花生去壳机设计说明书.doc

目录目录 内容摘要.2 关键词.2 ABSTRACT.2 KEY WORDS.3 1 引言.3 11 课题提出的背景及花生去壳机械的发展 .3 12 花生脱壳机械的研究应用现状 .8 13 花生脱壳机械研究重点 .10 14 应用前景展望 .11 2 刮板式花生去壳机的结构及工作原理.11 21 刮板式花生去壳机的结构 .12 22 工作原理 .13 3 刮板式花生去壳机主要部件的结构设计 .14 31 设计前各项参数的确定.14 32 V 带传动.16 3.3 轴 .19 3.4 刮板结构 .24 3.5 半栅笼 .24 3.6 箱体 .25 3.7 壳仁分离装置 .25 3.8 机架.26 3.9 附件.26 4 总结.27 参考文献.28 英文资料.29 中文译文.36 致谢.41 内容摘要：内容摘要：花生是我国主要的农业类经济作物之一，并且在世界范围内也是如此。 花生作为主要的油料作物和坚果商品，贸易产量居世界第一位，每年都能达到 1000000 吨 的贸易量。我国种植花生的面积十分广，在世界范围内都是拥有很大比重的。我国以世界 六分之一的花生种植面积生产了占世界三分之一的花生产量。所以花生在我国是一个很有 竞争力的农产品。 花生脱壳机的出现大大改善了人们的生产劳动状况和花生的加工效率，推进了花生加 工产业的发展。就目前来讲，花生去壳机对花生的破碎率和成仁率都比较低，但是国际市 场对于花生的加工效率需求很大，这就需要我们进一步提升花生去壳机的破碎率和花生荚 果的成仁率。研制新的原理和方法是推广花生市场的关键。 关键词：关键词：花生脱壳机;驱动机构;工作部件 Abstract:Abstract: Peanuts are one of the most important economic and oil-bearing crops, it is the largest trade of nuts .Each year, about the trade 1000000 tons. Our peanut planting area of the planting area of peanuts, total The yield of 1/3, is Chinas few international competitiveness of agricultural commodities. Peanut production and development Processing, is to improve the agricultural export increase farmers income, the urgent need .Peanut sheller in ease peoples labor intensity, improve productivity plays .The positive role, promote the development of the processing of peanuts. But, at home and abroad and peanuts For peanut sheller rate and damage rate of index is higher, beyond the requirement of use Seed and commercialization of standard, limiting the use scope. Therefore, reducing the peanuts Broken rate and the damage rate still is one of the key research peanuts. For blanched Physical properties of a drum bars of peanuts KeyKey Words:Words: Peanut sheller Driving mechanism Working part 1 1 引言引言 1 11 1 课题提出的背景及花生去壳机械的发展课题提出的背景及花生去壳机械的发展 花生是我国主要的经济作物之一，花生富含的脂肪和蛋白质，可为我们提供食用 植物油和丰富的植物蛋白质。并且花生饼粕的蛋白粉可直接用于焙烤食用或者作为肉 制品、糖果、乳制口和煎炸食品的原料或添加剂。花生蛋白粉制成的食品，提高了蛋 白质含量，改善了其功能特性。花生蛋白粉还可以制成蛋白肉。花生作为食用植物油 工业的重要原料，利用花生油可制造色拉油、人造奶油、起酥油、调和油等，也可用 作工业原料。花生经简单加工就可食用，经深加工可以制成营养丰富并且色、香、味 俱佳的各种食品和保健品。花生加工副产品花生壳等可以综合利用，使其加工增值， 大大提高经济效益。 花生在制取油脂、生产花生仪器、制取花生蛋白以及在花生贸易出口时，都需要 对其进行预加工处理。花生的预处理包括花生壳的破碎、花生的剥壳和分级、蒸炒和 轧胚等主要工序。 以花生为原料生产出的产品都离不开剥壳加工。花生在制取油脂的时候，剥壳的 目的是为了提高花生的出油率， 提高毛油和饼粕的质量，利于后续工序的进行和皮 壳的综合起来的利用。传统的剥壳为人力手工剥壳，手工剥壳的弊端是不仅手指易疲 劳、受伤，而且工效很低，所以花生产区迫切需要用机器来代替手工剥壳。花生剥壳 机的诞生与一步步的改进在很大程度上改变了这种局面，使花生产区的农民避开了最 原始的剥壳方法的种种不利之处，在大大地减轻了农民的体力劳动的同时还提高了花 生剥壳的效率。 花生脱壳机的关键在于去掉花生荚果的外壳从而得到花生仁。由于花生其自身的 生理特点决定了花生脱壳过程不能与花生的田间收获过程一起进行联合作业，花生荚 果的含水率低至一定程度时才可以进行脱壳。随着花生种植范围的不断扩大以及花生 产品的广受喜爱，花生产量要求在不断加大，花生手工脱壳已远远无法满足高效生产 的要求，实行花生的脱壳机械化迫在眉睫。 1965年原八机部下达花生脱壳机的研制课题，我国的花生去壳机开始诞生。原始 的花生去壳机功能单一，只有去壳的功能，这种花生去壳机一般以小型家用为主，且 应用广泛。对于企业中花生需求量大的情况应用较为普遍的是拥有分级功能的较大型 花生脱壳机。我国现有的花生脱壳机种类很多，比如6BH一60型花生剥壳机、6BH一20 型花生剥壳机、6BH一20B型花生脱壳机等(技术参数见附表)，作业效率超出人工作业 效率的2O60倍。锦州俏牌集团生产的一种比较先进的花生后期生产机械-TFHS1500 型花生除杂脱壳分选机组只需一次就可以实现花生原料的脱壳、除皮、分选。带有复 脱、分级装置的伟民牌6BH一720型花生脱壳机，采用搓板式脱壳、风力初选等装置， 具有结构紧凑、操作灵活方便、消耗动力小、脱净率高等特点。6BH一1800型花生脱 壳机械由于它的三轧辊混合脱壳结构固能够进行二次脱壳。而随着我国花生产业的逐 年扩大，花生的机械化脱壳程度必须相应的大幅提高，花生脱壳机械的发展前景非常 广阔。 花生剥壳的原理很多，因此产生了很多种不同的花生剥壳机械。花生剥壳部件是 花生剥壳机的关键工作部件，剥壳部件的技术水平决定了机具作业刚花生仁破碎率、 花生果一次剥净率及生产效率等重要的经济指标。在目前的生产销售中，花生仁破碎 率是社会最为关心的主要指标。 八十年代以前的花生剥壳机械，破碎率一般都大于8%，有时高达l5%以上。加工 出的花生仁，只能用来榨油，不能作种用，也达到出口标准。为了降低破碎率而探讨 新的剥壳原理，研制新式剥壳部件，便成为花生剥壳机械的重要研究课题。从六十年 代初，开始在我国出现了封闭式纹杆滚筒，栅条凹板式花生剥壳机。自1983年以来， 在已有的花生剥壳部件的研制基础上，我国又相继研制了多种不同结构型式的新式剥 壳部件，其主要经济技术指标，特别是破壳率指标大有改善。 以下介绍一下我国上个世纪几种主要的花生剥壳部件 1封闭式纹杆滚筒，栅条凹板式花生剥壳部件 图 1 六十年代初， 我国在吸收国外技术的基础上，研制了TH-340型花生剥壳机，其 剥壳部件是在一个圆筒上镶上若干根纹杆组成的封闭式纹杆滚筒，下面装有若干根圆 钢条组成的栅条式凹板，如图1所示。 在该机构中花生进口大(3O-50毫米)，出口小(1O-25毫米)，工作时，花生果在滚 筒的推动下由进口向出口端运动，在滚筒和凹板的冲击、挤压、揉搓作用下直接脱壳， 花生受列剥壳机的直接搓擦作用，系强制脱壳，故破碎率高。剥壳时， 直径同凹板 栅缝一样大小的单粒果及双粒果便从栅缝中分离出来，所以一次剥净率低，最高 80。为了将混在一起的花生仁和未脱果分离开来，采用栅条式凹板的剥壳机一般要 配置分离机构。后来研制并生产的TH-47O型，6 BH-570型等型式的剥壳机，结构与其 大同小异，剥壳质量均不理想。 2 封闭橡胶板滚筒，直立橡胶板式剥壳部件 该机的剥壳部件是由封闭胶辊和直立胶板组成，剥壳原理系挤压式，如图2所示 图 2 作业时，花生果在胶辊的推动下，通过剥壳间隙(520毫米)，由胶辊和胶板的 挤压作用脱壳，避开了剥壳部件的揉搓作用,破碎率有所降低，但仍在5以上。另外， 因直径小于剥壳间隙的小果未经剥壳便被分离出来，故一次剥净率很低，只有30%左 右。所以不得不增设循环机构，以使花生经多次挤压脱壳，致使机器结构复杂、庞大， 造价较高。 3 开式纹杆滚筒，编织凹板式花生剥壳部件 剥壳部件采用了由两根金属纹杆组成的开式纹杆滚筒和用编织丝网制成的编织凹 板，其结构如图3所示 图3 作业时，花生果在滚筒的推动下，受挤压揉搓脱壳，该结构与封闭滚筒式不同， 花生果受到开式滚筒的搅拌作用，剥壳力带有柔性，故其破碎率较低，可控制在3%-5% 。另外，与栅条式凹板不同，因系编织网孔凹板，剥壳时，只有直径小于网孔尺寸的 单粒瘪果末脱壳而被网孔分离，双粒长果则漏不出来，仍被剥壳，故剥净率较高。 4 立式剥壳机构 剥壳部件采用了由两根扁钢条焊接而成的立式转子，下面装着用编织丝网制成的 编织平底筛，该剥壳部件如图4所示。 图4 在剥壳室内，花生果受立式转子的推动而相互磨擦，从而达到剥壳的目的，此方 法系柔性揉搓剥壳。实践证明，该机破碎率较低，可控制在3以下。其缺点是由于 采用立式传动， 故传动机构较为复杂。 5 开式扁条滚筒，编织凹板式花生剥壳部件 采用了由三根扁钢条制成的开式扁条滚筒，和用编织丝网制成的凹板结构，如图 5所示。作业时，花生果在扁条的推动下随滚筒转动，在滚筒和凹板之间形 图5 成一个活动层，花生果在该活动层内互相揉搓而脱壳。由于在该机构中，避开了剥壳 部件的直接挤压， 冲击的作用，而是花生搓花生，系柔性剥壳，故破碎率较低， 该 机鉴定时实测破伤率(破碎率+损伤率)为091。另外脱净率及生产效率等指标亦较理 想。 1 12 2 花生脱壳机械的研究应用现状花生脱壳机械的研究应用现状 1 12 21 1 常见脱壳原理常见脱壳原理 撞击法脱壳 原理是高度运动的物料因为突然受阻而产生了一种冲击力破碎外壳 的，从而达到脱壳的目的，比如离心脱壳机。这种离心脱壳机的组成为甩料盘及粗糙 壁板组成，粗糙板安装在甩料盘周围。花生高速旋转的离心力是由甩料盘提供，甩料 盘促使花生荚果高速运转撞击壁面，速度越大产生的撞击力也越大，直到花生壳产生 变形，继而产生裂缝。撞击壁面时花生壳产生的变形使其有了不同的运动速度。而里 面的花生荚果所受的弹性力较小，运动速度变化不大，这样使得花生荚果与花生外壳 有了一定的速度差，花生荚果作用于花生壳的裂缝处继而产生脱离花生壳的目的。但 是这种方法对于花生壳较厚连接紧密的花生品种就有些不适宜，花生壳较厚就需要更 大的离心力和更大的速度差，可能效果不是很理想。 碾搓法脱壳 碾搓法顾名思义，就是通过两个磨片的碾搓使夹在其间的花生荚果 外壳破碎而达到脱壳的目的，其中一块磨片是固定不动的而两外一块则是运动着的。 最典型的例子就是圆盘剥壳机，它是由一个固定圆盘和一个转动圆盘组成的，通过圆 盘间的相互碾搓达到破碎花生壳的目的。而它的磨片上具有的牙齿对花生荚果具有一 定的剪切作用，这样在剪切力和摩擦力的双重作用下花生荚果的去壳率明显增加。这 种办法需要控制好的因素主要有圆盘的直经、花生荚果的含水率、磨片之间工作间隙 的大小、转速高低、磨片上槽纹的形状和荚果的均匀度等。 剪切法脱壳 这种方法的主要原理是在转鼓间高速旋转的花生荚果受到转鼓中固 定不动的刀架的剪切力作用导致花生荚果外壳的破碎实现花生去壳的目的。以刀板剥 壳机为例子来解释这一原理。刀板剥壳机由刀板转鼓和刀板座组成其主要部件，其上 面均有刀板，通过凹形的刀板座可以调节刀板座与刀板转鼓之间的间隙，使其适合花 生荚果的大小使破碎过程更加便利。花生外壳的破裂和脱落主要是旋转刀板转鼓与刀 板之间产生剪切作用使然。这种方法的主要影响因素有转鼓转速的高低、原料水分含 量、刀板之间的间隙大小等。 挤压法脱壳 挤压法脱壳法师靠相互运动的圆柱辊间的相互挤压从而达到破碎去 壳的目的。但是这对圆柱辊是有一定要求的，其运动方向相反，相对间隙也要有一定 的要求控制。首先要使花生荚果能够进入而后才能够被挤压，其次花生荚果与挤压辊 直接的接触情况也很重要，总之，控制好两挤压辊间的间隙大小是影响籽粒破损率和 脱壳率高低的关键。 1 12 22 2 新型脱壳技术新型脱壳技术 激光法 具体办法是采用激光切割技术直接作用于坚果外壳。试验显示，这种方 法的整仁率几乎可以达到96%，但这种方法费用昂贵且效率低下，因此很难大量推广。 压力膨胀法 原理是在花生壳内充入一段时间的气体，目的是使花生壳内外达到 气压平衡，然后瞬间卸压，打破壳内外压力平衡，此时壳体在外界高压作用下发生爆 破从而达到破碎去壳的目的，这种方法的关键因素是把握好充气压力、籽粒的含水率 和稳定压力维持时间等。 真空法 利用真空爆壳机创造的真空条件下加热荚果到一定温度，与此同时在真 空泵的抽吸下使花生外壳的水分不断蒸发移除，花生壳的韧性与强度大大降低而脆性 却显著提高。 1 12 23 3 花生脱壳机械的工艺研究花生脱壳机械的工艺研究 在脱壳技术方面，花生脱壳机械的工艺研究主要为了提高脱壳率及脱壳质量。 分级处理 经过分级处理后的花生荚果会更有利于破壳的顺利进行。 水分含量 花生荚果的含水率必须控制在一定量范围，否则严重影响果仁破碎率 和去壳率。外壳含水率低至一定范围时脆性大大增加，脱壳会更加顺利更加充分，与 此同时成仁率也会大大加大。但是同样的，果仁含水率比较低时，其脆性也会大大加 大，易碎率也会加大。所以，为了提高去壳率的同时又要满足果仁的成仁率，含水量 也不可过低，必须控制在一定的范围以内。 1 12 24 4 花生脱壳机械存在的问题花生脱壳机械存在的问题 目前我国花生脱壳机的技术仍然保持在2O世纪90年代初的水平上，花生去壳机的 研究没有很大的突破，金投入也不足，整体水平没有显著提高。由于机械方法的脱壳 容易造成花生果仁的破坏，所以这种通过花生去壳机生产出来的花生果仁一直不能用 于播种使用。花生脱壳技术仍然有去多问题有待改善： 脱壳率低同时果仁破损率 高，损失大。 通用性差，利用率低。机具性能不稳定，适应性差。 作业成 本偏高，制造工艺水平较低，同时能耗较高。 有些产品单单进行了样机试制或少 量试生产，没有经过大量的试验所以可靠性低，很难大面积推广使用。 1 13 3 花生脱壳机械研究重点花生脱壳机械研究重点 我国加入WTO之后，国内外有关花生产量和生产效益的项目日益增多，针对现在 技术上的局限性，与此同时结合以往的经验进行总结，提高总体花生去壳机的可行性 和通用性，不断完善其实际功能，才能使花生去壳机械的发展日益扩大。 1 13 31 1 提高通用性和适应性提高通用性和适应性 当前的主要研究方向仍是提高花生脱壳机械的通用性和适应性。目前，大部分的 花生去壳机都是有针对性的设计，针对某一品种或是某一生长环境，所以不可以很好 的广泛适应于所有地区及花生品种，也就是说现有花生去壳机械的通用性和兼容性比 较低。 如果加大其通用性和兼容性，便可通过更换某些主要部件便可以满足于各种 不同需求，这就使得花生去壳机的生产加工及装配更加方便，也降低了生产成本，而 工艺水平也可以大大提高。对于不同的企业都可以广泛使用。提高通用性和适应性才 能使花生去壳机更好的推广应用。 1 13 32 2 提高机械脱壳率。降低破损率提高机械脱壳率。降低破损率 改善与提高花生脱壳机械的关键技术与工作部件，对传统结构进行改革，研究新 的脱壳机理，对结构进行进一步的优化；同时对整体配置上进行进一步改进和完善， 针对于脱壳率的提高，以及籽仁破损率的降低。脱壳率和破损率之间的矛盾目前是普 遍存在于国内外的，处理好脱壳率和破损率的关系，把握好最适宜中间值。 1 13 33 3 向自动化方向发展向自动化方向发展 大多数花生去壳机械目前自动化程度低，作业速度和作业质量得不到一定的保障。 因此通过机电一体化手段来实现花生脱壳装置的自动化是目前最为期待的局面。一体 化手段保证实现了机组的自动化操作流程，可以很大程度上提高作业质量和作业速度， 对于加工产品的质量与生产效率同样也是大大提高，一定程度上可以满足部分加工企 业的需要。 1 14 4 应用前景展望应用前景展望 随着农业现代化进程的推进与完善，实现花生生产的机械化随之逐渐完善也一直 受到重视。随着近年来，花生机械设备总体数量不断稳步增长，作业效率进一步提高， 适用性范围进一步扩大，即便目前花生脱壳机械化水平较高，但是多应用于经济发达 地区与示范推广区，并且以小型机械为主，大型机械数量很少，产品性能也普遍比较 低档。而在很多地区，这种机械化生产出来的果仁还是不可以用作播种，果仁的破碎 率达不到有效保证。这就导致了区域经济的发展不平衡问题。21世纪以来，我国花生 生产机械化进入了新的发展阶段，农业结构发生了新的调整变化，与此同时对花生机 械的发展也产生了积极且深远的影响，不仅研发满足了新的有效需求，而且适合了花 生生产机械化发展的新舞台，提供了广阔的市场发展条件，使花生生产机械化真成为 农村经济发展的推动器。在某些地区还出台了鼓励和扶持广大农民购买花生生产机械 还有提供花生机械作业服务的优惠政策和措施，调动了广大农民去购买花生机械的积 极性，产生了新的市场需求。随着花生种植业面积和市场的不断扩大，对花生进行深 加工的要求在国内外都相继产生，这就要求我们提高花生脱壳机械化作业水平，提高 生产加工作业效率。花生脱壳机在提高劳动生产率和减轻劳动强度方面起到了积极的 作用，为花生脱壳机械化的发展提供了很大空间。 2 2 刮板式花生去壳机的结构及工作原理刮板式花生去壳机的结构及工作原理 2 21 1 刮板式花生去壳机的结构刮板式花生去壳机的结构 根据刮板式花生去壳机的剥壳原理可知道，花生是从上至下依次经过集料斗、剥壳 箱、栅格、下箱出口、分选口，花生仁收集斗这些部件的，因此设计剥壳机的整体结构 的依据就出来了。 设计过程是从上往下，从花生的装集开始，最上面是集料斗，集料斗下方是剥壳箱， 集料斗可与剥壳箱设计为一个整体。在剥壳箱内，花生必须经过刮板的撞击和挤压作用 才能进行剥壳，因此，将刮板设计置在剥壳箱内。花生经过刮板的撞击和挤压进行剥壳 后，要经过位于剥壳箱底部的栅格，于是可以把栅格设计成一个半圆栅笼，将其固定在 剥壳箱的下半箱内。花生穿过栅格后经过剥壳箱底部的出口往下落，在下落过程中，设 计一个风机的吹入口，其作用是将经过剥壳的花生壳与花生仁进行分离，重量稍重的不 被风吹走，而重量较轻的花生壳将被风机吹来的气流带入到花生壳收集通道，通道的底 部设计成一定角度。经过分离的花生仁往下落，落入花生仁收集通道，将此通道与花生 壳收集通道的底面设计成一个整体，这样的设计可以让被风吹走的花生仁通过自身的重 量往下回滚到花仁收集通道。 为保证整机的各部分的安装，需设计一个机架，机架起到其它几个部分的支承、定 位、连接作用，并将电机安装在机架里面，剥壳机安装在机架的上方。其结构简图如图 2-1 所示。 图 2-1 2 22 2 工作原理工作原理 刮板式花生去壳机以前也称为刀笼剥壳机，是借助转动轴上的刮板与笼栅的挤压和 打击作用，将花生果外壳破碎的一种机械设备，其特点是结构简单、操作方便。其结构 如图 1-1 所示。它主要由进料机构、剥壳机构和支承机构等部分组成。 图 1-1 花生果进入存料斗后，经下部的入料窄口形成薄层流落下来进入剥壳箱内，与高速旋转 的刮板相互碰撞，在刮板的锤击下，花生壳发生破裂，从而进行第一次剥壳。部分花生 果在下落过程中没有与刮板发生碰撞，有些发生碰撞了而花生壳却未撞裂，这部分花生 落入到由圆钢棒排列成的栅格上，由于栅格顶部与刮板的旋转外径间的间距不足以容纳 一个花生果，因此花生果将在落入栅格的同时被刮板再次锤击和挤压，从而使这些花生 果的果壳也被压碎。剥壳后的仁与壳通过栅格间的间隙落下，在下落的同时，受到风机 吹来的经调节好的气流作用，果壳因重量轻而被气流送入集壳通道，而花生仁因重量大， 继续往下落，从而达到了壳仁分离的目的。 3 3 刮板式花生去壳机主要部件的结构设计刮板式花生去壳机主要部件的结构设计 刮板式花生去壳机能否正常运转，看的是其主要部件的设计，如果设计不合理，机 器就不能正常运转或者说不能运转，那么生产出来的这台机器就是一堆费品。设计合理， 机器就能正常的运转对并对花生果进行剥壳。因此，刮板式花生去壳机的主要部件的设 计在整个设计过程中显得尤为重要，合理的设计将提供给使用者更多的方便和实惠。 3 31 1 设计前各项参数的确定设计前各项参数的确定 3 31 11 1 刮板的半径及转速初定刮板的半径及转速初定 刮板的旋转必须确保能将部分花生壳撞碎，当花生果与钢质物体相对速度达到 5 时，可使花生壳破碎而不会破坏到花生仁，可根据此依据设计刮板的转速与半径。sm/ 如图 3-1 所示，花生下落位置在之间，设计时采用最小碰撞半径为计算半R R 22 R 径 nrv2 取半径 R=250mm，则 n=382.2r/min 结论：R=250mm， n=382.2r/min 图 3-1 3 31 12 2 刮板所需功率计算刮板所需功率计算 根据公式可计算出刮板所需的功率 t Q P 刮板对花生做功 pk EEQ ：刮板改变花生的动能 k E ：刮板改变花生的势能Ep 2 2 2 121 2 1 2 1 mvmvEEEk mgRmghEp )( 2 1 2 2 2 1 gRvv m Q )( 2 1 2 2 2 1 gRvv t m t Q P 根据所给产量要求 1500kg/h,即 0.417kg/s,此为花生仁的产量，折合花生果产 量为 0.417/纯仁率,根据国家标准，湖南所处地理位置可取花生的纯仁率为 69%,折合花 生果产量为 0.604kg/s,此即每秒进入剥壳箱内被破碎的花生果的重量。花生接触刮板时 初速度设为 1m/s，方向向下，脱离刮板时速度为 15m/s,方向向左，脱离刮板时相对初 位置高度为 500mm t=1s m=0.604kg/s =1m/s 1 v =15m/s 2 v R=0.5m =(0.302+67.95+2.96)W=71.212w)( 2 1 2 2 2 1 gRvv t m t Q P 加上刮板与花生在栅格中挤压所需要的能量，P 也不会超过 500w。为计算电动机的所需 工率 Pd，先要确定从电动机到工作机之间的总效率。设、分别为滚动轴承和 V 带 1 2 传动的效率，于是有 =-0.8668 2 2 2 1 电动机所需功率不会超过 700W，由于给定电动机的功率为 1.5kW，远大于此计 w d P P 算值，故所给电动机的功率完全符合要求。 3 31 13 3 传动方案拟定传动方案拟定 由于刮板式花生去壳机的工作轴旋转速度较高，达到=382.2r/min 可有两种选择， 2 n 第一种是采用一级 V 带传动，第 二种是采用两级混合传动，而很明显的，若采用两 级传动方案，将会致使机器的结构复杂，而且成本升高，所以选用一级 V 带传动。 3 31 14 4 电动机的选择电动机的选择 根据所给的功率及同步转速，可选用的电机型号有两种 Y90L-4 型 和 Y100L-6 型 根据电动机的满载转速和刮板转速可算出总传动比，现将此两种电动机的数据和传 动比列于下表 方案号电机型号额定功率 kw同步转速 r/min 满载转速 r/min 总传动比 i 1Y100L-6 15 1000940 2459 2Y90L-4 15 15001400 3663 由上表可知：方案 1 总传动比虽小，转速低，但价格高，作为家用机械的电机不是 太合算，故选择方案 2，即电机型号为 Y90L-4。 查表得此种电动机的中心高 H=90mm，外伸轴径为 24mm，轴的外伸长度为 50mm。 3 31 15 5 传动装置的运动和参数计算传动装置的运动和参数计算 轴的转速 min/1400 1 rn min/2 .382/ 12 rinn 轴的输入功率 =1.35kw 22 22 95 . 0 5 . 1 d PP 轴的转矩 mNnPT.732.33/9550 222 3 32 2 V V 带传动带传动 首先列出设计的基本条件 电机型号：Y90L-4 额定功率：1.5kw 转速：=1400r/min 1 n 传动比： =3.663i 假设每天运转时间 t10h 1.确定计算功率 ca P 查表得工作情况系数 =1.1 A K =1.11.5=1.65(kw) ca PPKA 2选择 V 带带型 根据、查得最适合的带型为 A 型 ca P 1 n 3确定带轮基准直径 由主动轮基准直径系中选取，从动轮基准直径为mmdd75 1 mmmmdid dd 725.27475663 . 3 12 故选从动轮基准直径为 280mm 验算带的速度 smsm ndd v/498 . 5 / 100060 140075 100060 11 v=23.74MPa,故主轴合格。MPa60 1 5 轴承的校核 选择轴两端的轴承为 6205。 由轴的校核可知： ，NRH77.30 1 NRH00.16 2 NRV87.94 1 NRV52.242 2 径向力 式(3.26)NRRR VH 74.99 2 1 2 11 NRRR VH 05.243 2 2 2 22 轴向力 0 21 AA ，1 1 X0 1 Y ，1 2 X0 2 Y 取冲击载荷系数 ，2 . 1 p f 则 式(3.27)NAYRXfP p 69.11924.9912 . 1 11111 NAYRXfP p 66.29105.24312 . 1 22222 由于， 则按轴承 2 计算 12 PP 式(3.28)h p c n Lh1037124 66.291 11200 91060 10 60 10 3 66 所以，轴承的使用完全满足要求。 3.43.4 刮板结构刮板结构 刮板结构是整个机器的关键部分，它的作用就是对花生果进行剥壳。此结构采用四 钢板十字交叉固定在旋转筒架上，其结构如图 3-3 所示 图 3-3 因为采用的是打击和挤压两种方式配合进行剥壳，所以对刮板的强度有一定要求， 采用材料是 45 号钢，而且刮板的表面必须进行处理，表面渗碳 1-1.5mm，热处理硬度 HRC56-62。刮板选用四块 8mm 厚钢板，长宽=500mm129mm，刮板外缘距旋转中 心距离 250mm。固定刮板的筒架结构，其内径为 26mm，外径 120mm，刮板固定支架 长度为 140mm，截面尺寸 40mm20mm，每块刮板由两根固定支架固定，两者间采用 M10 螺栓联接。 3.53.5 半栅笼半栅笼 半栅笼在机器中的作用是让已经被剥壳的花生与未被剥壳的花生进行分离，其分离 的原理就是“小个通过，大个不过” 。半栅笼的每一个栅格都只能容许一个花生仁大小 的物体通过，被剥壳的花生由于花生壳的破裂，被变成破碎的花生壳和整粒的花生仁， 花生仁的大小刚好可以穿过栅格，而花生果因为太大，无法通过栅格，将被阻挡在剥壳 箱内，继续进行剥壳直到其外壳破碎为止。其结构如图 3-4 所示。 图 3-4 栅条是利用两块墙板对两端进行固定的，墙板材料为 HT200，栅条材料为 20 号钢。 栅条采用圆截面长条，长度为 538mm，因其特殊的作用，还需对其进行表面处理，10 要求渗碳 1-1.5mm，热处理硬度 HRC56-62。栅条的两头装砌在墙板的圆形槽内，组成 半圆栅笼，栅条间距为 10mm，这样可使剥出的花生仁能通过栅格，而未剥壳的刚不能 通过。 装砌完成后要太上锁紧条，防止栅条松动。半栅笼内径为。mm516 3.63.6 箱体箱体 箱体的作用是提供给刮板一个封闭的剥壳环境，并对相关结构起到支承和定位作用。 为了便于轴系部件的安装和拆卸，将箱体做成剖分式，箱由箱座和箱盖组成， ，取轴 的中心线所在平面为剖分面。箱座和箱盖采用普通螺栓联接，用圆锥销定位。箱体的材 料选用 HT200，铸造成型。具体结构设计见零件图。 3.73.7 壳仁分离装置壳仁分离装置 壳仁分离装置分为两个部分，一个是气流通道，它的一端接风机，另一端安装在箱 体的下方，还有就是壳与仁的收集板，它同样也安装在箱体下方。花生经过箱体内的剥 壳过程后，将由此装置对其进行壳仁分离，分离的基本原理是利用花生壳与花生仁的重 量及受力面积的不同，用气流对其进行分离。重量稍重的不被气流吹走，直接下落到花 生仁收集通道，而重量较轻的花生壳将被风机吹来的气流带入到花生壳收集通道。具体 结构见装配图。 3.83.8 机架机架 整个机架采用 L63*63*6 角钢焊接而成，起到其它几个部分的支承、定位、连接作用， 并将电机安装在机架里面。剥壳机安装在机架上面，联接采用普通螺栓联接。具体结构 见装配图。 3.93.9 附件附件 刮板式花生去壳的附件包括装料斗，轴承盖，风量调节装置。 4 4 总结总结 本文是围绕农用机械产品花生去壳机的设计，实现了花生剥壳的机械化，应 用本机器后，可使广大农民群众大大节省劳动量，提高生产效率和生产质量。该机的 关键部分是刮板结构与半栅笼结构，因为花生剥壳的整个过程都是由这两部分完成的， 剥出来的花生能不能符合要求，完全是看刮板与半栅笼的性能能不能达到要求。本文 也介绍了目前各种花生剥壳原理及装备，并对花生剥壳机械的发展现状以及发展前景 作出了简明的概括和分析。 本次设计是对我的四年的大学生活做出的总结,同时为将来工作进行了一次适应性 训练，从中锻炼自己解分析问题、解决问题的能力，为今后自己的研究生生活打下一 个良好的基础。 从这次设计也可以看出一些问题: 1.心态:应该保持认真的态度,坚持冷静独立的解决问题 2.基本:认真学好基本知识,扎实自己的基本知识,使面对问题时不会遇到很多挫折, 从而打击自己的信心,结果使自己很浮躁,越来越不想搞这设计,故应该好好学习基本知 识,一步一步的来,不要急功近利! 3.树立自己的良好形象,乐观的面对生活,坚持自己的想法和意识 总的说来,虽然在这次设计中自己学到了很多的东西,取得一定的成绩,但同时也存 在一定的不足和缺陷,我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加 努力认真,以冷静沉着的心态去办好每一件事情! 参考文献参考文献 1 周瑞宝 花生加工技术 M 北京：化学工业出版社 2003.1 2 段淑芬，胡文广，李秀平，等世界花生生产现状分析J花生学报，1999，(增刊) 3 孟宪珍花生脱壳机的设计和试验J国外农机。1980 4 尚书旗，刘曙光，王方燕花生生产机械的应用现状与进展分析J花生学报，2003，(增刊) 5 张效鹏，张嘉玉花生脱壳机的不同部件对花生脱壳性能的影响J莱阳农学院学报， 1990，7(1) 6 王延耀，张岩，尚书旗，等气爆式花生脱壳性能的试验研究J农业工程学报，1998，14(1) 7 王智才我国农机市场需求及发展前景J农机质量与监督，2002，(5) 8 石一兵 食品机械与设备M 北京：中国商业出版社 1992.6 9 李建东，等我国花生脱壳机械研究应用现状及进展J花生学报，2006 10 肖旭霖 食品机械与设备M 北京：科学出版社，2006 11 中国标准出版社第一编辑室 中国食品工业标准汇编M 北京：中国标准出版社，2004 12 唐增宝，何永然，刘安俊 机械设计课程设计M 武汉：华中理工大学出版社 1999.3 13 濮良贵，纪名刚 机械设计M 北京：高等教育出版社，2001 14 成大先 机械设计手册.单行本.机械传动M 北京：化学工业出版社 2004.1 英文资料英文资料 Mechanical Design Abstract:Abstract: A machine is a combination of mechanisms and other components which transforms, transmits, or utilizes energy, force, or motion for a useful purpose. Examples are engines, turbines, vehicles, hoists, printing presses, washing machines, and movie cameras. Many of the principles and methods of design that apply to machines also apply to manufactured articles that are not true machines, from hub caps and filing cabinets to instruments and nuclear pressure vessels. The term mechanical design is used in a broader sense than machine design to include their design.For some apparatus, the thermal and fluid aspects that determine the requirements of heat, flow path,and volume are separately considered. However, the motior and structural aspects and the provisions for retention and enclosure are considerations in mechanical design. Applications occur in the field of mechanical engineering, and in other engineering fields as well, all of which require mechanical evices, such as switches, cams, valves, vessels, and mixers. keyword: Mechanical Designmechanisms Design Process Tolerance Design process The design begins from real of or the demand of imagination. The existing instrument may need to take in to improve on the enduring, efficiency,weight, speed or the cost. May need new instrument to complete before function done by person, such as Assemble or maintain. The target is all or partly after making sure, design of the next move is to conceive outline the organization that can complete the function needed and it arranges for this, drawing grass diagram to be worth barehanded biggest,it isnt only one personal record of viewpoint with with others discussion of assistance means, and be suitable for to communicate with own viewpoint particularly, is the stimulant which creates sex way of thinking to still need extensive knowledge concerning parts, because a the set new machine usually from be familiar with of each kind of spare parts reschedule or substitute but become, changed size and material perhaps. Regardless at conceive outline process in still after, a design will carry on a fast or rough calculation or analyze to make sure regulation size and possibility. When some concerning need or can use amount of space of viewpoint assurance after, can start pro rata painting grass diagram. Finally, 1 completed according to the design of the function and the credibility, can make kind machine.lf test satisfie