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切刀下置式莲子剥壳机-剥壳及分离装置【7张图纸】【优秀】【机械毕业设计】

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[A0053]切刀下置式莲子剥壳机-剥壳及分离装置

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卢超修改后总装配图.exb

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关键词：: a0053 切刀下置式莲子剥壳分离装置

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摘要

随着中国经济迅猛发展，莲子低下的生产力远远不能满足市场的需求，莲子进入市场需要经过剥壳、去衣、去芯和干燥等一系列加工过程，其中莲子的剥壳是加工难度和强度最大的一道工序，目前人们采用最多的是手工剥壳，手工剥壳是用弧形刀片先对莲壳割一圈，然后用手将割后的莲子壳仁分离，手工去壳不但容易割伤手，而且还不卫生、容易损伤莲仁、效率低，严重制约了莲子的广泛种植。该设计通过创新设计在剥壳工艺上解决剥壳率低、破碎率高，在设备性能上解决可靠性低、工作稳定性差等问题，形成成熟定型的剥壳机产品，以满足莲子剥壳的实用性要求。莲子剥壳机的问世，是莲子生产加工领域的一项重要发明。它是莲子的产量大大增加，并且很大程度上降低了农民的劳动强度，还可以将拨好的莲子加工成各种莲子产品，同时莲子壳也可以加工饲料等用处。

本设计采用刀具切割来到壳仁分离的目的，剥壳方式为滚动切割式莲子剥壳机，莲子沿导料槽进入切割装置，槽轮带动莲子沿莲子赤道逆时针转动切割，刀具在莲子赤道上切出一条闭合的轨迹，从而达到壳仁分离效果，性能相对稳定，切割顺畅，较少出现堵塞现象，剥壳率较高，损坏率低，在设计上有所创新。

关键词：莲子；剥壳机；设计

Abstract

With China's rapid economic development, low productivity lotus seeds can not meet the market demand, lotus seeds enter the market to go through sheller, to clothing, to a series of core and drying processes, including lotus seed sheller is processing difficulty and intensity the largest one process, now people use most is hand-peeled, hand peeled with curved blade to cut a circle of lotus shell, then hand cut lotus seeds shell kernels after separation, hand peeled not only easy to cut hand, and does not care, easy to damage the lotus kernels, inefficient, severely restricted the widespread planting lotus. The design on the rind through innovative design process solutions shelling low broken rate on equipment performance to solve the low reliability, poor job stability, the formation of mature stereotypes Sheller products to meet the lotus seed sheller utility requirement. The advent of lotus seed sheller is an important invention lotus seeds production and processing sector. It is the lotus seed production has increased significantly, and greatly reduces the labor intensity of farmers, can also be processed into a variety of dial good lotus seeds lotus seed products, while lotus seed shell can also be processed feed and other uses.

The design uses a cutting tool purpose shell Jen came separation, peel way scroll Cutting lotus seed sheller, lotus seeds into the cutting device along the guide trough, groove wheel drive lotus seeds counterclockwise rotation of the cutter along the equator lotus seeds, lotus seeds and tools in the equatorial cut out on a closed track, so as to achieve shell kernel separation, performance is relatively stable, smooth cut, less clogging phenomenon, a high peel rate, damage rate, to be innovative in design.

Keywords: lotus; Sheller; design

摘要I

AbstractII

第一章绪论- 1 -

1.1莲子剥壳传统工艺方法- 2 -

1.2莲子剥壳机械加工方法及现状- 2 -

1.2.4冲击式莲子剥壳机- 3 -

1.2.5切割式莲子剥壳机- 3 -

1.3设计任务及要求- 4 -

第二章莲子剥壳机总体设计- 5 -

2.1莲子几何特征及其力学特性- 5 -

2.2 剥壳机的基本结构设计- 5 -

2.3剥壳机的工作原理- 6 -

第三章莲子剥壳机切割部分工件设计- 7 -

3.1槽轮的结构设计- 7 -

3.2传动轴的设计- 8 -

3.3轴承选取- 9 -

3.4切割组件的结构设计- 10 -

3.5切割刀片的选取设计- 10 -

3.6刀架设计- 11 -

3.6.1支撑臂- 11 -

3.6.2 U型臂- 12 -

3.7皮带轮的选择- 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- 16 -

致谢- 17 -

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。

(1)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。

(2)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。

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内容简介：: 本科毕业设计任务书信息与机电工程系填写时间：2015年03月10日课题名称切刀下置式莲子剥壳机暴客剥壳及分离装置设计学生姓名专业、学号机械 116718140毕业设计基本要求、重点需要研究的问题基本要求：了解现有莲子剥壳基本原理和鲜莲子物理性质，了解社会需求研究现状，明确莲子剥壳机存在的问题，运用机械原理知识，确定设计方案并完成设计。要求工作原理正确，能实现对新鲜莲子剥壳加工。设计内容：（1）方案的评价与选择（2）完成总装图（可运用CAXA电子图板或AutoCAD绘图）。（3）绘制零件图。（4）毕业论文的撰写。关键问题：1.剥壳装置不能损伤莲子 2.分离装置实现壳与仁分流导出。计划进度安排第12 设计周：收集资料、知识准备；第34 设计周：方案设计；总体结构草图；第510 设计周：结构设计、设计计算、总体装配图、零件图设计；第1112设计周：设计说明书（论文）编写。应收集的资料及主要参考文献1.机械设计手册。2.其它相关参考资料。指导教师（签名）：职称：副教授系（教研室）主任（签名）：分管院长（签章）：本科毕业设计开题报告设计题目：切刀下置式莲子剥壳机剥壳及分离装置设计专业年级：机械设计制造及其自动化2011级学号： 10 姓名：指导教师、职称： 2015年01月23日1、本设计课题的目的意义，主要及拟解决的关键性问题（附参考文献）本课题设计的目的意义：莲子，中药名。为睡莲科植物莲的干燥成熟种子。分布于我国南北各省。具有补脾止泻，止带，益肾涩精，养心安神之功效。常用于脾虚泄泻，带下，遗精，心悸失眠。以生产莲子为主的莲称为子莲，我国湖南、江西、福建、浙江等省份均是闻名的子莲产区。随着中国经济迅猛发展，莲子低下的生产力远远不能满足市场的需求，莲子进入市场需要经过剥壳、去衣、去芯和干燥等一系列加工过程，其中莲子的剥壳是加工难度和强度最大的一道工序，目前人们采用最多的是手工剥壳，手工剥壳是用弧形刀片先对莲壳割一圈，然后用手将割后的莲子壳仁分离，手工去壳不但容易割伤手，而且还不卫生、容易损伤莲仁、效率低，严重制约了莲子的广泛种植。该设计通过创新设计在剥壳工艺上解决剥壳率低、破碎率高，在设备性能上解决可靠性低、工作稳定性差等问题，形成成熟定型的剥壳机产品，以满足莲子剥壳的实用性要求。莲子剥壳机的问世，是莲子生产加工领域的一项重要发明。它是莲子的产量大大增加，并且很大程度上降低了农民的劳动强度，还可以将拨好的莲子加工成各种莲子产品，同时莲子壳也可以加工饲料等用处。本设计采用刀具切割来到壳仁分离的目的，剥壳方式为滚动切割式莲子剥壳机，莲子沿导料槽进入切割装置，槽轮带动莲子沿莲子赤道逆时针转动切割，刀具在莲子赤道上切出一条闭合的轨迹，从而达到壳仁分离效果，性能相对稳定，切割顺畅，较少出现堵塞现象，剥壳率较高，损坏率低，在设计上有所创新。拟拟解决的关键问题：1、剥壳装置不能损伤莲子；2、分离装置实现壳与仁分流导出；3、分离过程保持顺畅壳仁分离完全；2、本设计课题的主要设计、预期设计结果主要设计内容：设计剥壳机槽轮，对剥壳机切割位置改进，使其自导料槽进入槽轮时转动方向一致，适当延长刀具以达到环切莲子的效果，控制恰当的切割深度及刀具预紧力以免损伤莲子仁。预期设计结果:对剥壳机分离装置改进后使莲子能够顺畅地进入槽轮，完成对莲子赤道线的闭合式环切，切割深度约为0.9毫米，在不损伤莲子的前提下实现了莲子壳仁分离的效果，提高莲子剥壳成功率，降低了莲子损耗。出；机架稳定，牢固。3、设计方法和步骤、对现有莲子剥壳机进行研究深刻了解其工作原理，通过分析比较、确定设计方案；、根据原有剥壳机的缺点进行进一步改进，提高工作效率，减少工作故障；、运用AutoCAD绘图等工具进行设计；、在理论上评估其可行性；、撰写设计说明书4、设计工作的总体安排及进度第12设计周：收集资料、知识准备；第34设计周：方案设计；总体结构草图；第510设计周：结构设计、设计计算、总体装配图、零件图设计；第1112设计周：设计说明书（论文）编写。五、指导教师审查意见：签字：年月日六、系(教研室)审查意见：签字：年月日七、学院审查意见：分管院长签章：年月日毕业设计周记姓名卢超学号116718140第1周第一周在选定课题之后我在图书馆查阅了相关资料，在网络上查找了有关于剥壳机的资料图片，对与自己课题相关的知识进行了解，针对自己要设计的剥壳机设计进行思考。虽然预感设计中会遇到很多问题，但相信通过自己努力老师指导能够顺利完成。导师意见：签字：日期：毕业设计周记姓名卢超学号116718140第2周这周老师带我们参观了现有旧版剥壳机，结合自己查阅的资料对现有剥壳机和自己将要设计的剥壳机优缺点进行分析比较，了解了剥壳机现在的用途及市场，提交了开题报告。导师意见：签字：日期：毕业设计周记姓名卢超学号116718140第3周通过上周自己查阅的相关资料和导师带我参观一些现有的剥壳机，我们对现有的剥壳机有了一定了解，对旧版剥壳机的缺点进行分析，在此基础上思考自己要改进的地方，并简单规划出自己要设计的结构和改进的装置，向老师提出自己的思路请老师给出知道意见。导师意见：签字：日期：毕业设计周记姓名卢超学号116718140第4周这周开始着手将自己的设计思路试着用草图形式表达出来，将自己想要改进的地方重点画出来，并考虑其实用性、合理性，在设计中也遇到了一些问题不知道如何改进，将自己遇到的问题和草图提交给老师审查。导师意见：签字：日期：毕业设计周记姓名卢超学号116718140第5周本周在老师指导基础上对草图进行改进，并用CAXA软件绘制剥壳机装配图，由于对CAXA软件运用不熟悉，期间遇到了许多问题，老师很耐心的教我们如何运用软件，通过老师的指点和自己积极与同学讨论学习慢慢懂得了CAXA的操作，虽然耽误了许多时间拖慢了设计进度，相比其他同学落后许多，但自己在这个过程中学习到了很多软件知识，对自己来说受益匪浅。导师意见：签字：日期：说明书设计题目：切刀下置式莲子剥壳机剥壳及分离装置设计专业年级： 2011机械设计制造及其自动化学号： 116718140 姓名：指导教师、职称： 2015 年 05 月 15 日0摘要随着中国经济迅猛发展，莲子低下的生产力远远不能满足市场的需求，莲子进入市场需要经过剥壳、去衣、去芯和干燥等一系列加工过程，其中莲子的剥壳是加工难度和强度最大的一道工序，目前人们采用最多的是手工剥壳，手工剥壳是用弧形刀片先对莲壳割一圈，然后用手将割后的莲子壳仁分离，手工去壳不但容易割伤手，而且还不卫生、容易损伤莲仁、效率低，严重制约了莲子的广泛种植。该设计通过创新设计在剥壳工艺上解决剥壳率低、破碎率高，在设备性能上解决可靠性低、工作稳定性差等问题，形成成熟定型的剥壳机产品，以满足莲子剥壳的实用性要求。莲子剥壳机的问世，是莲子生产加工领域的一项重要发明。它是莲子的产量大大增加，并且很大程度上降低了农民的劳动强度，还可以将拨好的莲子加工成各种莲子产品，同时莲子壳也可以加工饲料等用处。本设计采用刀具切割来到壳仁分离的目的，剥壳方式为滚动切割式莲子剥壳机，莲子沿导料槽进入切割装置，槽轮带动莲子沿莲子赤道逆时针转动切割，刀具在莲子赤道上切出一条闭合的轨迹，从而达到壳仁分离效果，性能相对稳定，切割顺畅，较少出现堵塞现象，剥壳率较高，损坏率低，在设计上有所创新。关键词：莲子；剥壳机；设计AbstractWith Chinas rapid economic development, low productivity lotus seeds can not meet the market demand, lotus seeds enter the market to go through sheller, to clothing, to a series of core and drying processes, including lotus seed sheller is processing difficulty and intensity the largest one process, now people use most is hand-peeled, hand peeled with curved blade to cut a circle of lotus shell, then hand cut lotus seeds shell kernels after separation, hand peeled not only easy to cut hand, and does not care, easy to damage the lotus kernels, inefficient, severely restricted the widespread planting lotus. The design on the rind through innovative design process solutions shelling low broken rate on equipment performance to solve the low reliability, poor job stability, the formation of mature stereotypes Sheller products to meet the lotus seed sheller utility requirement. The advent of lotus seed sheller is an important invention lotus seeds production and processing sector. It is the lotus seed production has increased significantly, and greatly reduces the labor intensity of farmers, can also be processed into a variety of dial good lotus seeds lotus seed products, while lotus seed shell can also be processed feed and other uses.The design uses a cutting tool purpose shell Jen came separation, peel way scroll Cutting lotus seed sheller, lotus seeds into the cutting device along the guide trough, groove wheel drive lotus seeds counterclockwise rotation of the cutter along the equator lotus seeds, lotus seeds and tools in the equatorial cut out on a closed track, so as to achieve shell kernel separation, performance is relatively stable, smooth cut, less clogging phenomenon, a high peel rate, damage rate, to be innovative in design.Keywords: lotus; Sheller; design目录摘要IAbstractII第一章绪论- 1 -1.1莲子剥壳传统工艺方法- 2 -1.2莲子剥壳机械加工方法及现状- 2 -1.2.4冲击式莲子剥壳机- 3 -1.2.5切割式莲子剥壳机- 3 -1.3设计任务及要求- 4 -第二章莲子剥壳机总体设计- 5 -2.1莲子几何特征及其力学特性- 5 -2.2 剥壳机的基本结构设计- 5 -2.3剥壳机的工作原理- 6 -第三章莲子剥壳机切割部分工件设计- 7 -3.1槽轮的结构设计- 7 -3.2传动轴的设计- 8 -3.3轴承选取- 9 -3.4切割组件的结构设计- 10 -3.5切割刀片的选取设计- 10 -3.6刀架设计- 11 -3.6.1支撑臂- 11 -3.6.2 U型臂- 12 -3.7皮带轮的选择- 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- 16 -致谢- 17 - 16 -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。(1) 硬壳莲手工加工方法：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。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。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。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。(2) 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1.5mm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56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。1.2.5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100kgh，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. 了解现有莲子剥壳基本原理和鲜莲子物理性质，了解社会需求研究现状，明确莲子剥壳机存在的问题，运用机械原理知识，确定设计方案并完成设计。要求工作原理正确，能实现对新鲜莲子剥壳加工。2.熟悉莲壳的切割原理，以及对剥壳机的切割部件详细说明。3.提交CAD零件图、装配图、装配图，及设计说明书。第二章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1925mm，短轴直径在1519mm，壳厚在0.71.0mm，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。图1 莲子长、短径示意2.2 剥壳机的基本结构设计根据莲子的结构特性以及力学性能，本次设计的剥壳机大体思路是由料斗（1），槽轮（2），导料槽（3），刀架（4），出料口（5），机架（6）等所组成。其特征是：在槽轮的轮柱面上开有椭圆弧凹槽与导料槽相对应，导料槽为椭圆弧弹性凹槽，在导料槽的出口处设置一个刀架和槽轮的凹槽相对应，导料槽的凹槽面为弹性橡胶，刀架通过定位栓在定位孔中连接切割刀片，刀架由选好的弹簧连接在机架上，切割刀片的刀刃部分相对槽轮的圆心形成一段圆渐开线连接一段圆弧。大致基本结构如图2所示。图3 三维简图2.3剥壳机的工作原理剥壳机的主要结构如图2所示，其主要工作原理为:将需剥壳的鲜莲子均匀放入料斗，莲子通过料斗进入倒料轮，在倒料轮带动下依次顺序进入导料槽，顺着导料槽进入槽轮，莲子在重力作用下处于滚动状态，在滚动过程中，莲子逐步调整滚动姿势至达到理想的切割姿势，随后进入由刀架与槽轮构成的切割通道，莲子在此通道内继续受到刀架板与槽轮的压力以及槽轮的切向摩擦力而处于理想的纯滚动状态，刀架板的中间镶有切割刀片，当莲子滚过切割通道时被切割刀片连续环切从而完成割壳。图2工作原理图第三章莲子剥壳机切割部分工件设计3.1槽轮的结构设计槽轮是带动莲子做切割运动的主要部件，莲子由进料斗依次进入调整通道和切割通道，其截面的形状结构对莲子滚动调姿及切割均会产生影响，对槽轮的轮槽宽度深度形状都有相应的要求。其结构模型如图3图4所示。图3槽轮示意图为了防止莲子在滚动过程中左右移动，造成切割位置和角度的较大偏差，影响切割质量，槽宽应稍大于莲子宽度，槽深接近于莲子的半径，同时轮槽底面贴上一层橡胶，这样可以更好地将莲子包裹住使其更好地滚动，调整姿势，利于切割。图4槽轮模型示意图 3.2传动轴的设计传动轴是莲子剥壳机的主要设计部件之一，他在莲子剥壳机正常工作过程中，承担主要转矩、扭矩、弯矩和支撑传动轴上的回转零件，传动轴的设计是很关键的一个步骤。它的主要功用是：一是支持轴上所安装的回转零件，使其有确定的工作位置；二是传递轴上的运动和动力。根据莲子剥壳机的结构特点和组成形状及工作强度和环境的要求，主轴选用直轴形式传递，而且选用直轴中的阶梯轴。此轴的设计如下：图5轴3.3轴承选取考虑驱动轴在交大弯矩作用下会产生弯曲变形，深沟球轴承装在轴上后，在轴承的轴向游隙范围内，可限制两个方向的轴向位移，承受径向载荷，也可同时承受径向载荷和轴向载荷。尺寸如图所示。图6轴承3.4切割组件的结构设计切割组件主要由刀架板、弹簧以及切割刀片等组成，共同完成对莲子的切割。刀架板的结构设计滑道导轨的内圆弧面前段设计成与调整滑道内曲面相切，这样可使莲子平滑地由调整滑道过渡到切割滑道，减小莲子因跳动而产生切割位置的改变影响剥壳质量，同时，由于切割通道的空间高度小于莲子直径，莲子进入切割通道后获得继续滚动前行所必需的压力和摩擦力压力的大小可以通过刀架板下面安置的弹簧的预压缩量来调整，确保莲子获得合适的压力以保证既能够切割莲子又不会压碎莲子。同时，由于2个调节的弹簧，不仅可以保证莲子在整个切割通道都可以获得合适的切割力和切割空间，还可以保证切割通道内可以同时容纳多个莲子共同切割以提高效率。莲子进入切割通道后就在面1上滚动，最初的设计是将该面设计成平面，但考虑到莲子在切割过程中可能没有以垂直于莲子长轴方向被切割，而是被斜着切开，说明莲子在滚动和切割时的姿势不够稳定，影响了莲子剥壳的质量为了稳定莲子的切割姿势，防止莲子在切割时的晃动，保证切割质量，该面加工成略带弧面，这样就可以解决这一问题。 3.5切割刀片的选取设计切割刀片是莲子切割时最为重要的部件，要求刀片薄而锋利，并且耐磨，刀片材料采用9CrWMn，厚度为1mm。刀片固定在U型臂上，由锁紧螺母固定。刀刃高出0.8-1.0mm，刀刃相对槽轮的轮心形成一段圆渐开线连接一段圆弧，这样莲子通过切割通道时就能够进行连续切割并能够有效控制切入深度而不伤及莲仁。在莲子割壳中，果肉上不留下刀痕，必须具备两个必要条件：一、切割的深度不超过莲壳的厚度；二、大小不同的莲壳被切割的长度不能超过一周。切割刀片形状设定可以同时满足两个条件。如图中：A点为大颗粒莲子N1的起始切割点，大颗粒莲子从A点运动到刀刃末端时，正好被切割一周。N2为小颗粒的莲子，当从A点运动到B点时，由于槽轮与刀刃之间的间隔大，刀架板不提供或提供的压力达不到有效切割力度，只有当N2运动到B点时才开始被有效切割，N2从B点运动到刀刃末端时也正好被切割一周，因此保证了不同规格的莲壳被切割的长度均不超过一周。考虑到要很好的剥去莲子的外壳，刀具的长度应该不应短于莲子的中径周长，这样才能使莲子在刀具上环切一周的距离，但也不能太长，这也可能会损伤到莲仁。综合上述的因素选取刀具的刀刃长为：L=45mm。图7莲子切割示意图3.6刀架设计刀架固定采用摇臂式设计，期结构简单，工作灵活，轻松完成对刀具的清理、更换，配合弹簧能够很好地完成刀片对莲子的切割工作。3.6.1支撑臂支撑臂固定在机架上，由两个六角螺栓固定在机架下方，为了便于顺畅有效地接收、切割莲子，臂倾斜一定角度，两条支撑臂与槽轮中心线重贴，臂为空心方形，材料选用45钢。图8 刀架图3.6.2 U型臂U型臂使用一个圆柱销联接在支撑臂上，以圆柱销为轴心可实现上下摆动，在切割时通过弹簧固定，在弹簧拉力下，莲子在切割通道中受到一个压力，使得刀片能对莲子进行有效地切割，刀片固定在U型臂上，由锁紧螺母固定，U型臂固定刀片的平面必须与压板缝隙平齐，U型臂刀片固定结构如图所示。图9U型臂刀片组合图 3.7皮带轮的选择皮带轮选取A型带，顶端宽度13mm、厚度为8mm。皮带传动主要有：平皮带、三角带、同步齿型带三种，三种皮带都有国家标准，但是皮带轮因传动比、功率的变化较大，此次设计选取皮带轮内径8mm，外径60mm。第四章设计总结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，利用槽轮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1鲁运江莲子的营养价值与食疗保健J蔬菜，2001(6) :37392倪学明，吴彦红中国莲M北京: 科学出版社，19873濮良贵，纪名刚.机械设计 M.高等教育出版社，2006，5.4郑传祥莲子脱壳机设计与试验J农业机械学报，2003，34(5) :106108. 5 王旺平，杜先锋，周均生.BK25型莲子剥壳机的研制J.食品与机械，2009，25(2):103-105. 6 郑宝东,郑金鬼,曾绍校.我国主要莲子品种营养成分的分析J营养学报，2003，25(2)：153-156 7 高洪庆莲籽系列食品加工技术J西部粮油科技，1997，22(3)：28-29 8 何铭新，钱可强，徐祖茂.机械制图 M.高等教育出版社，2010,7. 9 陆剑中，孙家宁.金属切割原理与刀具

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