本科畢業(yè)設(shè)計(jì)刮板式花生殼仁分離機(jī).

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1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 作者姓名 學(xué) 號(hào) 2011205903 單 位 機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 2015年5月 教務(wù)處編 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下， 獨(dú)立進(jìn)行研究取得的成果。除文中已經(jīng)引用的內(nèi)容外，論文 中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為 獲得聊城大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位證書(shū)而使用過(guò)的材料。 對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均在文中以明確 的方式表明。本人承擔(dān)本聲明的相應(yīng)責(zé)任。 學(xué)位論文作者簽名： 日期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 摘要 中國(guó)花生

2、仁的出口量每年約在5萬(wàn)噸左右，很多花生制品都需要對(duì)花生進(jìn)行去 殼加工，人工去殼費(fèi)時(shí)費(fèi)力，花生去殼機(jī)械恰好能夠解放勞動(dòng)力，使生產(chǎn)效率大 幅提高，有利于花生加工的快速發(fā)展?？墒顷P(guān)于花生去殼機(jī)械課題的研究在我國(guó) 進(jìn)展緩慢，在花生的去殼率和破損率兩大重要指標(biāo)方面沒(méi)能取得好的成績(jī)，花生 去殼機(jī)械的整體性能也徘徊不前。針對(duì)這一現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)我國(guó)已有的花生去殼原 理和相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)總結(jié)，設(shè)計(jì)了刮板式花生殼仁分離機(jī)。此機(jī)械巧妙的將 刮板和去殼箱的設(shè)計(jì)整合，通過(guò)對(duì)花生摩擦、擠壓，破碎花生殼，實(shí)現(xiàn)花生去殼 的目的，并通過(guò)風(fēng)機(jī)等分離裝置將花生殼與花生仁分別收集，大大提高了花生的 去殼率，降低了花生仁的破損率，提升

3、了花生去殼的經(jīng)濟(jì)效益。本機(jī)還具備操作 方便，價(jià)格便宜，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：刮板式去殼機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) Abstract The export volume of pea nut in China is about 50000 tons per year, a lot of pea nut products n eed to shell process ing pea nuts labor to shell time-c onsuming and laborious. Pea nut shell mach inery to the liberati on of the labor fo

4、rce, In crease product ion efficie ncy and it is con ducive to the rapid developme nt of pea nut process ing. But the research on the mecha ni cal problems of the pea nut hull is slow in China. And it did not get good results in the pea nut shell rate and damage rate of two importa nt in dicators. T

5、he overall performa nee of the pea nut shell mach inery is also hoveri ng become.So,The desig n of the scraper type pea nut shell and kernel separator,from stady ing the existi ng pea nut shell prin ciple and the related mecha ni cal structure in China. This mechanical ingenious will scraper and the

6、 design of the shell box to in tegrate. The purpose of pea nut shell by pea nut shell is pea nut by frict ion and extrusi on. The pea nut shell and pea nut kernel were collected by the separator device n ext. This improves the shell rate of pea nuts and reduc ing the breakage rate of pea nut kern el

7、. This machi ne also has the adva ntagesof easy operati on, cheap price, strong en vir onment adaptability and so on. Keywords： Scarper machine; Peeling machine Driving mechanism 目錄 摘要 Abstract II 1緒論 1. 1課題提出的背景 -1 - 1. 2花生脫殼機(jī)械的發(fā)展 -1 - 1. 3花生脫殼機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀 -2 - 1. 3. 1 總體現(xiàn)狀 -2 -

8、1. 3. 2多種多樣的去殼機(jī)械原理 -2 - 1. 4花生脫殼機(jī)械研究重點(diǎn) -4 - 1. 5花生脫殼機(jī)械應(yīng)用前景展望 -4 - 2刮板式花生殼仁分離機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 -5 - 2. 1刮板式花生殼仁分離機(jī)的結(jié)構(gòu) -5 - 2. 2工作原理 -6 - 3刮板式花生殼仁分離機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -8 - 3. 1重要部位參數(shù)的設(shè)計(jì) -8 - 3. 1. 3確定傳動(dòng)的方案 -10 - 3. 1. 4電動(dòng)機(jī)的選擇 -10 - 3. 1. 5傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)計(jì)算 -11 - 3.2電機(jī)與刮板轉(zhuǎn)子軸之間的 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) -11 - 3. 2. 1

9、確定計(jì)算功率 -12 - 3. 2. 2選擇V帶帶型 -12 - 3. 2. 3帶輪基準(zhǔn)直徑的確定 -12 - 3. 2. 4中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度的計(jì)算 -13 - 3. 2. 5對(duì)主動(dòng)輪上包角:1的驗(yàn)算 -13 - 3. 2. 6預(yù)緊力Fo的計(jì)算 -14 - 3. 2. 7計(jì)算作用在軸上的壓軸力Fp - 14 - 3. 2. 8V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算及選用 -14 - 3.3刮板結(jié)構(gòu) -16 - 3.4半圓形柵格籠 -17 - 3.5 機(jī)架 -17 - 3.6殼仁分離裝置 -18 - 4總結(jié) -18 - 參考文獻(xiàn) -19 - 致謝 -19 - 1緒論

10、 1. 1課題提出的背景 中國(guó)花生仁的出口量每年約在 5萬(wàn)噸左右，脂肪與蛋白質(zhì)在花生中含量很高，其中蛋白 質(zhì)約占比例為百分之二十五，而脂質(zhì)占接近一半，使得花生成為植物蛋白質(zhì)重要的提作物， 花生還同時(shí)在生產(chǎn)植物油方面舉足輕重?；ㄉ徒?jīng)花生粗加工后花生渣中的蛋白質(zhì)，能夠制 造食品添加劑和脂肪、蛋白制品的原料，也可以直接使用。花生仁的用途很廣，既是主要干 果食品又是制做食品、糖果、榨油的主要原料。國(guó)內(nèi)外均有廣闊的消費(fèi)市場(chǎng)。通過(guò)花生制成 的蛋白粉做添加劑或做原料生產(chǎn)的食物，不但大大提升蛋白質(zhì)含有量，也對(duì)其整體起到了質(zhì) 的提升。同時(shí)花生還是食用植物油在工業(yè)的生產(chǎn)原料，它是多種油類(lèi)的制造原材料，在工業(yè)

11、上用途很多?；ㄉ麑?shí)中所含有的兒茶素、賴氨酸對(duì)人體起抗老化的作用。花生果實(shí)、花生 油是腫瘤疾病的天然化學(xué)預(yù)防劑，能降低血小板聚集，預(yù)防和治療動(dòng)脈粥樣硬化、心腦血管 疾病。傳統(tǒng)的花生去殼途徑為人力脫殼，無(wú)論是在效率還是在用工方面都在很大程度上制約 著經(jīng)濟(jì)效益。由于以上因素外加花生種植面積以及生產(chǎn)產(chǎn)量的提高，迫切需要花生去殼機(jī)來(lái) 代替手工操作。 1. 2花生脫殼機(jī)械的發(fā)展 針對(duì)花生殼仁分離機(jī)械這一課題的研制，在中國(guó)要起源于 20世紀(jì)60年代， 自從那次的首次研制以來(lái)，全國(guó)此類(lèi)機(jī)械的研制從未停止，取得了不錯(cuò)的成果。 在我國(guó)使用較廣的花生殼仁分離機(jī)主要是小型的，它沒(méi)有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)操作方便， 而那些

12、具備殼仁分離和篩選性能的殼仁分離機(jī)械只在工廠或企業(yè)中應(yīng)用較廣。我 國(guó)目前擁有較多類(lèi)型的獲勝殼仁分離機(jī)械，如： 6BH — 20型花生脫殼機(jī)、6BH— 20B型花生剝殼機(jī)、6BH — 60型花生剝殼機(jī)等，總體工作效率遠(yuǎn)超人工工作效率， 達(dá)20?60倍以上。偉民牌6BH — 720型花生殼仁分離機(jī)帶有復(fù)脫、分級(jí)裝置，采 用搓板式脫殼、風(fēng)力初選、比重分離清選等裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、脫 殼率高、能耗小等特點(diǎn)。錦州俏牌集團(tuán)生產(chǎn)的TFHS150C型花生除雜脫殼分選機(jī)組 能一次實(shí)現(xiàn)花生原料的脫殼、除皮、分選，此生產(chǎn)機(jī)械總體性能優(yōu)良。6BH一 1800 型花生殼仁分離機(jī)械巧妙設(shè)計(jì)了三軋輥混合脫殼結(jié)構(gòu)

13、，完成二次去殼。 6BK一 22 型花生殼仁分離機(jī)具有一次性可完成花生脫殼工作的機(jī)械，通過(guò)吹風(fēng)篩選、偏心 抖動(dòng)、篩選分級(jí)、二次脫殼分級(jí)后的花生仁可確保脫殼完全?；ㄉ鳛槲覈?guó)重要 的糧食產(chǎn)物，產(chǎn)量呈遞增趨勢(shì)，相應(yīng)的花生殼仁分離機(jī)械的需求也將增加，花生 殼仁分離機(jī)械的發(fā)展必將迎來(lái)好的發(fā)展時(shí)機(jī)。 花生殼仁分離機(jī)械擁有眾多類(lèi)型型號(hào)， 它們的去殼原理也多種多樣。 現(xiàn)如今, 關(guān)于此類(lèi)產(chǎn)品的特性，人們主要關(guān)注的是花生仁的完整率。而花生仁的完整率主 要取決于花生殼仁分離機(jī)械中的殼仁分離結(jié)構(gòu)，花生殼仁分離機(jī)的殼仁分離機(jī)構(gòu) 直接影響花生人的完整率、生產(chǎn)效率等。 為了解決花生殼仁分離機(jī)械的花生破損率問(wèn)題，對(duì)花

14、生去殼原理以及相應(yīng)結(jié) 構(gòu)的研究，成為花生殼仁分離機(jī)械的急需解決的課題。在1990年以前花生殼仁分 離機(jī)械，破損率往往達(dá)到甚至超過(guò) 15%去殼后的花生仁無(wú)法達(dá)到種用水平，更 無(wú)法出口，只可以做榨油來(lái)用。至1960年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)逐漸研制出封閉式紋桿滾筒， 柵條凹板式花生剝殼機(jī)。從二十世紀(jì)八十年代開(kāi)始，通過(guò)對(duì)已有研究成果的學(xué)習(xí) 創(chuàng)新，陸續(xù)研制出多種原理和結(jié)構(gòu)樣式的新型花生殼仁分離機(jī)械，將花生破損率 大幅度降低。 1 ? 3花生脫殼機(jī)械的研究應(yīng)用現(xiàn)狀 1. 3. 1總體現(xiàn)狀 現(xiàn)在我國(guó)的花生去殼機(jī)械種類(lèi)繁多，無(wú)論在去殼原理還是結(jié)構(gòu)上都有較 大差異，但是這類(lèi)機(jī)械的共同點(diǎn)都是無(wú)法保證花生去殼的質(zhì)量，以

15、及無(wú)法保 證低破損率。這種種因素直接導(dǎo)致去殼后的花生無(wú)法走出國(guó)門(mén)走向世界，而 僅僅是用來(lái)榨油以及使用。借鑒外國(guó)花生去殼機(jī)械的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，研究新的花 生去殼機(jī)械顯得尤為重要。 1. 3. 2多種多樣的去殼機(jī)械原理 花生去殼機(jī)械的去殼原理有很多，下面介紹一下普及率較高的幾種花生去 殼原理。 撞擊法去殼 此類(lèi)方法巧妙地運(yùn)用了物體的慣性，首先將花生加速，在花生 達(dá)到一定速度后瞬間給它一個(gè)較大的阻力，花生在阻力作用下外殼得到變形而 發(fā)生破裂達(dá)到花生去殼的效果。這類(lèi)離心去殼機(jī)械通常由給花生提供速度的加 速圓盤(pán)和圓盤(pán)四周帶有棱角的四壁組成。當(dāng)花生在加速圓盤(pán)提供的離心力作用 下以高速撞擊四壁，在速度適中

16、時(shí)花生殼因力的作用發(fā)生形變導(dǎo)致破裂。在花 生與四壁碰撞分開(kāi)后，高彈性形變的外殼發(fā)生破裂，且無(wú)法保持高速向外移動(dòng)， 而花生仁獲得的彈力不大，受損較小，從外殼裂縫中自然彈出，完成花生的去 殼。此類(lèi)去殼機(jī)械適用于花生這種花生殼與仁粘結(jié)度不大間隙較大的作物的去 殼作業(yè)。 碾搓法去殼這類(lèi)花生去殼原理是利用上下兩個(gè)帶有棱角的圓盤(pán)相互運(yùn) 動(dòng)，對(duì)放入其中間的花生進(jìn)行摩擦擠壓，使花生殼破碎來(lái)進(jìn)行花生去殼的。 一般采用轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)和固定圓盤(pán)相配合的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將花生 從圓盤(pán)中心處送入兩圓盤(pán)之間的狹窄間隙，轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤(pán)會(huì)提供花生一個(gè)離心 力，在離心力的作用下，花生向圓盤(pán)邊緣移動(dòng)，同時(shí)受到來(lái)自固定圓盤(pán)和轉(zhuǎn)

17、動(dòng)圓盤(pán)上棱角的摩擦、擠壓，使得花生殼破碎，達(dá)到花生殼仁分離。這類(lèi)機(jī) 械受花生含水量的影響較大，對(duì)圓盤(pán)的大小、間距和棱角的要求比較嚴(yán)格。 剪切法去殼 這種去殼原理是利用多組刀面和刀刃相互運(yùn)動(dòng)，對(duì)其間的花 生產(chǎn)生剪切力致使花生殼破裂，來(lái)完成花生去殼。此類(lèi)機(jī)械的主要機(jī)構(gòu)部件 一般是帶有刀塊的刀塊座和帶有刀塊的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。刀塊底座往往設(shè)計(jì)為 凹形結(jié)構(gòu)，并具備一定調(diào)節(jié)功能，目的是適應(yīng)不同大小的花生，使刀塊之間 的距離更合理。機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，帶有刀塊的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，刀塊與刀塊間 進(jìn)行剪切，把花生殼剪碎，分離花生殼與仁。值得關(guān)注的是這類(lèi)機(jī)械往往會(huì) 對(duì)花生仁造成較大的損傷，生產(chǎn)的花生仁破損率較高，刀塊與刀

18、塊的相對(duì)位 置難于設(shè)計(jì)，有待改善。 擠壓法去殼 這種花生去殼原理較為簡(jiǎn)單，采用兩個(gè)平行放置、旋轉(zhuǎn)反向 且保持一定間隙的圓柱輥設(shè)計(jì)，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，花生送入并通過(guò)兩個(gè)圓柱輥的 間隙，在間隙處被擠壓使得外殼破碎，達(dá)到花生去殼效果。此類(lèi)機(jī)械的設(shè)計(jì) 重點(diǎn)在于保證花生很好的通過(guò)兩圓柱輥間隙，同時(shí)使得花生被擠壓的力度恰 到好處，所以兩圓柱輥間隙的設(shè)計(jì)影響著花生去殼的效率和質(zhì)量。 搓撕法去殼這種花生去殼原理為把花生送入具有一定彈性且相對(duì)運(yùn)動(dòng) 的輥筒間隙，通過(guò)擠壓和搓撕實(shí)現(xiàn)花生去殼。對(duì)輥筒的要求如下，輥筒需要 水平安裝，兩個(gè)輥筒選用不同轉(zhuǎn)速，在輥筒表面形成線速度差，輥筒采用有 較好彈性性能和較大摩擦系數(shù)的橡膠

19、材料。機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，花生被送如去殼部 位，當(dāng)花生與輥筒接觸時(shí)，保證其嚙入角比摩擦角小時(shí)，花生可以在輥筒間 通過(guò)，花生在經(jīng)過(guò)輥筒區(qū)域時(shí)受到輥筒的摩擦力，產(chǎn)生搓撕作用?；ㄉ谳?筒區(qū)域時(shí)同時(shí)還會(huì)受到擠壓作用，搓撕力和擠壓力共同作用于花生，使得花 生殼發(fā)生塑性變形而破裂，完成花生的去殼工作，同時(shí)橡膠材質(zhì)的輥筒有效 的保護(hù)了花生仁的完整性和低破損率。這類(lèi)機(jī)械的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于輥筒材質(zhì)的 選取、軋入角和旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)計(jì)。 1 ? 4花生脫殼機(jī)械研究重點(diǎn) 自從中國(guó)成為世界貿(mào)易組織的一員以來(lái)，受外界影響，我國(guó)對(duì)花生去殼 機(jī)械的研究課題逐漸上升，現(xiàn)在花生去殼機(jī)械種類(lèi)繁多，但存在著這樣那樣 的不足，需要結(jié)合此類(lèi)機(jī)械

20、在實(shí)際生產(chǎn)中的需要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、吸取教訓(xùn)，優(yōu)化 花生去殼機(jī)械的功能，尤其是機(jī)械的適應(yīng)性、去殼率和破損率急需得到改善, 使花生去殼機(jī)械良性化發(fā)展。 1 ? 5花生脫殼機(jī)械應(yīng)用前景展望 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化已經(jīng)成為我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)大幅度的提升 了農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。有關(guān)花生的機(jī)械也應(yīng)運(yùn)而生，并勢(shì)頭猛進(jìn)，每年花生機(jī) 械的銷(xiāo)售總量持續(xù)上升，機(jī)械化程度穩(wěn)步提升，社會(huì)的需求量也逐年增長(zhǎng)， 但是花生去殼類(lèi)機(jī)械卻沒(méi)能得到較好的普及，現(xiàn)在大多數(shù)的花生去殼機(jī)械都 分布在較發(fā)達(dá)省份，并且機(jī)械化水平參差不一，總體上是小型的和抵擋的機(jī) 械較多而大型的和高性能的機(jī)械較少。在部分區(qū)域，種用花生仁甚至還在靠 人力去殼，不能

21、保證高的勞動(dòng)生產(chǎn)率，是花生去殼機(jī)械地理分布不平衡的明 顯表現(xiàn)。2000年以來(lái)，隨著花生需求的增加，產(chǎn)量的提高，花生機(jī)械化水平 也上了一個(gè)臺(tái)階，國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)的高度重視給花生機(jī)械的研究注入了新的力量。 為了農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展和解放勞動(dòng)力，花生去殼機(jī)械的研制得到了國(guó)家的支持, 同時(shí)國(guó)家對(duì)購(gòu)買(mǎi)花生機(jī)械提供補(bǔ)貼，目的是幫助農(nóng)民尤其是不發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)民 購(gòu)買(mǎi)花生機(jī)械，擴(kuò)大市場(chǎng)需求，提高花生去殼機(jī)械在農(nóng)業(yè)上的使用率，打破 花生去殼機(jī)械地區(qū)發(fā)展不平衡的現(xiàn)狀。事實(shí)證明，國(guó)家這一政策很好的調(diào)動(dòng) 了農(nóng)民對(duì)花生去殼機(jī)械的購(gòu)買(mǎi)興趣，花生去殼機(jī)械水平正在逐漸提升，面對(duì) 高需求的花生去殼加工現(xiàn)狀，花生去殼機(jī)械化無(wú)疑會(huì)在客觀上降低人力

22、勞動(dòng) 量，提升勞動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益，為花生去殼機(jī)械的不斷發(fā)展創(chuàng)新提供了源源不斷的 動(dòng)力。 2刮板式花生殼仁分離機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 2. 1刮板式花生殼仁分離機(jī)的結(jié)構(gòu) 首先，通過(guò)刮板式花生殼仁分離機(jī)的作業(yè)原理，我們知道花生通過(guò)此機(jī)械的各個(gè)結(jié)構(gòu)， 它們依次為集料斗、去殼箱、柵格、下箱出口、比重分選篩、分選口、花生仁收集斗。下面 將圍繞這一流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)時(shí)將按照花生通過(guò)此刮板式花生殼仁分離機(jī)的順序進(jìn)行。位于此機(jī)械頂端的為集料 斗，而去殼箱緊接與集料斗的下面，為了裝備方便，把這兩個(gè)結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)。刮板顯然要 安裝在去殼箱里面，刮板是用來(lái)完成花生去殼的主要結(jié)構(gòu)， 花生去殼后要經(jīng)過(guò)柵格向下流轉(zhuǎn),

23、所以將柵格設(shè)計(jì)在去殼箱的底部， 為了方便花生下落，柵格采用弧形結(jié)構(gòu)固定在去殼箱底端, 通過(guò)柵格后的花生需要進(jìn)行花生仁與殼的分離，本設(shè)計(jì)采用揚(yáng)場(chǎng)機(jī)原理，安裝一個(gè)風(fēng)機(jī)對(duì)從 柵格下落的花生殼與仁進(jìn)行吹風(fēng)，目的是把風(fēng)阻較大，質(zhì)量較輕的花生殼吹到設(shè)計(jì)好的花生 殼收集通道，同時(shí)已經(jīng)去殼的花生下落到比重分選篩，通過(guò)比重分選篩把花生仁斜向上送入 花生仁收集箱，把去殼不完全的花生斜向下送入再次去殼通道。通過(guò)風(fēng)機(jī)把它們吹如集料斗 再次去殼，使得所有花生在完成殼仁分離后，花生仁統(tǒng)一收集在花生仁收集箱內(nèi)。 在主要結(jié)構(gòu)以外，還要合理設(shè)計(jì)相應(yīng)的連接、支撐、定位結(jié)構(gòu)，方便并保證花生殼仁分離 機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，大體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如

24、圖 2.1所示。 料斗 2. 2工作原理 刮板式花生殼仁分離機(jī)的前身是刀籠去殼機(jī)， 它的原理很簡(jiǎn)單，為利用去殼箱內(nèi)的刮板和 柵格對(duì)花生的摩擦與擠壓，使得花生殼碎裂而得到花生殼仁分離的機(jī)械， 它具有結(jié)構(gòu)不復(fù)雜、 便于操作的優(yōu)點(diǎn)。其組成部分有進(jìn)料裝置、去殼裝置、分級(jí)裝置以及支撐機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如圖 2.2所示 圖22刮板式花生殼仁分離機(jī) 花生從集料斗放入，然后通過(guò)底部狹窄的入口向去殼箱滑落，滑落同時(shí)和飛速運(yùn)轉(zhuǎn)中 的刮板摩擦擠壓，使得花生外殼受損，完成了花生的首次去殼。與此同時(shí)，還有一些花生 從去殼箱到柵格過(guò)程中并沒(méi)有和刮板摩擦，或者是擠壓不夠強(qiáng)烈，當(dāng)這些花生掉到空間更

25、為狹窄并且狹窄到柵格和刮板外徑之間小到不大于一個(gè)完整花生的距離的柵格上時(shí)，空間 的狹窄加上花生向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)導(dǎo)致花生又一次被摩擦與碰撞，最終使得這部分先前沒(méi)有 去殼的花生也得到了一定程度的去殼。經(jīng)過(guò)去殼的花生殼和花生仁分別由柵格處掉落，掉 落期間，它們被風(fēng)機(jī)提供的適宜風(fēng)力水平吹動(dòng)，使得風(fēng)阻大且質(zhì)量輕的花生殼吹到花生殼 收集處，同時(shí)風(fēng)阻小且質(zhì)量大的花生仁落入比重分選篩表面，通過(guò)比重分選篩的花生仁將 斜向上送入花生仁收集箱，而沒(méi)有完全去殼的花生斜向下滑進(jìn)再次去殼通道，通過(guò)風(fēng)力適 中風(fēng)機(jī)將其送入集料斗進(jìn)行再次殼仁分離，這樣以來(lái)能夠明顯提高花生的去殼率。

26、 3刮板式花生殼仁分離機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 刮板式花生殼仁分離機(jī)重要部件設(shè)計(jì)的合理性關(guān)系到本機(jī)械的整體運(yùn)行狀 態(tài)，設(shè)計(jì)的好才能高效的進(jìn)行花生去殼作業(yè)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的降低很有可能導(dǎo)致整 個(gè)機(jī)械的癱瘓，高標(biāo)準(zhǔn)、高要求，目的就是設(shè)計(jì)出高性能、高效率的刮板式花 生殼仁分離機(jī)。 3. 1重要部位參數(shù)的設(shè)計(jì) 3. 1. 1刮板半徑和轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì) 對(duì)刮板轉(zhuǎn)速的要求是既能保證花生外殼碾碎，同時(shí)也必須保證花生仁的完 好。而在花生和金屬之間相對(duì)速度保持在 5m/s左右時(shí)能夠很好的保證對(duì)刮板 的要求，刮板的半徑和轉(zhuǎn)速將以此來(lái)設(shè)計(jì) 如圖3.1所示，R > R是花生的下落距離， 衛(wèi)是最小碰撞半徑，將其設(shè) 2 2

27、 計(jì)為計(jì)算半徑 v = 2二 nr v -二nR 當(dāng)半徑R=250mm, 由式（3.1）得n = 5 ■: 0.25 =6.37r / s 二 382.2r / min 求得：R=250mm，n=382.2r/min 3. 1. 2計(jì)算刮板的功率 由公式P =Q計(jì)算得到刮板相應(yīng)的功率 t 刮板對(duì)花生做的功 設(shè)計(jì)產(chǎn)量給定為二十到三十千克每分鐘

28、 ,換算為0.417kg/s,即花生純?nèi)? Q 二 Ek Ep Ep :刮板導(dǎo)致花生勢(shì)能的變量 Ek :刮板導(dǎo)致花生動(dòng)能的變量 1 2 1 2 Ek = Ei E2 mvi mv2 2 2 Ep 二mg hmgR 式中巳一一花生果的初動(dòng)能（J） E2 ――花生果的末動(dòng)能（J） W ――花生果的初速度（m/s） V2 ――花生果地末速度（m/s） Q 二討儀；v； 2gR） p = Q 2 . v； ■ gR) t 2t 2 出產(chǎn)量，換算為花生果出產(chǎn)量是0.417/純?nèi)事?根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，一般地區(qū)得到的 花生純?nèi)事蕿榘俜种?換算為花生果出產(chǎn)量是 0.604kg

29、/s,這就是在去殼 箱中每秒碾碎的花生果的重量?；ㄉ鷱呐龅焦伟宓诫x開(kāi)刮板時(shí)速率由每秒一米 變?yōu)槊棵胧迕?，速度方向有垂直向下變?yōu)樗较蜃螅?離開(kāi)刮板的高度設(shè)為500 毫米 t=1s m=0.604kg/s v^i = 1m/s v2 = 15m/s R=0.5m 式(3.4) 1m 2 2 (w v2 gR) 2t 仆 0.604 2 2 P (1 15 9.8 0.5)=0.302 230.9 =69.73W 2 x1 將花生在刮板和柵格之間摩擦的能量計(jì)算到 P中，P始終小于500W。設(shè)!、 2 分別是滾動(dòng)軸承和V帶傳動(dòng)的效率，從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總效率 ，得

30、 =0.8851 式(3.5) 設(shè)電動(dòng)機(jī)所需功率為 Pd，得Pd =Pw小于700W，已知提供的電動(dòng)機(jī)功率是 n 15000W，1500W>>700W，所以提供的電動(dòng)機(jī)功率完全符合要求。 3. 1. 3確定傳動(dòng)的方案 刮板式花生殼仁分離機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)工作軸旋轉(zhuǎn)速度大致為每分鐘 382.2轉(zhuǎn)， 可選擇的傳動(dòng)方案有2種，一個(gè)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且成本較高的兩級(jí)混合傳動(dòng)方案， 另一種是一級(jí)V帶傳動(dòng)方案，相比較之下，選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性價(jià)比高的一級(jí) V帶 傳動(dòng)方案。 3. 1. 4電動(dòng)機(jī)的選擇 由提供的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)功率，適宜電機(jī)型號(hào)為以下兩種 Y90L-4 型 與 Y100L-6 型

31、 計(jì)算傳動(dòng)比(通過(guò)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和刮板轉(zhuǎn)速可算出)，這兩種電動(dòng)機(jī)的 數(shù)據(jù)和傳動(dòng)比列如下表3.1所示 表3.1電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和傳動(dòng)比 萬(wàn)案 號(hào) 電機(jī)型 號(hào) 額定功率 kw 同步轉(zhuǎn)速 r/min 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 總傳動(dòng)比 1 Y100L-6 1. 5 1000 940 2. 459 2 Y90L-4 1. 5 1500 1400 3. 663 由上表可知：方案1擁有低轉(zhuǎn)速，較小的總傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是價(jià)格過(guò)高，不 適合本機(jī)械的電機(jī)選用，所以選擇第二個(gè)方案，即電機(jī)型號(hào)為 丫90L-4。 通過(guò)查表知道這種電動(dòng)機(jī)的外伸軸徑是 24毫米，中心高H為90

32、毫米，軸 的外伸長(zhǎng)度為50毫米 3. 1. 5傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)計(jì)算 軸的轉(zhuǎn)速 小=1400r /min n2 = m / i 二 382.2r / min i /n2 =1400/382.2 =3.663 軸的輸入功率 P2 = Fd 2 =1.5 0.952 =1.35kw 軸的轉(zhuǎn)矩 T2 = 9 5 5F0/ n2 1 35 382.2 式中F2 ——軸的輸入功率(kw) T2――軸的轉(zhuǎn)矩(N.m) 3.2電機(jī)與刮板轉(zhuǎn)子軸之間的V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 基本設(shè)計(jì)參數(shù)的羅列 電機(jī)型號(hào)：Y90L-4 額定功率：1.5kw 轉(zhuǎn)速：n1=1400r/mi n 傳

33、動(dòng)比：i =3.663 設(shè)計(jì)每天工作時(shí)間小于10小時(shí)，即t<10h 3. 2. 1確定計(jì)算功率Pca Pea 二 KaP 式(3.7) 式中Pea ――計(jì)算功率(kw) P——傳遞的額定功率(例如電機(jī)的額定功率 kW Ka ――工作情況系數(shù) 由文獻(xiàn)［13］表14.1-12查得Ka=1.1 Pea=KAP=1.1 1.5=1.65(kw) 3 . 2. 2選擇V帶帶型 根據(jù)Pca、n1查文獻(xiàn)［13］,由表14.1-3確定帶型為A型 3. 2. 3帶輪基準(zhǔn)直徑的確定 查文獻(xiàn)［13］,由表14.1 — 18和表14.1 - 19在主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑系中選取 dd1 = 75mm

34、 , dd1 =75mm 從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為 式(3.8) dd2 dd1 =2.333 75mm = 174.975mm 按表圓整得 dd2 =175mm 驗(yàn)算帶的速度 二dd1 rh 60 1000 二 75 1400 60 1000 m/s 二 5.498m/s 式(3.9) 5m/ s ： v = 5.498m/s ： 25m/s 所以選擇的帶的速度合適 3. 2. 4中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度的計(jì)算 初取中心距 a2 =350mm 2 (dd 2 dd 1) Ld 式(3.10) 二 2ao (ddi dd2) 2 4a° Ld

35、 亠 350 2(75 175) (175-75)2 4 350 =999.2mm 查文獻(xiàn)［13］由表14.1-7選擇帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld =1000mm 計(jì)算實(shí)際中心距a a=a° 5 X =(350 ■^[mm = 350.04mm 式(3.11) 2 2 3. 2. 5對(duì)主動(dòng)輪上包角:'1的驗(yàn)算 ：1 =180 -57.3 (dd2 -*1)=163.63 120 式(3.12) a 主動(dòng)輪包角合適 式(3.13) Pca 侃 R)k：K 式中K -――包角系數(shù) K l ――長(zhǎng)度系數(shù) p。一一單根V帶的基本額定功率 ■■■^0 ――單根V帶的

36、額定功率的增量 由 n^1400r/min , dd^75mm , i =2.333 查文獻(xiàn)［13］表 14.1 - 17d 和表 14.1-13 得 Po -0.68kw， :Po =0.17kw , K,嚴(yán)0.95, K^ 0.89 代入數(shù)值，計(jì)算 = 2.3 1.65 (0.68 0.17)0.95 0.89 取z=3 3. 2. 6預(yù)緊力F。的計(jì)算 查文獻(xiàn)［13］表 14.1- 14 得::q = 1.1kg/m F0 =500PcaG2.^ -1) qv2 式(3.14) vz K： 1.65 2.5 2 F。=500 ( 1) 1.1 5.498

37、-84.630N 3 5.498 0.95 3. 2. 7計(jì)算作用在軸上的壓軸力Fp Fp = 2zF0sin ' 1 2 式(3.15) 式中 Fq 單根帶的預(yù)緊力 N Z——帶的根數(shù) ：1 ――主動(dòng)輪的包角（° ） 代入數(shù)值計(jì)算得 163.63° Fp =2 3 84.630 sin 502.6N p 2 3. 2. 8V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算及選用 帶輪材料選用HT200 帶輪種類(lèi)的選用主要看基準(zhǔn)直徑，大、小徑的帶輪一般分別選擇輪輻式和 實(shí)心式帶輪，它們的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)下表 3.2 3.2電機(jī)與比重分選篩間傳動(dòng)帶輪參數(shù)表 單位：mm 尺寸類(lèi)型 小帶輪

38、 大帶輪 dd 75 175 基準(zhǔn)寬度bd 11.0 11.0 基準(zhǔn)線上槽深hamin 2.75 2.75 基準(zhǔn)線下槽深hfm^ 8.7 8.7 槽間距e 15 ± 0.3 15± 0.3 第一槽對(duì)稱(chēng)面至端面距離 f 10： 10： 輪緣厚5 12 12 帶輪寬B 40 40 外徑da 85.5 185.5 輪槽角? 38 ： 38： 極限偏差 ±1 : ±1: 孔徑d0 24 26 輪轂長(zhǎng) 50 35 di 32 輪輻厚b1 8 hi 20 h2 16 D 200.5

39、 3.3刮板結(jié)構(gòu) 作為刮板式殼仁分離機(jī)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，刮板結(jié)構(gòu)的功能為實(shí)現(xiàn)花生去殼。刮 板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)為將4塊鋼板以垂直分布安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下 圖3.2所示 圖3.2刮板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 刮板選用的是45號(hào)鋼，能夠保證刮板的強(qiáng)度，完成通過(guò)摩擦與擠壓來(lái)對(duì)花生 進(jìn)行去殼的目的，此外刮板還要經(jīng)過(guò)表面滲碳處理，滲碳厚度為 1到1.5毫米， 熱處理的硬度要求為HRC56-62,刮板的4塊鋼板厚度為8.5毫米，長(zhǎng)500毫米， 寬130毫米，刮板末端和軸中心相距二百五十毫米，連接刮板用的圓筒內(nèi)外徑分 別為26毫米和120毫米，刮板連接支架長(zhǎng)140毫米，其截面長(zhǎng)40毫米、寬20 毫米，

40、分別用2根支架連接固定1塊刮板，刮板和支架為螺栓連接，螺栓型號(hào)為 M10。 3.4半圓形柵格籠 半圓形柵格籠是一種選擇性通過(guò)的篩選裝置，只有經(jīng)過(guò)去殼的花生才能通過(guò) 它下落，而沒(méi)有被去殼的花生則不能通過(guò)，即小于柵格間距的物質(zhì)能夠通過(guò)， 同時(shí)大于柵格間距的物質(zhì)不能通過(guò)。半圓形柵格籠的柵格間距恰恰允許單個(gè)花 生仁一樣大的物品通過(guò)，通過(guò)去殼的花生變?yōu)橥暾幕ㄉ逝c不完整的花生殼 的混合物，花生仁順利的通過(guò)柵格向下掉落，同時(shí)未去殼的花生和去殼不充分 的花生不能通過(guò)柵格，它們繼續(xù)留在去殼箱中，反復(fù)被刮板和去殼箱擠壓直至 去殼充分。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖3.3所示。 圖3.3半圓形柵格籠 半圓形柵

41、格籠由柵條和墻板組成，墻板對(duì)柵條起固定作用， 柵條的材料選擇 20號(hào) 鋼，墻板的材料選擇為 HT200。柵條設(shè)計(jì)長(zhǎng)度是538毫米，其截面為10，由 于對(duì)柵條的表面及硬度要求特殊，柵條的表面需有滲碳處理，滲碳厚度為 1到 1.5毫米，對(duì)其的熱處理硬度為 HRC56-62,每根柵條保持十個(gè)毫米的長(zhǎng)度，并 將其安裝固定到墻板中， 半圓形柵格籠的內(nèi)徑設(shè)計(jì)成 516毫米，這樣半圓形柵格籠就 組裝完成了。另外對(duì)半圓形柵格籠柵條的裝備設(shè)計(jì)可行范圍的位移浮動(dòng)，保證花生在去殼 時(shí)受到過(guò)度擠壓摩擦造成花生仁的破壞。 3.5機(jī)架 機(jī)架不直接參與花生去殼的加工，但它的作用是對(duì)刮板式花生殼仁分離機(jī)的 各重要

42、機(jī)構(gòu)提供連接、支撐與定位。考慮到刮板式花生殼仁分離機(jī)的裝備情況， 把機(jī)架設(shè)計(jì)成兩部分：機(jī)架座與機(jī)架蓋，材料均為 HT200,采用鑄造成型工藝， 它們之間用螺栓進(jìn)行連接，采用圓錐銷(xiāo)定位。 3.6殼仁分離裝置 花生殼仁分離裝置是將花生殼與花生仁分類(lèi)的裝置， 由氣流通道與花生殼和 仁的收集箱組成。氣流通道的一側(cè)安裝風(fēng)機(jī)，另一側(cè)連接收集箱。此裝置是對(duì)通 過(guò)去殼箱去殼后的花生的分離裝置，主要是通過(guò)氣流把風(fēng)阻較大、 質(zhì)量較輕的花 生殼吹入花生殼收集通道，把風(fēng)阻較小、質(zhì)量較大的花生仁吹落到花生仁收集通 道的裝置。 4總結(jié) 現(xiàn)如今，花生去殼的原理和設(shè)備各式各樣，本文對(duì)此作了一定的介紹，同時(shí) 也對(duì)

43、花生去殼類(lèi)機(jī)械的發(fā)展方向表明了自己的見(jiàn)解和分析。刮板式花生殼仁分離 機(jī)的設(shè)計(jì)屬于花生去殼機(jī)的設(shè)計(jì)，刮板式花生殼仁分離機(jī)解放了勞動(dòng)力，將花生 手工去殼方式機(jī)械化為機(jī)器去殼，無(wú)論是在對(duì)花生去殼的生產(chǎn)效率上還是在花生 去殼的質(zhì)量上都有了大幅的提高。本刮板式花生殼仁分離機(jī)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)為刮板的 結(jié)構(gòu)和半圓形柵格籠的結(jié)構(gòu)，這也是此款花生去殼機(jī)的特點(diǎn)。經(jīng)刮板式花生殼仁 分離機(jī)去殼的花生的破損率的保證是難點(diǎn)，經(jīng)過(guò)對(duì)刮板、半圓形柵格籠和去殼箱 的反復(fù)研究計(jì)算驗(yàn)證，最終成功突破這一難點(diǎn)，保證了刮板式花生殼仁分離機(jī)的 整體性能。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)我四年大學(xué)的檢驗(yàn)，也是一次鍛煉的機(jī)會(huì)，我從中提 升了分析解決問(wèn)題的

44、能力。我會(huì)將從中學(xué)到的所有都謹(jǐn)記在心，將從中認(rèn)識(shí)到的 不足都在以后努力改正，而這一切的一切都將成為我成長(zhǎng)道路上的寶貴財(cái)富，加 油！ 參考文獻(xiàn) [1] 劉天模，徐辛梓?工程材料[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2011:123-160. [2] 郭宏亮，孫志宏.機(jī)械原理[M].北京：北京大學(xué)出版社， 2011:6-30. [3] 馮清秀，鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2013:49-90. [4] 臧勇.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法[M].北京：冶金工業(yè)出版社， 2013:200-251. ⑸ 孟憲珍.花生脫殼機(jī)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn) [J].國(guó)外農(nóng)機(jī)，1980，3( 1):15-

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