花生去殼機機械設計

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1、 XXX大學郵電與信息工程學院 畢業(yè)設計說明書 論文題目 花生去殼機機械設計 學 號 學生姓名 專業(yè)班級 指導教師 總評成績 年 月 日 XXX大學郵電與信息工程學院 畢業(yè)設計（論文） 目 錄 摘要 II Abstract I 1 緒論 1 1.1課題提出的背景 1 1.2花生去殼機械的發(fā)展 1 1.4花生去殼機械的應用前景展望 5 2 花生去殼機的總體設計 6 2.1花生去殼機械的研究重點 6 2.4刮板式花生去殼機的工作原理 7 3 刮板式花生去殼機主要

2、部件的結構設計 8 3.1設計前各項參數(shù)的確定 8 3.2進料口容量的設計 10 3.3V帶傳動的設計和校核 11 3.4與大帶輪連接的軸的設計和校核 14 3.5刮板結構 16 3.6半柵籠的設計 16 3.7風機的選擇 17 3.8箱體的設計 17 3.9殼仁分離裝置的設計 18 3.10機架的設計 18 3.11刮板式花生去殼機的附件 19 4 花生去殼機的使用說明 20 4.1正確使用花生去殼機的要求 20 4.2使用方法與注意事項 20 總 結 21 致 謝 22 參考文獻 23 摘要 花生是我國主要的農業(yè)經濟作物之一，在世界

3、范圍也是如此。我國的花生產量占世界的三分子一，所以花生在我國是很有競爭力的農產品。 花生去殼機主要就是將經過晾曬的花生進行食品生產前期的脫皮處理。將經過晾曬的花生倒入去殼機料斗中，經過摩擦脫皮，經過分離裝置將皮米自動分離后排出。本設計的去殼機就是利用摩擦脫皮法，對花生仁果仁等類似果仁脫皮。其特點：小型機械，結構簡單；易制造、易操作，成本低；對生產條件要求不高。 通過對脫皮部分與電機的選型配套，軸的選擇及校核計算，傳動裝置的運動參數(shù)及動力參數(shù)的計算，結構設計與布置，及其強度校核以及密封裝置的選擇，使脫皮機具有運轉平穩(wěn)、成本低、維修方便。該機將廣泛用于花生原料的初加工或者用于食品、花生鮮菜、飲

4、料制品和花生露的加工。 關鍵詞 去殼機；摩擦脫皮法；結構設計與布置；傳動裝置設計計算 I Abstract Peanuts are one of the most important economic and oil-bearing crops,it is the largest trade of nuts.peanut production in china accounts for a third of the world,so the peanut is a very competitive agricultural products in our country.

5、 Peanuts peeling machine is mainly is to dry the peanuts through the food production for pre-peeling treatment. After drying in the sun will be poured into peanut peeling machine hopper, apron friction by peeling machine, after a separation device to pico automatically discharged after separation. T

6、he design of the peeling machine is to use friction peeling method, peanuts and the like peeling nuts. Its characteristics:small machinery, simple structure; easy to manufacture, easy to operate, low cost; on the production conditions do not ask. Peeling some of the motor through the selection of m

7、atching, selection and check of the shaft design calculation, transmission of the motion parameters and dynamic parameters of the calculation, structural design and layout, and the strength of the choice of checking and sealing device, so that peeling machine is running stable, low cost, easy mainte

8、nance. The machine will be used in the initial processing of raw peanuts or for food, peanut fresh vegetables, beverages processing products and peanut dew. Keywords Peeling machine friction peeling structural design and decorate transmission device design calculation II 1 緒論 1.1 課題提出的背景

9、 花生中富含脂肪和蛋白質，既是主要的食用植物油來源，而且又可提供豐富的植物蛋白質。利用花生或脫脂后的花生餅粕的蛋白粉，可直接用于焙烤食用，也可作為肉制品、乳制口、糖果和煎炸食品的原料或添加劑。以花生蛋白粉為原料或添加劑制成的食品，既提高了蛋白質含量，又改善了其功能特性?；ㄉ鞍追圻€可以通過高壓膨化制成蛋白肉。花生是食用植物油工業(yè)的重要原料，利用花生油可制造人造奶油、起酥油、色拉油、調和油等，也可用作工業(yè)原料?；ㄉ浐唵渭庸ぞ涂墒秤猛?，經深加工還可以制成營養(yǎng)豐富，色、香、味俱佳的各種食品和保健品?；ㄉ庸じ碑a品花生殼和花生餅粕等可以綜合利用，加工增值，提高經濟效益。 花生在制取油脂、制取花

10、生蛋白、生產花生儀器以及在花生貿易出口時，都需要對花生進行預處理加工?；ㄉ念A處理主要包括花生的剝殼和分級、破碎、軋胚和蒸炒等。 傳統(tǒng)的剝殼為人力手工剝殼，手工剝殼不僅手指易疲勞、受傷，而且工效很低，所以花生產區(qū)廣大農民迫切要求用機器來代替手工剝殼?；ㄉC的誕生在很大程度上改變了這種局面，使花生產區(qū)的農民不必再采用最原始的剝殼方法進行剝殼，從而大大地減輕了農民的體力勞動，同時還提高了花生剝殼的效率。 花生去殼機是將花生莢果去掉外殼而得到花生仁的場上作業(yè)機械。由于花生本身的生理特點決定了花生去皮不能與花生的田間收獲一起進行聯(lián)合作業(yè)，而只能在花生莢果的含水率降到一定程度后才能進行脫殼。隨著

11、花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工去皮已無法滿足高效生產的要求，實行去殼機械化迫在眉睫。[6] 1.2 花生去殼機械的發(fā)展 我國花生去殼機的研制自1965年原八機部下達花生去殼機的研制課題以來，已有幾十種花生去殼機問世。只進行單一去皮功能的花生脫殼機結構簡單，價格便宜，以小型家用為主的花生去殼機在我國一些地區(qū)廣泛應用，能夠完成脫殼、分離、清選和分級功能的較大型花生去殼機在一些大批量花生加工的企業(yè)中應用較為普遍。國內現(xiàn)有的花生去殼機種類很多，如6BH一60型花生剝殼機、6BH一20B型花生剝殼機、6BH一20型花生脫殼機等，其作業(yè)效率為人工作業(yè)效率的2O～60倍以上。錦州俏牌集團生產的TFHS1

12、500型花生除雜去皮分選機組一次能實現(xiàn)花生原料的脫殼、除皮、分選，是一種比較先進的花生后期生產機械。偉民牌6BH一720型花生去殼機帶有復脫、分級裝置，采用搓板式脫殼、風力初選、比重分離清選等裝置，具有結構緊湊、操作靈活方便、脫凈率高、消耗動力小等特點。6BK一22型花生脫殼機是一種一次喂料就可完成花生脫殼工作的機械，經風力初選、風扇振動、分層分離、復脫清選分級后的花生仁可直接裝袋入庫。6BH一1800型花生脫殼機械采用了三軋輥混合脫殼結構，能夠進行二次脫殼。而隨著我國花生產業(yè)的進一步調整，花生產量逐年增加，花生的機械化脫殼程度將大幅提高，花生去殼機械將擁有廣闊的發(fā)展前景。 花生剝殼的原理很

13、多，因此產生了很多種不同的花生去殼機械?；ㄉ鷦儦げ考腔ㄉ鷦儦C的關鍵工作部件，剝殼部件的技術水平決定了機具作業(yè)花生仁破碎率、花生果一次剝凈率及生產效率等重要的經濟指標。在目前的生產銷售中，花生仁破碎率是社會最為關心的主要指標。 八十年代以前的花生去殼機械，破碎率一般都大于8%，有時高達l5%以上。加工出的花生仁，只能用來榨油，不能作種用，也未達到出口標準。為了降低破碎率而探討新的剝殼原理，研制新式剝殼部件，便成為花生去殼機械的重要研究課題。從六十年代初，開始在我國出現(xiàn)了封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式花生剝殼機。自1983年以來，在已有的花生剝殼部件的研制基礎上，我國又相繼研制了多種不同結構型式

14、的新式剝殼部件，其主要經濟技術指標，特別是破碎率指標大有改善。 以下介紹一下我國上個世紀幾種主要的花生去皮部件封閉式紋桿滾筒，柵條凹板式花生去皮部件 六十年代初，我國在吸收國外技術的基礎上，研制了TH-340型花生去殼機，其剝殼部件是在一個圓筒上鑲上若干根紋桿組成的封閉式紋桿滾筒，下面裝有若干根圓鋼條組成的柵條式凹板，如圖1—1所示。 圖1—1 柵條凹板式花生去皮部件 在該機構中花生進口大(3O-50毫米)，出口小(1O-25毫米)，工作時，花生果在滾筒的推動下由進口向出口端運動，在滾筒和凹板的沖擊、擠壓、揉搓作用下直接脫殼，花生受到剝殼機的直接搓擦作用，系強制脫殼，故破碎率高

15、。剝殼時，直徑同凹板柵縫一樣大小的單粒果及雙粒果便從柵縫中分離出來，所以一次剝凈率低，最高80％。為了將混在一起的花生仁和未脫果分離開來，采用柵條式凹板的去殼機一般要配置分離機構。后來研制并生產的TH-47O型，6BH-570型等型式的剝殼機，結構與其大同小異，剝殼質量均不理想。 2、封閉橡膠板滾筒，直立橡膠板式去皮部件 該機的剝殼部件是由封閉膠輥和直立膠板組成，剝殼原理系擠壓式，如圖1—2所示 圖1—2 直立橡膠板式花生去皮部件 作業(yè)時，花生果在膠輥的推動下，通過剝殼間隙(5—20毫米)，由膠輥和膠板的擠壓作用脫殼，避開了剝殼部件的揉搓作用，破碎率有所降低，但仍在5％以上。另外，

16、因直徑小于剝殼間隙的小果未經剝殼便被分離出來，故一次剝凈率很低，只有30%左右。所以不得不增設循環(huán)機構，以使花生經多次擠壓脫殼，致使機器結構復雜、龐大，造價較高。 3、開式紋桿滾筒，編織凹板式花生去皮部件 剝殼部件采用了由兩根金屬紋桿組成的開式紋桿滾筒和用編織絲網制成的編織凹板，其結構如圖1—3所示 圖1—3 編織凹板式花生去皮部件 作業(yè)時，花生果在滾筒的推動下，受擠壓揉搓脫殼，該結構與封閉滾筒式不同，花生果受到開式滾筒的攪拌作用，剝殼力帶有柔性，故其破碎率較低，可控制在3%-5%。另外，與柵條式凹板不同，因系編織網孔凹板，剝殼時，只有直徑小于網孔尺寸的單粒癟果未脫殼而被網孔分離，

17、雙粒長果則漏不出來，仍被剝殼，故剝凈率較高。 4、立式去殼機構 剝殼部件采用了由兩根扁鋼條焊接而成的立式轉子，下面裝著用編織絲網制成的編織平底篩，該剝殼部件如圖1—4所示。 圖1—4 立式花生去皮部件 在剝殼室內，花生果受立式轉子的推動而相互摩擦，從而達到剝殼的目的，此方法系柔性揉搓剝殼。實踐證明，該機破碎率較低，可控制在3％以下。其缺點是由于采用立式傳動，故傳動機構較為復雜。 5、開式扁條滾筒，編織凹板式花生去皮部件 采用了由三根扁鋼條制成的開式扁條滾筒，和用編織絲網制成的凹板結構，如圖1—5 所示。 圖1—5 編織凹板式花生去皮部件 作業(yè)時，花生果在扁條的推動下隨

18、滾筒轉動，在滾筒和凹板之間形成一個活動層，花生果在該活動層內互相揉搓而脫殼。由于在該機構中，避開了剝殼部件的直接擠壓，沖擊的作用，而是花生搓花生，系柔性剝殼，故破碎率較低，該機鑒定時實測破傷率(破碎率+損傷率)為0.91，另外脫凈率及生產效率等指標亦較理想。[10] 1.4 花生去殼機械的應用前景展望 花生生產機械化是農業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分，是農業(yè)和農村經濟持續(xù)快速發(fā)展的重要保證，近年來，花生機械裝備總量不斷穩(wěn)步增長，作業(yè)水平進一步提高，社會化服務規(guī)模不斷擴大，雖然目前花生脫殼機械化水平較高，但是多應用于經濟發(fā)達地區(qū)與示范推廣區(qū)，并且小型機械多、大型機械少，低檔機械多、高性能機械少。在一

19、些地區(qū)，用作種子和特殊用途的花生仁仍采用傳統(tǒng)的手工剝殼，勞動生產率低，區(qū)域性發(fā)展不平衡。進入21世紀，我國花生生產機械化開始了新的發(fā)展階段，農業(yè)結構調整發(fā)生了新的變化，也對花生機械的發(fā)展產生了積極而深遠的影響，不僅拉動了新的有效需求，而且構筑了適合花生生產機械化發(fā)展的新舞臺，為花生生產機械化真正成為農村經濟發(fā)展的推動器提供了廣闊的市場發(fā)展條件。在一些地區(qū)推進花生生產機械化的過程中，相繼出臺了鼓勵和扶持農民購買花生機械、開展花生機械作業(yè)服務的優(yōu)惠政策和措施，調動了農民購買花生機械的積極性，形成了新的市場需求。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，國內外對花生深加工產品的需求不斷增大，提高花生脫殼機械化作業(yè)水

20、平成為必然?；ㄉ摎C在提高勞動生產率，減輕勞動強度方面起到了積極的作用，促進了花生加工業(yè)的科技進步，為花生脫殼機械的發(fā)展提供了空間。[12] 2 花生去殼機的總體設計 2.1 花生去殼機械的研究重點 我國加入WTO以來，國內外關于花生脫殼機械的開發(fā)與推廣應用日益增多，針對現(xiàn)有花生脫殼機械存在的優(yōu)點與不足，在未來的發(fā)展過程中，對花生脫殼機械在生產應用中的經驗進行總結，不斷完善其功能，使其呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭。 2.1.1 提高花生脫殼機械的通用性和適應性 提高花生脫殼機械的通用性和適應性仍是當前的主要研究方向之一目前，許多花生脫殼機械只是針對某一花生品種和所在地區(qū)的生長環(huán)境來設計，其

21、通用性、兼容性和適應性較差。提高花生脫殼機械的通用性和兼容性，使研制的花生脫殼機械通過更換主要部件能夠同時對其他帶殼物料進行脫殼加工。研制通過變換主要工作部件即能滿足不同堅果脫殼作業(yè)需要的脫殼機具，并提高制造工藝水平，降低制造成本，以適應不同加工企業(yè)的需要?；ㄉ摎C械能否適應這種發(fā)展趨勢，將直接影響到花生脫殼機械能否更好的推廣應用與健康發(fā)展。 2.1.2 提高機械脫殼率，降低破損率 對花生脫殼機械的關鍵技術與工作部件進行重點攻關，改革傳統(tǒng)結構，研究新的脫殼機理，優(yōu)化結構設計；同時在整體配置上進一步改進和完善，提高脫殼率，降低籽仁破損率。目前國內外的花生脫殼機械均存在脫殼率和破損率之間的矛

22、盾，處理好這一關鍵技術將關系到花生脫殼機械的發(fā)展前景。 2.1.3 向自動控制和自動化方向發(fā)展 大多數(shù)機具目前仍依賴人工喂料或定位，影響了作業(yè)速度和作業(yè)質量。因此應通過機電一體化手段，開發(fā)設計自動喂料、自動定位脫殼裝置，保證均勻喂料與有效定位，實現(xiàn)機組自動化操作，進一步提高作業(yè)精確性和作業(yè)速度，提高產品質量與生產率，滿足部分大、中型加工企業(yè)的需要，以開拓國內和國外市場。 新技術原理、新結構材料、新工藝將不斷應用于花生機械的研制開發(fā)中，隨著液壓技術、電子技術、控制技術以及化工、冶金工業(yè)的發(fā)展，許多復雜的機械機構、動力傳遞、笨重的材料和落后的工藝將逐漸被取代。減輕重量，減少阻力，簡化操作，減

23、少輔助工作時間，延長使用壽命，降低勞動使用費用等將作為主要設計目標應用于脫殼機械的設計制造。隨著國內外高新技術的進一步發(fā)展，如何將這些高新技術更好的應用到實際生產中，也是目前花生脫殼機械需要盡快解決的問題。 這樣才能保證各個部件之間的有效連接。其結構簡圖如圖2-1所示。 圖2-1 刮板式花生去殼機結構簡圖 2.4刮板式花生去殼機的工作原理 刮板式花生去殼機以前也稱為刀籠剝殼機，是借助轉動軸上的刮板與籠柵的擠壓和打擊作用，將花生果外殼破碎的一種機械設備，其特點是結構簡單、操作方便。其結構如圖2-2所示。它主要由進料機構、剝殼機構和支承機構等部分組成。 圖2-2 刮板式花生去殼機

24、的工作原理簡圖 花生果進入集料斗后，經下部的入料窄口形成薄層流落下來進入剝殼箱內，與高速旋轉的刮板相互碰撞，在刮板的錘擊下，花生殼發(fā)生破裂，從而進行第一次剝殼。部分花生果在下落過程中沒有與刮板發(fā)生碰撞，有些發(fā)生碰撞了而花生殼卻未撞裂，這部分花生落入到由圓鋼棒排列成的柵格上，由于柵格頂部與刮板的旋轉外徑間的間距不足以容納一個花生果，因此花生果將在落入柵格的同時被刮板再次錘擊和擠壓，從而使這些花生果的果殼也被壓碎。剝殼后的仁與殼通過柵格間的間隙落下，在下落的同時，受到風機吹來的經調節(jié)好的氣流作用，果殼因重量輕而被氣流送入集殼通道，而花生仁因重量大，繼續(xù)往下落，從而達到了殼仁分離的目的。 3

25、刮板式花生去殼機主要部件的結構設計 3.1設計前各項參數(shù)的確定 3.1.1刮板的半徑及轉速初定 刮板的旋轉速度必須確保能將部分花生殼撞碎，根據設計經驗當花生果與鋼質物體的相對速度達到5時，可使花生殼破碎而不會破壞到花生仁，可根據此依據設計刮板的轉速與半徑。 花生下落位置在刮板的之間，設計時采用最小碰撞半徑為計算半徑。 根據公式 式（3.1） 根據設計經驗取半徑R=250mm，v=5m/s,則r=125mm， n=382.2r/min 結論：n=382.2r/min 3.1.2 刮板所需功率計算 根據公式可

26、計算出刮板所需的功率 刮板對花生做功 式（3.2） 式中 ——表示刮板改變花生的動能 ——表示刮板改變花生的勢能 ——表示刮板所做的總功 式（3.3） 式（3.4） 式（3.5） 式（3.6） 式中——表示花生接觸刮板時的初速度 ——表示花生脫離刮板式的速度 R——表示花生刮板的碰撞半徑 m——表示花生果的重量 根據所

27、給產量要求為1500kg/h左右，即0.417kg/s，此為花生仁的產量，折合成花生果產量為0.417/純仁率，根據國家標準，可取花生的純仁率為69%，折合花生果產量為0.604kg/s，此即每秒進入剝殼箱內被破碎的花生果的重量?；ㄉ佑|刮板時初速度V1設為1m/s，方向向下，脫離刮板時速度V2為15m/s，方向向左，花生果脫離刮板時相對初始位置高度為500mm。 t=1s，m=0.604kg，=1m/s，=15m/s，R=0.25m =71.212w 加上刮板與花生在柵格中擠壓所需要的能量，P也不會超過500w。為計算電動機的所需工率Pd，先要確定從電動機到工作機之間的總效率。設=0.

28、98、=0.95分別為滾動軸承和V帶傳動的效率，于是有 =0.8668 式（3.7） 式中——表示滾動軸承的傳動效率 ——表示V帶傳動的效率 電動機所需功率不會超過700W，因此可選取電動機的功率為1.5kw，遠大于此計算值，故所選電動機的功率完全符合要求。 3.1.3 傳動方案擬定與比較 由于刮板式花生去殼機的工作軸旋轉速度較高，達到n=382.2r/min，因此可有兩種選擇，第一種是采用一級V帶傳動，第二種是采用兩級混合傳動，而很明顯的，若采用兩級傳動方案，將會致使機器的結構復雜，而且制造成本升高，所以選用一級V帶傳動不僅結構簡單，而且

29、成本也較低，此外采用一級V帶傳動還可以減少功率的消耗，使得傳動的效率進一步得到了提高。 3.1.4 電動機的選擇 根據所選的電動機功率及花生去殼機的工作軸的同步轉速，可選用的電機型號有兩種 Y90L-4型和Y100L-6型 根據電動機的滿載轉速和刮板轉速可算出總傳動比，現(xiàn)將此兩種電動機的數(shù)據和傳動比列于下表3—1 表3—1 不同型號的電動機的各項參數(shù) 方案號 電機型號 額定功率kw 同步轉速r/min 滿載轉速r/min 總傳動比 i 1 Y100L-6 1．5 1000 940 2．459 2 Y90L-4 1．5 1500 1400 3．66

30、3 由上表可知：方案1總傳動比雖小，轉速低，但價格高，作為家用機械的電機不是太合算，故選擇方案2，即電機型號為Y90L-4。 查表得此種電動機的中心高H=90mm，外伸軸徑為24mm，軸的外伸長度為50mm。 3.1.5 傳動裝置的運動和參數(shù)計算 軸的轉速 式（3.8） 式中——表示與電動機相連的軸的轉速 ——表示與大帶輪相連的軸的轉速 ——表示總傳動比，=3.663 軸的輸入功率 =1.35kw 式（3.9） 式中——表示電動機的額定功率 ——表示V帶傳動的效率 軸的轉矩

31、 式（3.10） 3.2 進料口容量的設計 料斗的壁厚為32mm，料斗上方的進料口為長方形形狀，長2064mm，寬1504mm。料斗下方的出料口也為長方形形狀，長2064mm，寬240mm。料斗的高度為600mm。料斗采用鑄造形成，料斗的材料為HT200。在喂料時必須根據料斗的大小適當?shù)膶⒒ㄉ诺竭M料口中，喂料的過程中必須保證喂料時的均勻以免堵住料斗的出口。料斗的形狀見圖3—2 具體結構設計見料斗零件圖。 圖3—2 料斗的形狀結構簡圖 3.3 V帶傳動的設計和校核 首先列出設計的基本條件 電機型號：Y90L-4；額定功率：1.5kw；轉速：=1400r/min

32、；傳動比：=3.663 假設每天運轉時間t<10h 1．確定計算功率 查表得工作情況系數(shù) =1.1 ==1.65kw 式（3.11） 式中——表示額定功率 ——表示工作情況系數(shù) 2．選擇V帶帶型 根據、查得最適合的帶型為A型 3．確定帶輪基準直徑 由主動輪小帶輪的基準直徑系中選取，從動輪大帶輪的基準直徑為 式（3.12） 驗算帶的速度 式（3.13） 由于=<= 因此所選帶的速度合適 4．確定中心距a和帶的基準長度 根據初步確定中心距，計算帶的基準長度

33、 =1972.36mm 式（3.14） 由V帶的基準長度系中選取基準長度 計算實際中心距 式（3.15） 5．驗算主動輪上的包角 所以主動輪包角合適 6． 計算V帶的根數(shù)z 式（3.16） 式中——表示單根V帶所能傳遞的功率 ——表示考慮i≠1時傳動功率的增量 ——表示包角系數(shù) ——表示長度系數(shù) 由,,=3.663查表得 ，，， 代入數(shù)值，經計算 =1.804 取=2 7．計算預緊力 式（3.17） 8．計算作用在軸上的壓軸力

34、 式（3.18） 代入數(shù)值計算得 =482.7N 9．V帶輪的結構尺寸計算及選用 帶輪材料選用HT200 根據基準直徑的大小選用不同的帶輪類型，小徑帶輪采用實心式，大徑帶輪采用輪輻式，主要結構尺寸如表3—2單位：mm 表3—2 帶輪的參數(shù)表 尺寸類型 小帶輪 大帶輪 75 280 基準寬度 11.0 11.0 基準線上槽深 2.75 2.75 基準線下槽深 8.7 8.7 槽間距e 150.3 150.3 第一槽對稱面至端面距離f 輪緣厚