手摇式莲子剥壳机设计
22页 10000字数+说明书+答辩稿+PROE三维图+12张CAD图纸【详情如下】
PROE三维图
刀架.dwg
前板.dwg
后板.dwg
导向凹槽.dwg
手摇式莲子剥壳机设计答辩稿.ppt
手摇式莲子剥壳机设计说明书.doc
挡料块.dwg
摇柄.dwg
料斗.dwg
机架底座.dwg
装配图.dwg
轮盘.dwg
轴.dwg
顶块.dwg
摘 要
针对我国现有莲子剥壳机存在效率低、破碎率高、通用性和运行稳定性差等现状，根据莲子结构特点和莲壳特性，设计了一种轻便、灵活的莲子剥壳机。
如今我国各地方生产莲子以小户莲农居多，一个熟练的莲农，采用传统的莲子割壳方法，从早到晚可割壳莲5Kg。这种既费体力，又费时间的方法使得许多莲农很是犯愁，考虑到莲农的经济情况和生活情况，我设计了这款利于广大莲农的剥壳机。
该机采用了具有弹性的导向凹槽和带专用刀片的活动刀板，对莲子的割壳可达到无碎子、不伤果肉的效果，效率高，而且结构简单，使用方便，造价低，易于推广，可满足相关的生产需要。
关键词：莲子；剥壳机；设计
Abstract
Aiming at the low efficiency, high crushing rate, versatility and low stability in our existing lotus seed sheller, according to the structural characteristics and properties of lotus lotus shell, a lightweight, flexible lotus seed sheller design.
如今我国各地方生产莲子以小户莲农居多，一个熟练的莲农，采用传统的莲子割壳方法，从早到晚可割壳莲5Kg。这种既费体力，又费时间的方法使得许多莲农很是犯愁，考虑到莲农的经济情况和生活情况，我设计了这款利于广大莲农的剥壳机。
Now the production of our country each district to small lotus lian nong majority, a skilled lian nong, using the traditional lotus seed cut shell method, from morning to night can cut shell lotus 5Kg. This is exhausting, method and time consuming so many lian nong is very anxious, taking into account the economic situation and living conditions lian nong, I designed this to the vast lian nong sheller.
该机采用了具有弹性的导向凹槽和带专用刀片的活动刀板，对莲子的割壳可达到无碎子、不伤果肉的效果，效率高，而且结构简单，使用方便，造价低，易于推广，可满足相关的生产需要。
This machine adopts the guide groove with elastic and movable cutting board with special blade, to cut lotus seed can be achieved without breaking, not to hurt the flesh effect, high efficiency, and has the advantages of simple structure, convenient use, low cost, easy popularization, and can meet the need of production related.
Keywords:lotus seed shelling machine;design
目 录
第一章 绪论………………………………………………………………1
1.1 莲子剥壳传统工艺方法…………………………………………1
1.2 莲子剥壳机械加工方法及现状……………………………….1
1.3 设计任务及要求………………………………………………3
第二章 莲子剥壳机总体设计………………………………………………3
2.1 莲子几何特征及其力学特性……………………………………3
2.2 剥壳机的机架材质选取……………………….………………4
2.3 剥壳机的基本结构设计………………………………………5
2.4 剥壳机的工作原理………………………………………….6
莲子剥壳机工作部件设计…………………………………………6
3.1 进给料斗的设计……………………………………………………………6
3.2 轮盘的结构设计……………………………………………………7
3.3 传动轴的设计………………………………………………………8
3.3.1 轴的材料选取………………………………………………………9
3.3.2 轴的最小径计算……………………………………………………9
3.3.3 轴径与轴长…………………………………………………………9
3.3.4 轴的强度校核………………………………………………………9
3.4 导向凹槽的设计 ………………………………………………………..10
3.5 切割组件的结构设计……………………………………………………11
3.5.1 刀架板的结构设计 ………………………………………………11
3.5.2 弹簧的选取…………………………………………………………12
3.5.3 切割刀片的选取设计………………………………………………13
第四章 设计总结…………………………………………………………14
4.1 结论综述………………………………………………………………....14
4.2 存在的不足…………………………………………………………….…14
4.3 莲子剥壳机的技术发展趋势…………………………………………….15
参考文献……………………………………………………………………………..17
致谢…………………………………………………………………………………18
第一章 绪论
1.1莲子剥壳传统工艺方法
莲子按加工方法可分为硬壳莲加工成肉莲和鲜莲加工成通心白莲两种。
硬壳莲手工加工方法：①用一把镰刀和一个直径20-25cm高30-40cm的木墩，手捏壳莲的一端，用镰刀在2/5处割2-3刀一撇，掉头仍在2/5出用同样的方法割一刀，最后将剩下壳环带，割一刀一撇，即完成一颗壳莲的加工。一个熟练的劳动者，从早到晚可砍壳莲5Kg。这种加工方法原在湖北、湖南省普遍应用。②用三把小尖刀装在一个圆钢管内，刃口形成锥体空间，在壳莲两端，用小刀片先挤切，后扭剥脱壳，这种加工方法在湖南和湖北省荆州地区多用。③广东省中山县为港商加工泰国硬壳莲是将壳莲的一端放在一个特制的螺母上，用一个皮带冲子一敲，挤切剥壳。④上海市外贸在江苏一个加工站是用一把特制剪刀，剪切剥壳。
通心白莲手工加工方法：将鲜莲外壳用小刀切开剥壳，用手搓去表内皮，再用φ1.5mm钢针通心，当天晒干，遇阴天用木炭烘干,即成通心白莲。
1.2莲子剥壳机械加工方法及现状
我国研究莲子剥壳机从20世纪60年代就已经开始，湖南省农机所率先于1981年开始对莲子剥壳机进行了试验研究，并于1983年6月鉴定且小批生产了6BR-1型莲子剥壳机。与些同时，一些院校和科研单位也开始理论研究、实施试验、编写教程。直到20世纪80年代，莲子剥壳机在我国还处于孕育期。从20世纪90年代开始，许多单位研制了多种莲子剥壳机，型号达10多种，申报的有关专利有51项。按照剥壳机的剥壳原理，归纳起来主要有以下几种形式。
1.2.1挤压式莲子剥壳机
挤压式莲子剥壳机最早的模型为双辊式莲子剥壳设备。设备中一辊为带有橡胶层的旋转圆柱体，另一与之相对转动的辊上带有三角形刀刃的多个盘形圆片组成。使莲子通过两辊的中缝时，切开莲壳。然而几经实验，莲子仅被刀刃划破了
部分外壳。由于在两辊之间的加工区较短，莲子不可能在其中滚上一两圈，因而使莲壳的切破率大大降低。
浙江大学的郑传祥教授，对于前人提出的挤压式莲子剥壳机原理进行了进一步的改进，从而在此基础上设计了一种更能适应生产实际的高效莲子剥壳机。完善了挤压式的双辊技术。利用高速刀具对莲子外壳进行切割、挤压使其脱壳，同
时增加了脱壳切割的刀具数量，使其更适合机械化生产。该机型可以将莲子按照其颗粒大小分类后进行脱壳，使莲子生产实现在机械化的道路上向前迈进了一大步。
1.2.2摩擦式莲子剥壳机
旋转圆桶式脱壳机是比较早期的摩擦式剥壳机，其在中部旋转轴上装有盘形刀片，外桶固定在机架上，其内壁上衬有适当厚度的橡胶层。莲子进入后，随旋转轴的带动，在内壁与转轴的刀片中滚动，莲壳在橡胶层的衬垫下被转动的盘形刀片切破，然后从其夹缝中掉出。但是由于被切破的莲壳均牢牢的粘附在莲肉上，为使莲壳与莲肉分离，还得专门设计一个搓壳机。
为了克服旋转圆桶式莲子脱壳机固有缺陷，在其基础上，6JD-400型莲子剥壳机设计成三个加工段：破壳段、搓壳段及软搓壳段。每小时每台可加工70Kg，脱壳率平均为75％以上，出莲肉完好率平均95％以上，且筛分率大于90％，莲子损害率小于4％以下，但每副刀片使用5～6班需重磨一次。经生产实践表明，6JD-400型莲子剥壳机性能稳定可靠，自动化程度高，便于操作，清洁安全且经济效益比较显著。
1.2.3撕搓式莲子剥壳机
代表机型以湖南省农机所研究的6BR-1型莲子剥壳机为例。为了保证剥壳质量，提高功效和对不同形状莲子的适应性，该机采用了自动送料、自动定位和组合刀头等装置，其结构独特，且机子小巧轻便、使用方便、安全可靠，适于白莲、红莲、东瓜莲等多种莲子的剥壳作业。该机采用一对刀头从一长径方向两端同时切入莲壳后再适当旋转一定角度，撕搓莲壳使其扭碎从而完成剥壳的方法，不仅脱壳率大为提高，而且破碎率仅在5％左右。
1.2.4冲击式莲子剥壳机
台湾嘉义大学与中兴大学的黄文禄、盛中德教授研发的莲子剥壳脱膜机子主要由供料机构、同向差速滚筒磨擦、拨杆及四只水刀喷嘴组成。该机剥壳脱膜工作原理：莲子在同向且具差速的滚筒间滚动，并在喷嘴高压喷头产生的水刀作用
下破膜。
1..5切割式莲子剥壳机
在切割式莲子剥壳机的研制中，武汉工业学院机械工程系的张永林、易启伟等设计了一种基于辊刀切割原理的莲子剥壳机。辊刀式莲子剥壳机采用供送螺杆对壳莲进行分粒供送并使莲子按照一致的位形排序上料，采用由双托辊和剥壳辊
构成的剥壳通道实现莲子剥壳。同时，为了适应不同品种，不同颗粒大小、形状莲子的剥壳，设计上采用了集总式的调节机构，以实现对主要的切割参数如切割深度、切割压力、偏置角度和螺旋辊刀空间斜置的调节。通过基于物理样机的剥壳试验，多联辊刀式莲子剥壳机的处理量大于100kg／h，剥壳率大于90％，仁壳分离率达92％，籽仁破损率小于3％。
相对于其他剥壳机，多联辊刀式莲子剥壳机通用性较强，性能相对稳定，在设计上有所突破，同时调节维护相对于其他莲子剥壳机来说更方便快捷，基本能够满足莲子机械化剥壳的实用性需求。
1.3设计任务及要求
1.设计一台莲子剥壳机，能对鲜莲子外壳进行连续的、无损的有效切割。
2.熟悉莲壳的切割原理，以及对剥壳机的传动部件和切割部件详细说明。
3.提交CAD零件图、装配图，PROE零件图、装配图，及设计说明书。
莲子剥壳机总体设计
2.1莲子几何特征及其力学特性
莲子为小坚果。呈椭圆形、卵形或卵圆形，千粒重1100-1400克，幼果期果皮绿色，革质，后由绿转褐色，成熟时呈棕褐色、灰褐色和黑褐色。有细纵纹和较宽的脉纹。一端中心呈乳头状突起，深棕色，多有裂口，其周边略下陷。质硬，种皮薄，不易剥离。子叶2，黄白色，肥厚，中有空隙，具绿色莲子心。无臭，味甘、微涩。
莲子形状较规则，颗粒较为均匀，外形呈椭圆形。通过对江西广昌县太空莲的测定，莲子长轴直径在19～25mm，短轴直径在15～19mm，壳厚在0.7～1.0mm，其中以短径为18mm、长径22mm、壳厚在0.9mm左右的莲子数量最多，占90%以上。莲子的莲壳和莲衣、莲仁有一定的间隙，莲子壳的皮层外表1/3较坚韧、其余2/3较脆，脱壳时只需将坚韧部分切开，其余部分经适当挤压就会自然裂开，因此实现莲子机械化剥壳时，可在莲子短径最大处进行环切，切割深度为莲壳厚度的1/3，被切割的莲子经适当的挤压和搓滚以实现莲壳与莲仁的完全分离。其结构如图1所示。
4.1 结论综述
针对莲子的物理特性和结构特点，设计了一种莲子剥壳机，采用滚切原理，利用轮盘和刀架板的挤压与摩擦，利用弹簧调节挤压力，使得切割刀片能够对莲子的外壳进行顺利、稳定、高效地切割，从而脱离传统的手工莲子割壳效率低、工作量大的窘境。
在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在设计过程中，不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。这次毕业设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的帮助下，终于游逆而解。
今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！回顾起此次毕业设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。
此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。
4.2 存在的不足
1、不能实现自动化加工。虽然相对纯手工加工，很大程度上降低了生产成本，提高了生产效率，但是如果要实现大规模的加工生产，其生产效益和自动化水平还有待进一步的提高。
2、通用性不强。我国幅员辽阔，各地区莲子的颗粒质量水平和大小存在较大差别。且不同地区莲子的加工工艺也不尽相同，鲜莲子和干莲子的差异性较大，干莲子外壳非常坚硬，壳仁之间间隙小，莲子抗压强度较高，所以本机不适宜切割干莲子。而且在莲子选取时需要分级处理，不然个体差异过大的莲子在切割时可能会造成切伤莲仁或没造成有效切割而影响切割效率与脱壳率。
3、达不到自动脱壳、去衣的效果。本机只能切割莲壳而达不到自动脱壳、去衣的效果。
4.3 莲子剥壳机的技术发展趋势
莲子剥壳机的技术发展方向大致为：进一步提高可靠性和对不同莲子的适应性；根据用户要求设计相应机械的生产能力；更好的实现自动化，针对新技术研制新机型，提高机器的制造质量和可靠性；进一步完善标准。
发展莲子剥壳机具有生产实际意义。应结合我国国情，在分析莲子加工原理的基础上，设计自动化莲子剥壳设备，提高产量和剥壳质量，同时降低企业的生产成本，提高企业的效益，最终提升农产品竞争力。
参考文献
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