毕业设计（论文）-花生红衣脱皮机的设计（全套图纸）.pdf

塔里木大学毕业设计 1 1 绪论绪论 1.1 课题研究的意义 随着食品工业的快速发展, 花生的利用向着多样性方向发展, 花生的精深加工也成为 花生果仁高效综合利用的必然途径。花生除了简单直接食用和榨油外, 也被用来制作各种 风味的花生仁、花生糖、花生酱、花生牛奶饮料, 也可配制在其他原料中作风味料。花生 仁是由红色外衣和籽仁组成。红衣主要是纤维组织和止血素, 而花生中的油脂、蛋白质等 营养素都集中在籽仁中 1。无论是从花生中提取蛋白粉, 还是提高花生榨制出浓香型花生 油的档次, 都需将花生果经剥壳后再去掉花生果仁上的红皮(俗称红衣), 这是制作上述食 品及原料加工过程中不可缺少的关键工序之一 2。为此，我们需要设计与试制一种花生脱 红衣机来出去花生红衣为后续的工作做准备。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 1.2 国内外花生红衣脱皮机的发展现状 1.2.1 国内花生红衣脱皮机的发展状况 目前, 国内大多数花生脱红衣设备的脱皮原理主要采用一对辗辊或皮带相互间的动静 运动实现摩擦辗搓 3。其中辗辊辗搓方式是一对辗辊反向差速旋转来搓擦花生仁使红衣从 花生籽仁上剥落皮带辗搓方式是摩擦胶带与固定胶带组成加工楔形区 45, 利用两胶带的 挤压力和剪切力的综合搓撕作用, 将花生红衣与籽仁分离 6。按碾辊所用材料可分为: 橡 胶辊和金属基体的表面采用树脂并粘有石英砂的脱皮辊等。 1.2.2国外花生红衣脱皮机的发展状况 国外类似产品的脱皮机有三种类型: 鼓式、盘式和辊式。虽然形式各异, 但工作原理是 相同的,都是通过转鼓与衬板, 圆盘与挡板以及辊- 辊(壁)之间的相对运动而达到脱皮的目 的。鼓、盘、辊筒的表面凹凸不平, 靠起伏的钝齿对物料的摩擦把表皮除掉, 从而分离出果 仁。如一种用于咖啡豆的辊筒脱皮机 7, 可以作为花生脱红衣机设计参考。其主要部分是一 个固定的、带孔的机体, 内部是带突齿的辊筒。进料斗的下面是螺旋推进器, 使物料向前运 动。水经辊筒的中心引入,对物料起清洗作用。操作时, 物料进入机器后, 受到辊筒与外壳的 摩擦, 首先将果皮脱去, 排出机体。物料继续受到摩擦力作用, 同时受到水的冲洗, 到排出口 时, 尘杂等亦被全部除去 8。 1.3国内外花生红衣脱皮机存在的优缺点 1.3.1国内花生红衣脱皮机存在的问题 分析归纳市场上现有的花生机械脱红衣设备, 主要存在以下几个问题: 由于现有设备大 都采用辗搓式, 对辊加工区域较小, 故加工量小( 100200kg /h 左右) , 产量低； 受辗辊材 料、对辊间隙等因素影响, 所加工的花生仁整仁率低、破损较大； 现有机械脱皮设备多为 针对某种原料特定加工设计的, 故其通用性和配套性较差 7。 1.3.2国外花生红衣脱皮机存在的优缺点 塔里木大学毕业设计 2 使用这种设备可得到优质、不受损伤的果仁, 但对操作调试的精细度要求很高, 机器耗 用的动力较大。该脱皮机要配 18. 4 kW的动力, 主要优点是: 处理量大( 3000kg /h) , 辊筒转 速较低。而一般盘式脱皮机只需配 2. 22. 9 kW 的动力 9。 1.4花生红衣脱皮机的研制及发展前景 1.4.1花生红衣脱皮机的研制 根据目前国内与国外的花生红衣脱皮机械的对比可以看出国内的花生红衣脱皮机械简 单、实用、价格低，但是由于现有设备大都采用辗搓式, 对辊加工区域较小, 故加工量小 ( 100 200kg /h 左右) , 产量低； 受辗辊材料、对辊间隙等因素影响, 所加工的花生仁整仁 率低、破损较大； 现有机械脱皮设备多为针对某种原料特定加工设计的, 故其通用性和配 套性较差。国外的花生红衣脱皮机械处理量大( 3000kg /h) , 辊筒转速较低。而一般盘式脱 皮机只需配 2. 2 2. 9kW 的动力。但是结构复杂、成本高、更换零件麻烦。因此这就继续 我们研制出一种结构简单成本低而且效率高、红衣脱皮效果好的花生红衣脱皮机械。该课 题的主要研究内容有：根据现有花生红衣脱皮机的特点，设计出一种成本低结构简单效率 高地花生红衣脱皮机械，并利现有的软件对其进行强度分析和优化设计 10。 设计花生红衣脱皮机械的整体结构，主要由电动机、减速器、活动与固定胶带、平面 运动筛、皮带、动力传动装置和转向装置等组成。电动机提供动力，通过联轴器与减速器 连接，分别为活动的胶带和平面运动筛提供动力。工作部件由 e 和平面运动筛组成。e花生 红衣脱皮机械的基础参数，参考国内和国外红衣脱皮机械的参数，要尽量减小功率消耗。 根据选定的有关参数，由经验公式计算出花生红衣脱皮机械所需的功率，根据该功率选择 电动机型号。 该课题应用的研究方法：理论设计、绘制模拟样机并进行仿真模拟。 1.4.2花生红衣脱皮机的发展前景 花生目前较多地用于制作各种风味的花生仁、花生糖、花生酱和蛋白粉等。花生果经 剥壳后，去掉花生仁面上的红衣，则是制作上诉食品及原料过程中不可缺少的工序。国内 已有个别厂家生产花生脱红衣机，但需经水泡后才能脱去红衣，这不能满足经烘烤后脱去 红衣再生产各种食品的要求。为此，我们需设计与试制一种新型的花生脱红衣机。此新型 花生红衣脱皮机是干法脱去红衣因此可以满足经烘烤后脱去红衣再生产各种食品的要求,生 产效率高，脱净率高，劳动强度低。可以广泛的应用于花生红衣的脱去中。 1.5预期目标 （1）整机结构简单，质量轻，尺寸小，机动性好。 （2）电动机为动力源，造价低、可靠性高、使用简便。 （3）适于不同大小的花生粒的脱皮，有利于减轻劳动强度，提高工作效率和生产率， 对提高花生红衣脱皮机械化作业的水平有一定的价值。 1.6重点研究的关键问题及解决思路 该机动力源电源，通过电动机通过联轴器以及减速器，减速器连接传动机构工作，花 生红衣脱皮机械应该能对不同大小的花生粒进行脱红皮 （1）选择动力,设计传动装置和胶辊工作装置的位置来实现花生仁和红衣的脱离。 （2）通过分析，设计脱完红衣的花生仁和红衣的分离装置。根据花生仁和红衣的比重 不同利用负压的原理把花生仁和红衣分离开来。 （3） 运用 AutoCAD 软件，绘制二维零件图和装配图。 （4） 运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模并进行运动仿真。 1.7工作条件及解决方法 塔里木大学位于南疆中心位置，花生种植有一定的面积，而且在农大小市场或者超市 出售花生的很多，这为项目开展提供了便利的原材料。这是本项目顺利实施应具备的良好 外部科研环境。塔里木大学机械电气化工程学院拥有先进的实验室和加工设备，校内拥有 优良的硬件环境和雄厚的师资力量这些都为课题的实施提供了保障。 本课题的主要动力来源是电动机，经过传动部分，从减速器中输出的圆周运动来带动 皮带轮，通过皮带轮的传动带动摩擦胶带的转动。利用活动摩擦胶带和固定摩擦胶带搓擦 的原理实现花生仁和红衣的脱离。经过脱离的花生仁和红衣及少量破碎花生仁统一经过花 生仁与红衣分离的吸气管，在吸气管中根据花生仁和红衣的比重不同，利用风机转动时产 生的负压把红衣和花生仁及少量破碎的花生仁分离开来，红衣则被吸入红衣收集装置。此 时的花生仁、破碎的花生仁和少许的红衣会落到振动筛上，通过振动筛的振动，少量的破 塔里木大学毕业设计 3 碎花生仁会穿过筛孔掉落到破碎花生仁的收集装置。被分离出来的花生仁和少许红衣则处 在筛孔上方并向下滑行，当滑到花生仁和红衣的分离管时，花生仁和红衣进行再一次的分 离。分离管中的花生仁则落入花生仁收集装置，红衣则通过分离管的引导与第一次被分离 出来的红衣汇合被统一导向红衣收集装置。被收集的红衣再用于其他用处。通过上述的原 理来制作干法花生红衣脱皮机，以此来实现花生仁与红衣分离的目的。 2 基本结构、原理及主要技术参数基本结构、原理及主要技术参数 经过反复的考虑、研究和讨论，确定花生红衣脱皮机的总体机构，包括动力机构、动 力传送系统、分离机构、调节机构、红衣收集机构及控制机构等。 2.1花生红衣脱皮机结构 花生红衣脱皮机的总体方案图如图 2- 1 所示 图 2- 1 花生红衣脱皮机的总体方案图 花生红衣脱皮机是一种组合式设备。它实质上是由红衣与花生仁分离装置、花生仁与 胚芽分离装置和红衣收集与除尘风网系统三大部分组成。主要包括进料装置； 红衣与花生 仁分离装置； 花生仁与胚芽分离装置；红衣收集与除尘风网系统；机械传动系统及机架等 组成。 红衣与花生仁分离装置, 由活动摩擦胶带、固定摩擦带、摩擦带间隙调节机构、活动 摩擦带托辊装置和张紧调节机构组成。活动摩擦胶带与固定摩擦胶带间形成一楔形空间, 两 带的摩擦工作面上具有凹形槽, 以增大红衣与花生仁分离的摩擦力。俩胶带均采用白色无毒 橡胶材料,由专门模具经流化等工艺压制而成。 花生仁与胚芽及少量碎仁分离装置, 主要由筛体、单层长方形孔筛板、筛体振动曲柄 连杆机构,弹性吊杆及减震机构组成。 塔里木大学毕业设计 4 红衣收集及除尘风网系统, 主要由风机、红衣与花生仁摩擦分离装置出口侧风罩、筛 面中段伞形罩、筛面出口侧风罩、筛下物出口侧风罩、旋风除尘器、成品花生仁、胚芽及 碎仁出口和料斗等组成。 机械传动系统, 主要由电机、减速器、皮带轮与皮带等组成。红衣与花生仁摩擦分离 装置和振动筛共用一个动力系统, 故结构紧凑。 花生红衣脱皮机机构如图 2- 2 所示。 图 2- 2 花生红衣脱皮机 1、喂料装置 2、花生红衣脱皮装置 3、红衣与空气分离装置 4、风机 5、红衣收集管道 6、振动筛主动轮 7、变速箱 8、电机 9、红衣收集装置 10、破碎花生仁出料口 11、脱完红衣的花生仁的出料口 2.2花生红衣脱皮机工作原理 花生红衣脱皮机的工作原理如图 2- 3 所示 塔里木大学毕业设计 5 图 2- 3 花生红衣脱皮机工作原理 经供烤后带红衣的花生子粒进入料斗内, 由下料挡板控制花生粒均匀在淌板上流过, 调 节料门即可调节花生子粒的流量。经过挡板的花生粒进入固定与活动摩擦胶带形成的楔形 区, 在活动胶带的带动下, 花生粒受到两胶带的搓撕作用, 在挤压力和剪切力的综合作用下, 红衣与花生仁分离。红衣与花生仁分离的效果, 可通过改变固定与活动摩擦胶带的间隙大小 进行调整。分离后的花生仁、部分红衣和胚芽及少量碎仁从两胶带出口经风网吸气部分左 支管下段落到筛面上。在下落过程中, 大部分红衣和灰尘被逆向风吸走。由于筛面上物料呈 下行体制运动, 因而, 筛上物既花生仁从振动筛出口进入右支管, 最后呈成品流出；筛下物既 胚芽和碎仁经筛孔落至筛底板上, 由出口流入分离斗, 最后经垂直管流出而得到收集。 风网系统中的左、右支管汇集至风机的入口, 被捕吸的红衣和灰尘由风机排出, 再经旋 风除尘器最后得到收集。风网吸气部分左右支管中共有三个侧吸罩和一个伞形罩, 右支管中 的两侧吸罩的捕吸速度, 可调整风门开启大小进行调节；左、右支管中的风速和风量可由两 旋阀进行调节。 2.3主要技术参数 根据设计要求和设计思路，主要技术参数如表 1 所示。 表表 1 主要技术参数主要技术参数 参数项目 数据 外形尺寸（长宽高）（mm） 161112802412 生产量（kg） 250 活动胶带速度（m/s） 0.9 振动筛频率（r/min） 254 振动筛振幅（mm） 5 风网系统风量（m 3/h） 1300 风压（kPa） 1.96 脱皮装置宽度（mm） 451 动力额定转速（r/min） 1500 2.4活动摩擦胶带与固定摩擦胶带的结构与分布 活动摩擦胶带固定在两个圆柱形的滚筒上，滚筒的直径为 182mm。活动摩擦胶带的周 长为 914mm，宽为 451mm。活动摩擦胶带绕在两个滚筒上，并将活动摩擦胶带张紧。两 个滚筒的中心固定在一根轴上，轴的两端装有滚动轴承，轴承固定在箱体上，这样两个滚 筒就可以绕着中心旋转，并且带动活动摩擦胶带顺时针旋转。固定摩擦胶带固定在箱体 上。固定摩擦胶带的上方有间隙调节装置，可以调整固定摩擦胶带与滑动摩擦胶带之间的 塔里木大学毕业设计 6 距离。滑动摩擦胶带与固定摩擦胶带之间的缝隙是楔形状，这样花生可以由大到小的进入 脱皮去，使脱皮效果更好。滑动摩擦胶带的表面不是光滑的，而是设计成具有凸凹的表 面，这样是为了增加滑动摩擦胶带的摩擦系数，以增大摩擦力，使脱皮效果更显著。 2.5楔形区大小的确定 花生米的平均大小长最大处直径为：15mm9mm。所以楔形曲的最小距离应略小 于 9mm。经计算最小距离设定为 6mm。由于花生米从进料装置处进入，花生米的排列可 能会重叠，所以最大处的距离设定为花生米最大直径的 2.5倍即 22mm。 2.6花生红衣与花生仁分离区物料平均流速 w U的确定 经过查阅相关文献，并根据花生脱红衣机的生产量计算出花生仁在活动胶带上的平均 流速 w U。 计算平均流速的公式为： W Kq U B = 式中： W U花生仁在活动胶带上的平均流速 K物料通过两胶带楔形区不均匀系数 带红衣花生粒密度（ 3 kg/m） 固定与活动胶带间隙（m） B固定胶带宽度（m） q机器生产量（kg/h） 经过测量与查阅资料可得： K=0.0125 =1.1 3 kg/m =0.014m B=0.451m q=250kg/h 将数据带入公式得: 2 0.0125 250 0.45m/s 0.451 0.014 1.1 W U = 2.7活动摩擦胶带线速度 d U的确定 花生仁在固定摩擦胶带与活动摩擦胶带间最小间隙处的平均流量 w U与活动摩擦胶带 摩擦工作面上的线速度 d U的关系如图 2- 4 所示 图 2- 4 物料流速与活动胶带线速度的关系 根据对上图的的分析，可得知花生仁在固定与活动摩擦胶带间最小间隙处的平均流速 W U与活动胶带摩擦工作面上的线速度 d U的关系成两倍关系。 即： d U=2 W U=0.9m/s 由此知道了活动摩擦胶带的线速度。在活动摩擦胶带与滚筒接触的地方的速度相同， 因此此时的活动摩擦胶带的线速度就是滚筒的线速度 g U。 即 g U=0.9m/s。又因为滚筒的线速度 g U等于滚筒的角速度乘于滚筒的半径。即 gg Ur=。滚筒的半径 g r=0.081m。 即可得知滚筒的角速度 0.9 10.88rad/s 0.081 g g U r =。 塔里木大学毕业设计 7 由2 n=可得滚筒的转速 10.88 60104r/min 22 3.14 n = 。 2.8滚筒转速和振动筛曲柄轴转速的确定 根据承载能力、所需转速以及脱红衣的条件共同确定滚筒转速和振动筛曲柄轴转速。 为了使该机器机构紧凑，红衣与花生仁分离装置和振动筛采用一个电机驱动，经减速器将 动力传至花生红衣分离装置的主动轮和振动筛的曲柄轴，传动的布置如图 2- 5 图 2- 5 传动装置 上图为皮带传动的关系图，根据如图所示可知三个大的皮带轮的直径相同，直径为 162mm。小的皮带轮直径为 82mm。 由滚筒的转速可得知从减速箱输出的输出轴转速: 104r/min cg nn= 式中: c n减速箱输出轴转速 g n滚筒转速 图中小皮带轮为振动筛的主动轮，其直径为大皮带轮的二分之一。因此可根据大带轮 的速度计算出振动筛主动带轮的转速 z n： 81 104254r/min 41 g zg z r nn r = 式中： z n振动筛主动轮转速 zr振动筛主动轮半径 gr滚筒的半径 2.9振动筛主要参数的确定 此花生红衣脱皮机在工作的时候会把红衣从花生仁上脱下来，但是会有部分的花生仁 在脱红衣的过程中被挤碎并且含有胚芽，此时经过脱花生红衣装置的花生仁会变为红衣、 破碎的花生仁、胚芽、脱完红衣的花生仁。为了得到品质较高的花生仁需破碎的花生仁和 胚芽从中分离出来，这就需要振动筛将他们分离开。振动筛的作用是使已脱去红衣的花生 仁与胚芽和破碎的花生仁实现分离，物料在筛面上拟呈下行运动体制，其振动筛面为平振 倾斜振动面型式。如图 2- 6 所示。振动面倾向10 =,振动面的振动方向角90 =。 塔里木大学毕业设计 8 图 2- 6 平面振动筛运动分析图 2.10筛上物呈现下行体制需要满足的条件 平面筛的目的是把尺寸小于筛孔尺寸的筛上物过滤到筛子下面，使筛上物保持一致。 为了使筛上物通过筛孔需满足两个条件。一是筛孔的尺寸大于需过滤出的筛上物。二是连 接筛面的曲柄的转速。连接筛面的曲柄的转速应该大于物料相对筛面下滑的临界转速并且 小于物料相对筛面上滑的临界转速。若连接筛面的曲柄的转速不能满足这个条件就无法正 常的进行筛选。第一个条件已经满足，第二个条件需要计算。 振动筛曲柄轴转速 q n应大于物料相对筛面下滑的临界转速 x n,小于物料相对筛面上滑 的临界转速 s n。通过查阅相关的文献并经过计算求出上滑的临界转速 s n和下滑的临界转速 x n。 计算下滑临界转速的公式： () () sin sin x q g n r = + 11 () () sin sin s q g n r = + 式中： x n物料相对筛面下滑的临界转速(r/min) sn物料相对筛面上滑的临界转速(r/min) qn振动筛曲柄轴转速(r/min) 振动面倾角（度） 振动面振动方向角（度） 物料与筛面的摩擦角（度） g重力加速度( 2 m/s) qr振动筛曲柄半径(m) 经过测量与查阅相关资料可得知： =10 =90 =20 g=10 2 m/s qr=0.041m 将数据代入公式可得： () () sin 20 1010 218r/min sin 1090200.041 x n = + () () sin 102010 354r/min sin 1090200.041 s n + = + 塔里木大学毕业设计 9 若需要筛上物呈下行体制运动，振动筛曲柄轴转速 q n需大于物料相对筛面下滑的临界 转速 x n小于物料相对筛面上滑的临界转速 s n。 即： xqs nnn 所以218r/min354r/min q n 当振动筛曲柄轴的转速在以上计算出的结果里时，筛上物就会呈现下滑的运动体制。 实现了振动筛筛选分离破碎花生仁、红衣、胚芽和脱完红衣的花生仁的目的。 2.11风网风量的计算 该红衣收集和除尘风网结构如图 2- 7 和表 2。风机的吸气道上共设了 3个侧面吸风罩、 一个伞形上吸罩和一个直管上吸进口。 图 2- 7 红衣收集与除尘风网系统 表表 2 花生脱红衣机风网系统压损计算表花生脱红衣机风网系统压损计算表 设备名称或 管段序号 Q ( 3 m /h) U (m/s) 2 2 v ( a P) l D ( a P) 压损 累计 ( a P) 左支1 338 2.5 0.36 1.4 左支管2 338 7.3 0.022 4.3 左支管汇流三通 3 631 6.3 0.65 15.3 左支管下旋阀4 风机吸口汇流三 通5 1123 17.6 0.53 117.6 风网吸气 右支管上旋阀6 部分最大 右支管弯管7 492 15.6 0.89 130.3 压损 右支管渐扩管8 492 10.8 0.11 9.8 H喂=229Pa 右支管汇流三通 9 492 10.8 0.59 41.2 右支管汇流三通 10 229 5.9 0.14 2.0 右支管 11 113 2.5 0 3.7 右支管进口 12 113 2.5 1 0.8 3.7 塔里木大学毕业设计 10 风机出口渐扩管 13 1123 19.3 96 风网压气部分 弯头 14 1123 10 0.43 29.4 最大压力 旋风除尘器 15 1123 936 H压=1058Pa 由各吸风口的几何尺寸以及所选定的捕吸速度，求出其风量。 风网的总风量为： () 12345 QKQQQQQ=+ 取1.15K = 即：() 3 1.15293263 116338 1131291m /hQ =+= 取 3 1300m /hQ = 2.12风网风压和风机的确定 花生仁经过花生红衣脱皮机时花生仁上的红衣会通过搓擦的原理脱落，此时的产物有 花生仁、红衣、胚芽和少量破碎的花生仁，因此要将这些产物分离开来。首先要分离的是 红衣，此次的分离原理就是根据花生红衣和剩下的产物的比重的不同来分离的。该花生红 衣脱皮机中的风机可以产生负压，当脱完红衣的花生仁和红衣从主动轮上的活动摩擦胶带 和固定摩擦胶带之间滑落下来时会有在空中停留的时间，此时风机产生的负压会将空气吸 入风机的入口，这样就会产生一个回流的空气流，由于花生红衣和花生仁的比重不同，回 流的空气流就会把比重较小的花生红衣带走，这样就实现了红衣和花生仁的分离了。因此 风机产生的负压得要能将红衣吸到风机口处并带走，还不能把花生仁吸走。在这过程当中 还有弯头拐角会消耗风机产生的负压。这就要求选择的风机能满足以上的目的。经过查阅 相关文献可得知该花生红衣脱皮机风网系统压损，计算结果见表 2(表中风网设备或管段名 称代号见图 2- 1 和图 2- 2)。 由计算结果可得知，风机吸气部分左支管、右支管压损不等，右支管压损大，H右 =299 a P。风网压气段压损H压=1058 a P，其风网总压损H=1375 a P。 为了使左支管、右支管中压损基本相近，故在左支管、右支管上安装有旋阀，最后取 定风网系统风压H=1960 a P。 根据以上数据可选择风机的型号。经过查阅相关手册，确定风机的型号为 C6-48-3。其主要参数如表 3 所示。 表表 3 C6-48-3 型风机参数型风机参数 风机型号 转速(r/min) 全压（Pa） 流量( 3 m /h) 电机功率（kW） C6-48-3 16003510 1980360 6963352 0.753 3 电动机、减速箱的选取 3.1电动机的确定 电机的确定是通过电机的载荷来选取的，为此应当计算出花生红衣脱皮机在工作过程 中受到的所有外力和功率的大小。花生红衣脱皮机在工作的过程中消耗动力的部件有花生 红衣脱皮装置、振动筛及筛上物。 首先确定花生红衣脱皮装置在工作过程中所受的力和损耗的功率。该部分在工作过程 中主要是克服花生仁在两胶带间的摩擦力。红衣脱皮装置的长度为 461mm，宽度为 451mm，花生米的尺寸长最大处直径为 159mm。按照一次通过脱皮装置最多花生米， 即 花生 仁的 长度方 向与 摩擦 胶带 的长度 方向 一致 计算 ，一次 通过 最多 花生 仁 461451 31 451395 159 =个。经过查阅相关资料橡胶带的摩擦系数为 0.4，要使一个 花生仁的红衣从花生仁上脱离下来所需要的压力G为 300g，即 3N。 所以一个花生仁在脱红衣过程中受到的阻力为： 0.4 31.2NFG= = 脱红衣装置在工作时受到的阻力F总为： F总13951395 1.21674NF= 塔里木大学毕业设计 11 活动摩擦胶带的运行速度为 0.9m/s。则功率 p P为： 1674 0.91506.6W p PFv= 取 p P为 1510W。 花生红衣脱皮机在工作过程中振动筛和筛上物也消耗了动力和功率。现计算振动筛和 筛上物所消耗的功率。振动筛如图 3- 1 所示。 图 3- 1 振动筛 计算振动筛的功率需知道其运动速度和受到的外力。 振动筛总质量的计算。振动筛的一个筛孔的大小如图 3- 2 所示 图 3- 2 筛孔 在通过红衣脱皮机的时候，花生仁会一分为二，最大处直径会变为 4.5mm，所以筛孔 的宽要比 4.5mm 略小，长比花生仁的长小。这样一分为二的花生仁就不会从筛孔通过，通 过的是破碎的花生仁。这样就起到了过滤破碎花生仁的目的。振动筛的尺寸长宽高为 3964511mm，材质为钢。振动筛上有 1715个筛孔。所以振动筛的质量m为： 1 mvv= 式中：钢的密度（ 3 kg/m） v振动筛体积（ 3 m） 1v筛孔总体积（ 3 m） 经过测量与查阅资料可得： 33 8.0 10 kg/m = 943 396 451 1 101.8 10 mv = = 953 1 1715 7 4 1 104.8 10 mv = = 将数据代入公式可得： 塔里木大学毕业设计 12 3435 8.0 101.8 108.0 104.8 101.056kgm = 由此可知振动筛的重量G为： 1.056 1010.56NGmg= 当振动筛曲柄运动到最远的时候，连接振动筛和机架的连杆与竖直线的夹角为 20。 这时振动筛曲柄受到的水平分力 F为 13.6N。 振动筛曲柄轴的转速为 254 r/min，曲柄半径为 0.041m。所以振动筛曲柄轴的线速度 q v为： 22 3.14 254 0.0411.1m/s 6060 q n vr = = 所以振动筛所消耗的功率 s P为： 13.6 1.115W s PFv= 则振动筛和筛上物所消耗的功率P为： 1510 151525W ps PPP=+=+= 由此可以计算尺总功率。它由活动摩擦胶带的功率和振动筛及筛上物的功率构成。则 总功率P总 P总=1510 15253035W P PP+=+= 动力在传输过程中会有功率的损耗，因此得把这部分损耗掉的功率加上。经过计算， 轴承有 7个，皮带有 3 个，联轴器有 1个齿轮啮合有 2个，效率分别为 0.98、0.95、0.99和 0.97。所以总的工作效率为 0.6525 因此电动机的功率 d P为: d PP=总 1 0.6525 3035 4651W 0.6525 = 功率选为4700W。 根据以上的计算可以得知，电动机功率的选取应至少大于 4700w。经过查阅机械设计 实用手册，选取 Y132S4 型电动机。电动机的参数如表 4所示。 表表 4 Y132S- 4 型电动机参数型电动机参数 12 电动机型号 额定功率 (kW) 同步转速 (r/min) 满载转速 (r/min) 电动机质量 （kg） Y132S4 5.5 1500 1440 68 3.2减速箱的确定 根据要求所选取的电动机的额定转速为 1500r/min,而经过计算得知带动活动摩擦胶带 转动的滚筒的转速为 104r/min。减速箱输出轴所连接皮带轮的直径和带动活动摩擦胶带 转动的滚筒的直径相同，这说明减速箱的输出轴的转速也为 104r/min。因此需要减速箱 来减速。要选用的减速箱的传动比i为： 1500 14.4 104 i = 因此选择减速比为 15的减速箱。由于传动比为 15，而且二级减速器的传动比范围在 8 40之间，因此选择二级减速器。 4 轴和皮带的校核 4.1带动活动摩擦胶带转动的滚筒的轴的校核。 带动滚筒转动的轴如图 4- 1 所示。 塔里木大学毕业设计 13 图 4- 1 主动滚筒轴 在工作过程中，主动滚筒轴承受的力有滚筒的自重和花生仁在脱红衣过程中花生仁对摩 擦胶带的反作用力。轴的两端有深沟球轴承承担这些径向力，现在 计算主动滚筒的最小直 径。经过查阅相关文献可得知计算轴的最小直径的公式。轴的最下直径d为： 6 33 3 9.55 10 0.2 pp dc nn 13 式中：d主动滚筒最小直径（mm） 轴的许用扭切应力（MPa） p传递的功率（kW） n轴的转速（r/min） c轴的材料和承载情况确定的常数 由电动机产生的功率经过一系列的损耗，最终传到了主动滚筒轴上。在这传递的过程 中经过了一个联轴器，两个齿轮啮合，三个轴承和两个皮带传动，其功率分别为 0.99、 0.97、0.98 和 0.95。所以传递到主动滚筒轴上的功率为 322 p0.99 0.980.970.95 d 经过计算和查阅相关文献可得： c=110 p=3718W 104r/minn = 将数据代入公式得 3 3.7 d11036mm 104 = 所以主动滚筒最小处的直径为 36mm。由于花生红衣脱皮机的主动滚筒的受力很小， 根据前面的计算脱红衣机一次性最多能脱 45 个花生仁，而脱去一个花生仁的红衣所受的力 为 3N，也就是说主动滚筒轴的一端也就只受到了 45 3 67.5N 2 =的垂直向下的力。此轴所 选取的材料为 45 号钢，抗拉强度600MPa屈服强度355MPa。因此此轴满足受力要 求，能够正常的工作。根据主动滚筒最小处的直径选择配套的轴承。由于主动滚筒轴只承 受了径向