裝置。此時的花生仁、破碎的花生仁和少許的紅衣會落到振動篩上，通過振動篩的振動，少量的破碎花生仁會穿過篩孔掉落到破碎花生仁的收集裝置。被分離出來的花生仁和少許紅衣則處在篩孔上方并向下滑行，當(dāng)滑到花生仁和紅衣的分離管時，花生仁和紅衣進(jìn)行再一次的分離。分離管中的花生仁則落入花生仁收集裝置，紅衣則通過分離管的引導(dǎo)與第一次被分離出來的紅衣匯合被統(tǒng)一導(dǎo)向紅衣收集裝置。被收集的紅衣再用于其他用處。通過上述的原理來制作干法花生紅衣脫皮機，以此來實現(xiàn)花生仁與紅衣分離的目的?；ㄉt衣脫皮機的工作原理如圖1所示
圖1 花生紅衣脫皮機工作原理
經(jīng)供烤后帶紅衣的花生子粒進(jìn)入料斗內(nèi), 由下料擋板控制花生粒均勻在淌板上流過, 調(diào)節(jié)料門即可調(diào)節(jié)花生子粒的流量。經(jīng)過擋板的花生粒進(jìn)入固定與活動摩擦膠帶形成的楔形區(qū), 在活動膠帶的帶動下, 花生粒受到兩膠帶的搓撕作用, 在擠壓力和剪切力的綜合作用下, 紅衣與花生仁分離。紅衣與花生仁分離的效果, 可通過改變固定與活動摩擦膠帶的間隙大小進(jìn)行調(diào)整。分離后的花生仁、部分紅衣和胚芽及少量碎仁從兩膠帶出口經(jīng)風(fēng)網(wǎng)吸氣部分左支管下段落到篩面上。在下落過程中, 大部分紅衣和灰塵被逆向風(fēng)吸走。由于篩面上物料呈下行體制運動, 因而, 篩上物既花生仁從振動篩出口進(jìn)入右支管, 最后呈成品流出；篩下物既胚芽和碎仁經(jīng)篩孔落至篩底板上, 由出口流入分離斗, 最后經(jīng)垂直管流出而得到收集。
風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)中的左、右支管匯集至風(fēng)機的入口, 被捕吸的紅衣和灰塵由風(fēng)機排出, 再經(jīng)旋風(fēng)除塵器最后得到收集。風(fēng)網(wǎng)吸氣部分左右支管中共有三個側(cè)吸罩和一個傘形罩, 右支管中的兩側(cè)吸罩的捕吸速度, 可調(diào)整風(fēng)門開啟大小進(jìn)行調(diào)節(jié)；左、右支管中的風(fēng)速和風(fēng)量可由兩旋閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。
1.2 總體設(shè)計
花生紅衣脫皮機的機構(gòu)示意如圖2所示。
圖2 花生紅衣脫皮機
1、喂料裝置
2、花生紅衣脫皮裝置
3、紅衣與空氣分離裝置
4、風(fēng)機
5、紅衣收集管道
6、振動篩主動輪
7、變速箱
8、電機
9、紅衣收集裝置
10、破碎花生仁出料口
11、脫完紅衣的花生仁的出料口
花生紅衣脫皮機是一種組合式設(shè)備。它實質(zhì)上是由紅衣與花生仁分離裝置、花生仁與胚芽分離裝置和紅衣收集與除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)三大部分組成。主要包括進(jìn)料裝置； 紅衣與花生仁分離裝置； 花生仁與胚芽分離裝置；紅衣收集與除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)；機械傳動系統(tǒng)及機架等組成。
紅衣與花生仁分離裝置, 由活動摩擦膠帶、固定摩擦帶、摩擦帶間隙調(diào)節(jié)機構(gòu)、活動摩擦帶托輥裝置和張緊調(diào)節(jié)機構(gòu)組成?；顒幽Σ聊z帶與固定摩擦膠帶間形成一楔形空間, 兩帶的摩擦工作面上具有凹形槽, 以增大紅衣與花生仁分離的摩擦力。倆膠帶均采用白色無毒橡膠材料,由專門模具經(jīng)流化等工藝壓制而成。
花生仁與胚芽及少量碎仁分離裝置, 主要由篩體、單層長方形孔篩板、篩體振動曲柄連桿機構(gòu),彈性吊桿及減震機構(gòu)組成。
紅衣收集及除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng), 主要由風(fēng)機、紅衣與花生仁摩擦分離裝置出口側(cè)風(fēng)罩、篩面中段傘形罩、篩面出口側(cè)風(fēng)罩、篩下物出口側(cè)風(fēng)罩、旋風(fēng)除塵器、成品花生仁、胚芽及碎仁出口和料斗等組成。
機械傳動系統(tǒng), 主要由電機、減速器、皮帶輪與皮帶等組成。紅衣與花生仁摩擦分離裝置和振動篩共用一個動力系統(tǒng), 故結(jié)構(gòu)緊湊。
其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示
表1 主要技術(shù)參數(shù)
參數(shù)項目
數(shù)據(jù)
外形尺寸（長×寬×高）（mm）
1611×1280×2412
生產(chǎn)量（kg）
250
活動膠帶速度（m/s）
0.9
振動篩頻率（r/min）
254
振動篩振幅（mm）
5
風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)量（m3/h）
1300
風(fēng)壓（kPa）
1.96
脫皮裝置寬度（mm）
451
動力額定轉(zhuǎn)速（r/min）
1500
2 關(guān)鍵部件設(shè)計
2.1 振動篩曲柄轉(zhuǎn)速的確定
曲柄、連桿和振動篩之間的關(guān)系如圖3所示
圖3 曲柄、連桿和振動篩之間的關(guān)系
平面篩的目的是把尺寸小于篩孔尺寸的篩上物過濾到篩子下面，使篩上物保持一致。為了使篩上物通過篩孔需滿足兩個條件。一是篩孔的尺寸大于需過濾出的篩上物。二是連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速。連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速應(yīng)該大于物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速并且小于物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。若連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速不能滿足這個條件就無法正常的進(jìn)行篩選。第一個條件已經(jīng)滿足，第二個條件需要計算。
振動篩曲柄軸轉(zhuǎn)速應(yīng)大于物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速,小于物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)并經(jīng)過計算求出上滑的臨界轉(zhuǎn)速和下滑的臨界轉(zhuǎn)速。
計算下滑臨界轉(zhuǎn)速的公式：[11]
式中：——物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速()
——物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速()
——振動篩曲柄軸轉(zhuǎn)速()
——振動面傾角（度）
——振動面振動方向角（度）
——物料與篩面的摩擦角（度）
——重力加速度()
——振動篩曲柄半徑()
經(jīng)過測量與查閱相關(guān)資料可得知：
=10° =90° =20° =10 =0.041
將數(shù)據(jù)代入公式可得：
若需要篩上物呈下行體制運動，振動篩曲柄軸轉(zhuǎn)速需大于物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速小于物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。
即：
所以
當(dāng)振動篩曲柄軸的轉(zhuǎn)速在以上計算出的結(jié)果里時，篩上物就會呈現(xiàn)下滑的運動體制。實現(xiàn)了振動篩篩選分離破碎花生仁、紅衣、胚芽和脫完紅衣的花生仁的目的。
2.2 活動摩擦膠帶與固定摩擦膠帶的參數(shù)確定
活動摩擦膠帶也固定摩擦膠帶的材質(zhì)為白色無毒橡膠材料由專門模具經(jīng)過硫化等工藝壓制而成。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。
圖4 活動摩擦膠帶也固定摩擦膠帶
該機器在工作過程中，活動摩擦膠帶是相對固定摩擦膠帶運動的。為了提高該機器在工作過程中脫紅衣的效果，特地的在活動的摩擦膠帶上做了許多凹凸不平的小突起，就是為了增大活動摩擦膠帶的表面粗糙度，來增加脫紅衣的效果。
活動摩擦膠帶所纏繞的兩滾筒之間的距離是405mm，兩膠帶的寬度為451mm，活動摩擦膠帶的速度為0.9m/s，主動滾筒的轉(zhuǎn)速為104r/min。
2.3 風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)量、風(fēng)壓的計算
風(fēng)網(wǎng)的作用就是讓脫完紅衣的花生仁和紅衣進(jìn)行分離，其產(chǎn)生的負(fù)壓的大小能把紅衣吸走切不吸走花生仁。因此這需要計算風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的壓損和能使紅衣被吸走的風(fēng)壓，風(fēng)機所要產(chǎn)生的負(fù)壓的總大小為這兩項的總和。風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成如圖5所示,壓損的計算如表2所示。
圖5 風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成
表2 花生脫紅衣機風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)壓損計算表
設(shè)備名稱或
管段序號
()
()
()
()
壓損
累計
()
左支
338
2.5
0.36
1.4
左支管
338
7.3
0.022
4.3
左支管匯流三通
631
6.3
0.65
15.3
左支管下旋閥
風(fēng)機吸口匯流三通
1123
17.6
0.53
117.6
風(fēng)網(wǎng)吸氣
右支管上旋閥
部分最大
右支管彎管
492
15.6
0.89
130.3
壓損
右支管漸擴(kuò)管
492
10.8
0.11
9.8
喂=229
右支管匯流三通
492
10.8
0.59
41.2
右支管匯流三通
229
5.9
0.14
2.0
右支管
113
2.5
0
3.7
右支管進(jìn)口
113
2.5
1
0.8
3.7
風(fēng)機出口漸擴(kuò)管
1123
19.3
96
風(fēng)網(wǎng)壓氣部分
彎頭
1123
10
0.43
29.4
最大壓力
旋風(fēng)除塵器
1123
936
壓=1058
由各吸風(fēng)口的幾何尺寸以及所選定的捕吸速度，求出其風(fēng)量。
風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)量為：
取
即：
取
由計算結(jié)果可得知，風(fēng)機吸氣部分左支管、右支管壓損不等，右支管壓損較大，
即:右=299
風(fēng)網(wǎng)壓氣段壓損壓=1058，其風(fēng)網(wǎng)總壓損=1375。
為了使左支管、右支管中壓損基本相近，故在左支管、右支管上安裝有旋閥，最后取定風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)壓=1960。
3 結(jié)論
此花生紅衣脫皮機的使用，改變了以前人工勞動強度大、效率低的缺點。同時也解決了以往花生紅衣脫皮機耗電量大、生產(chǎn)效率低的缺點。此花生紅衣脫皮機的研制滿足了大部分的需要。由于該機脫皮率高，花生仁的破碎率低，可以作為以脫完紅衣的花生仁為原材料進(jìn)行深加工的工廠的后盾，同時也解放了勞動力，可實現(xiàn)自動化去皮的全過程。當(dāng)然此機器也存在不足的地方，其中有一個就是花生仁進(jìn)料斗處有可能被花生仁堵住，雖然可以調(diào)節(jié)進(jìn)料口的大小，但是不能實現(xiàn)自動化。因此可以在進(jìn)料斗的下方放一個振動裝置，此振動裝置可以使花生仁均勻的進(jìn)入花生紅衣脫皮裝置，這樣就不至于堵住進(jìn)料口。
參考文獻(xiàn)：
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[2]袁金生.花生紅衣脫除機的研制[J].食品研究與開發(fā),1991,(01)
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花生紅衣脫皮機的設(shè)計開題報告
一、 課題研究的意義
隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展, 花生的利用向著多樣性方向發(fā)展, 花生的精深加工也成為花生果仁高效綜合利用的必然途徑?；ㄉ撕唵沃苯邮秤煤驼ビ屯? 也被用來制作各種風(fēng)味的花生仁、花生糖、花生醬、花生牛奶飲料, 也可配制在其他原料中作風(fēng)味料?；ㄉ适怯杉t色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素都集中在籽仁中。無論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一[5]。為此，我們需要設(shè)計與試制一種花生脫紅衣機來出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。
二、 現(xiàn)狀及分析
1、 國內(nèi)外花生紅衣脫皮機的發(fā)展?fàn)顩r及存在的問題
1.1國內(nèi)花生紅衣脫皮機的發(fā)展?fàn)顩r
目前, 國內(nèi)大多數(shù)花生脫紅衣設(shè)備的脫皮原理主要采用一對輾輥或皮帶相互間的動靜運動實現(xiàn)摩擦輾搓。其中輾輥輾搓方式是一對輾輥反向差速旋轉(zhuǎn)來搓擦花生仁使紅衣從花生籽仁上剝落[1][2] ; 皮帶輾搓方式是摩擦膠帶與固定膠帶組成加工楔形區(qū), 利用兩膠帶的擠壓力和剪切力的綜合搓撕作用, 將花生紅衣與籽仁分離[3] 。按碾輥所用材料可分為: 橡膠輥和金屬基體的表面采用樹脂并粘有石英砂的脫皮輥等。
1.2國內(nèi)花生紅衣脫皮機存在的問題
分析歸納市場上現(xiàn)有的花生機械脫紅衣設(shè)備, 主要存在以下幾個問題: 由于現(xiàn)有設(shè)備大都采用輾搓式, 對輥加工區(qū)域較小, 故加工量小( 100 ~ 200kg /h 左右) , 產(chǎn)量低; 受輾輥材料、對輥間隙等因素影響, 所加工的花生仁整仁率低、破損較大; 現(xiàn)有機械脫皮設(shè)備多為針對某種原料特定加工設(shè)計的, 故其通用性和配套性較差[4]。
1.3國外花生紅衣脫皮機的發(fā)展?fàn)顩r
國外類似產(chǎn)品的脫皮機有三種類型: 鼓式、盤式和輥式。雖然形式各異, 但工作原理是相同的,都是通過轉(zhuǎn)鼓與襯板, 圓盤與擋板以及輥- 輥(壁)之間的相對運動而達(dá)到脫皮的目的。鼓、盤、輥筒的表面凹凸不平, 靠起伏的鈍齒對物料的摩擦把表皮除掉, 從而分離出果仁。如一種用于咖啡豆的輥筒脫皮機[4] , 可以作為花生脫紅衣機設(shè)計參考。其主要部分是一個固定的、帶孔的機體, 內(nèi)部是帶突齒的輥筒。進(jìn)料斗的下面是螺旋推進(jìn)器, 使物料向前運動。水經(jīng)輥筒的中心引入,對物料起清洗作用。操作時, 物料進(jìn)入機器后, 受到輥筒與外殼的摩擦, 首先將果皮脫去, 排出機體。物料繼續(xù)受到摩擦力作用, 同時受到水的沖洗, 到排出口時, 塵雜等亦被全部除去。
1.4國外花生紅衣脫皮機存在的優(yōu)缺點
使用這種設(shè)備可得到優(yōu)質(zhì)、不受損傷的果仁, 但對操作調(diào)試的精細(xì)度要求很高, 機器耗用的動力較大。該脫皮機要配18. 4kW的動力, 主要優(yōu)點是: 處理量大( 3000kg /h) , 輥筒轉(zhuǎn)速較低。而一般盤式脫皮機只需配2. 2~ 2. 9kW 的動力[6]。
1.5研究的內(nèi)容與方法
根據(jù)目前國內(nèi)與國外的花生紅衣脫皮機械的對比可以看出國內(nèi)的花生紅衣脫皮機械簡單、實用、價格低，但是由于現(xiàn)有設(shè)備大都采用輾搓式, 對輥加工區(qū)域較小, 故加工量小( 100 ~ 200kg /h 左右) , 產(chǎn)量低; 受輾輥材料、對輥間隙等因素影響, 所加工的花生仁整仁率低、破損較大; 現(xiàn)有機械脫皮設(shè)備多為針對某種原料特定加工設(shè)計的, 故其通用性和配套性較差。國外的花生紅衣脫皮機械處理量大( 3000kg /h) , 輥筒轉(zhuǎn)速較低。而一般盤式脫皮機只需配2. 2~ 2. 9kW 的動力。但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、更換零件麻煩。因此這就繼續(xù)我們研制出一種結(jié)構(gòu)簡單成本低而且效率高、紅衣脫皮效果好的花生紅衣脫皮機械。該課題的主要研究內(nèi)容有：根據(jù)現(xiàn)有花生紅衣脫皮機的特點，設(shè)計出一種成本低結(jié)構(gòu)簡單效率高地花生紅衣脫皮機械，并利現(xiàn)有的軟件對其進(jìn)行強度分析和優(yōu)化設(shè)計[7]。
設(shè)計花生紅衣脫皮機械的整體結(jié)構(gòu)，主要由電動機、減速器、兩對膠輥、平面運動篩、鏈條、動力傳動裝置和轉(zhuǎn)向裝置等組成。電動機提供動力，通過聯(lián)軸器與減速器連接，分別為兩對膠輥和平面運動篩提供動力。工作部件由兩對膠輥和平面運動篩組成，分為兩組，由減速齒輪帶動。
討論分析了花生紅衣脫皮機械的基礎(chǔ)參數(shù)，參考國內(nèi)和國外紅衣脫皮機械的參數(shù)，要盡量減小功率消耗。根據(jù)選定的有關(guān)參數(shù)，由經(jīng)驗公式計算出花生紅衣脫皮機械所需的功率，根據(jù)該功率選擇電動機型號。
該課題應(yīng)用的研究方法：理論設(shè)計、繪制模擬樣機并進(jìn)行仿真模擬。
1.6預(yù)期目標(biāo)
（1）整機結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，尺寸小，機動性好。
（2）電動機為動力源，造價低、可靠性高、使用簡便。
（3）適于不同大小的花生粒的脫皮，有利于減輕勞動強度，提高工作效率和生產(chǎn)率，對提高花生紅衣脫皮機械化作業(yè)的水平有一定的價值。
三、 重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路
該機動力源電源，通過電動機通過聯(lián)軸器以及減速器，減速器連接傳動機構(gòu)工作，花生紅衣脫皮機械應(yīng)該能對不同大小的花生粒進(jìn)行脫紅皮
（1）選擇動力,設(shè)計傳動裝置和膠輥工作裝置的位置。
（2）運用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。
（3）運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模并進(jìn)行運動仿真。
四、工作條件及解決方法
塔里木大學(xué)位于南疆中心位置，花生種植有一定的面積，而且在農(nóng)大小市場或者超市出售花生的很多，這為項目開展提供了便利的原材料。這是本項目順利實施應(yīng)具備的良好外部科研環(huán)境。塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的實驗室和加工設(shè)備，校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境和雄厚的師資力量，這些都為課題的實施提供了保障。
五、 工作方案及進(jìn)度
第1～2周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報告。
第3～4周 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的種子脫皮機和果實脫皮機確定花生紅衣脫皮機的總體設(shè)計方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡圖。
第5～6周 根據(jù)工作要求，計算并查閱相關(guān)手冊，選擇和設(shè)計各零部件。
第7～9周 運用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。
第10～11周 運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模并進(jìn)行運動仿真。
第12周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實用性能等方面對產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價、校核、修正。
第13周 完成設(shè)計說明書。
第14周 整理材料，準(zhǔn)備答辯。
六、 參考文獻(xiàn)
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[2]譚體升. 花生紅衣脫皮機的設(shè)計與開發(fā)[J]. 中國油脂,2007,32(2)
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[4]黃龍芳. 熱帶食用作物加工[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社,1997:79-80
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