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任务书填写要求1毕业设计任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在系的负责人审查、签字后生效。此任务书应在毕业设计开始前一周内填好并发给学生；2任务书内容必须用黑笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；3任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系主管领导审批后方可重新填写；4任务书内有关“学院、系” 、 “专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号（如02011401X02） ，不能只写最后 2 位或 1 位数字；5有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004 年 3 月 15 日”或“2004-03-15” 。毕毕 业业 设设 计计 任任 务务 书书1毕业设计的任务和要求：查阅现有新鲜毛豆脱壳、各类鲜果、干果脱壳及其它农作物如水稻等脱壳机械、研究脱壳技术方案，在此基础上设计两种以上实用的新鲜毛豆脱壳机械，撰写说明书，绘制图纸。参考文献数目 25 以上。注意：(1) 为了避免干扰以后毕业设计教学工作，也为了避免知识产权纠纷，本学期各个阶段所完成的毕业设计材料不可发布到网上，也不可提供给指导教师、评阅人、答辩委员会以外的人员。（2）准备一本画法几何与机械制图课本，需认真复习，掌握装配图与零件图的差别。绘图时必须随时查阅课本。2毕业设计的具体工作内容1. 查阅电子文献：1）中国知识产权局网站；2）中北大学网站图书馆电子资源购买资源万方数据、CNKI 知识资源总库、中国期刊全文数据库、CNKI 硕士论文库、CNKI 博士论文库、超星图书馆。3）百度网上搜索及其他各种方法。2. 借阅纸质文献：人工查找容易遗漏，需要在图书馆的计算机上找，如果计算机不方便，在宿舍查：学校网站图书馆读者服务文献检索输入书名（开始时字数少些、后来字数多些，注意搜索技巧）3.对现有技术方案进行分析总结，完成开题报告（图文并茂，2000 字） ；在查阅资料和市场调研的基础上设计两种以上实用的新鲜毛豆脱壳机械，绘制图纸，撰写说明书。图纸符合制图标准。4.在学有余力的情况下，编制新鲜毛豆脱壳机械关键零件的工艺规程。5. 翻译英文文献一篇。毕毕 业业 设设 计计 任任 务务 书书3对毕业设计成果的要求：1. 新鲜毛豆脱壳机械设计图纸（含装配图、零件图）2. 设计说明书一本3. 英文翻译一篇4. 学有余力时所完成得新鲜毛豆脱壳机械关键零件的工艺规程4毕业设计工作进度计划：起 迄 日 期工 作 内 容大约时间 2016 年2 月 29 日 3 月 29 日3 月 30 日 5 月 31 日6 月查阅文献，撰写开题报告。绘制图纸，完成毕业设计说明书。参加答辩。学生所在系审查意见： 同意下发任务书系主任： 2016 年 2 月 29 日PAGE 任务书填写要求1毕业设计任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在系的负责人审查、签字后生效。此任务书应在毕业设计开始前一周内填好并发给学生；2任务书内容必须用黑笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；3任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系主管领导审批后方可重新填写；4任务书内有关“学院、系”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号（如02011401X02），不能只写最后2位或1位数字；5有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。毕 业 设 计 任 务 书1毕业设计的任务和要求：查阅现有新鲜毛豆脱壳、各类鲜果、干果脱壳及其它农作物如水稻等脱壳机械、研究脱壳技术方案，在此基础上设计两种以上实用的新鲜毛豆脱壳机械，撰写说明书，绘制图纸。参考文献数目25以上。注意：(1) 为了避免干扰以后毕业设计教学工作，也为了避免知识产权纠纷，本学期各个阶段所完成的毕业设计材料不可发布到网上，也不可提供给指导教师、评阅人、答辩委员会以外的人员。（2）准备一本画法几何与机械制图课本，需认真复习，掌握装配图与零件图的差别。绘图时必须随时查阅课本。2毕业设计的具体工作内容查阅电子文献：1）中国知识产权局网站；2）中北大学网站图书馆电子资源购买资源万方数据、CNKI知识资源总库、中国期刊全文数据库、CNKI硕士论文库、CNKI博士论文库、超星图书馆。3）百度网上搜索及其他各种方法。借阅纸质文献：人工查找容易遗漏，需要在图书馆的计算机上找，如果计算机不方便，在宿舍查：学校网站图书馆读者服务文献检索输入书名（开始时字数少些、后来字数多些，注意搜索技巧）3.对现有技术方案进行分析总结，完成开题报告（图文并茂，2000字）；在查阅资料和市场调研的基础上设计两种以上实用的新鲜毛豆脱壳机械，绘制图纸，撰写说明书。图纸符合制图标准。4.在学有余力的情况下，编制新鲜毛豆脱壳机械关键零件的工艺规程。5. 翻译英文文献一篇。毕 业 设 计 任 务 书3对毕业设计成果的要求：新鲜毛豆脱壳机械设计图纸（含装配图、零件图）设计说明书一本英文翻译一篇学有余力时所完成得新鲜毛豆脱壳机械关键零件的工艺规程4毕业设计工作进度计划：起 迄 日 期工 作 内 容大约时间 2016年2月29 日 3 月29日3月30日 5月31日6月查阅文献，撰写开题报告。绘制图纸，完成毕业设计说明书。参加答辩。学生所在系审查意见： 同意下发任务书系主任： 2016 年2月29 日毕毕 业业 设设 计计 开开 题题 报报 告告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述：1 1 研究背景与意义研究背景与意义1.11.1 研究背景研究背景毛豆以及其它一些豆类都具有很高的营养价值，而且口感良好，因此在日常生活中 颇受人们的喜爱。毛豆的开发利用是全球的一个新兴产业。大豆是植物蛋白的主要来源 ，在全球特别是我国淀粉营养供应有余 、而蛋白质营养供应不足的情况下，发展大豆生产迫在眉睫 。但长期以来人们直接摄取大豆蛋白质营养不多，仅通过豆制品、豆奶等方式，约占大豆总产的 30 ，而 7 0的大豆籽粒均用于榨油，其豆饼通过动物加以利用。20 世纪 80 年代以后 ，东南亚国家由于观念更新，率先通过直接食用毛豆来摄取蛋白质营养，相继受到许多地区人民的响应， 目前发达过国家对毛豆的需求量每年以 15的速度递增 ，次发达国家对毛豆的需求量每年以 1 O的速度递增。在我浙江 、安徽 、上海等省市，毛豆产业成为一个重要的新兴必须产业。毛豆已成为南方各省夏秋两季的主要蔬菜，尤其是在经济发达地区大豆食用比重明显上升，并由南方逐步向农村扩展 ，毛豆被人们当做保健食品摆上了餐桌。毛豆深加工过程中最复杂和费时的工序就是剥壳。手工剥壳方式具有费时费力、效率低、不卫生以及品质不一等缺点，给生产者带来了种种不便。目前，市场上虽然已经有一些专门的毛豆剥壳设备，但功能还不够完善，技术不是很成熟，缺乏成型的毛豆脱壳机具，阻碍了毛豆深加工的产业化发展进程。1.21.2 研究意义研究意义理论分析与实验研究表明，影响剥壳效果的主要原因是壳韧豆脆，籽粒易受伤，导致剥壳成功率不高。 经试验一台普通的毛豆脱壳机每小时能剥青毛豆 200kg，而人工剥壳每小时最多 4kg。由此可看出机械化剥壳比手工剥壳效率提高了 50 倍（海门市农业机械化技术推广服务站，2005）。但现在的技术水平远远不能满足当今日益发展的毛豆加工需求。由此缺乏了行业竞争力，缺乏长远的竞争力。为了实现对毛豆的大量加工。需要技术加工更高的一体化加工技术和生产线。2 2 国内外研究现状国内外研究现状我国加入 WTO 以来，国内外关于毛豆脱壳机械的开发与推广应用日益增多，针对现有毛豆脱壳机械存在的优点与不足，在未来的发展过程中，对毛豆脱壳在机械生产应用中的经验进行总结，不断完善其功能，使其呈现良好的发展势头。3 3 文献综述文献综述 1徐淑科论述了荞麦的资源分布情况，荞麦独特的营养功能以及荞麦产品在食品加工中的广泛应用。从荞麦加工工艺设计的角度，对荞麦加工中的要点进行了阐述，介绍了 4 种荞麦脱壳的原理和优缺点以及荞麦加工工艺流程图。 2黄和祥认为豌豆作为一种低脂肪，高蛋白的食物越来越收到人们的喜爱，它与其它豆类相比，优势在于价格低廉，加工与使用方式多样化。但无论是制酱类、制罐头、还是豌豆淀粉加工，都必须先剥壳。为此介绍了豌豆剥壳机械的主要结构和特点，阐述了其工作原理，分析了影响豌豆剥壳质量的因素，确定了主要参数和整机参数。 3于丽萍简述了荞麦米的营养成分，保健作用及加工概况，对其在脱壳机中的工艺及其操作该过程做了详细介绍，保证了脱壳率的提升。 4杜文华探讨带壳物料的脱壳技术 ,开发脱壳设备及方法，从现有脱壳设备、新型脱壳技术和工艺条件的研究阐明脱壳技术的研究与应用现状。指出了新型脱壳设备存在的技术难题。说明了脱壳是带壳物料深加工前的一道重要工序 ,市场前景很好 ,需要继续深入研究 。 5郑传祥说明了锥栗是著名特产，味美果香，为了开发各种各样的锥栗深加工产品，首先必须解决锥栗的脱壳去红衣问题。研究分析了国内外各种板栗脱壳设备，并在此基础上，提出了锥栗脱壳新技术：锥栗经干燥后进行分选按不同的大小进入不同的锥栗脱壳机，脱壳机内双排刀滚高速切割锥栗外壳，然后高速击打外壳去衣，经脱壳后的锥栗在脱壳机出口完成壳衣分离，在进入带式输送机进行分拣，未脱壳的板栗返回脱壳机，经分拣后的栗仁进入下一道工序。经过大量实验与测定，证明了该技术脱壳率高，完整率高，脱壳成本低适合我国国情，并通过省级鉴定。 6 何春薇、钱仔健、顾雄磊、吴福忠在分析青毛豆剥壳机理的基础上,设计出一种全自动青毛豆剥壳机,并对关键部件送料装置和轧辊的设计参数进行分析计算,得到了相应参数的理论计算模型。根据关键参数的理论计算结果,制作了产品样机,并利用新鲜毛豆进行了多次剥壳试验,同时对试验数据进行统计分析。试验结果表明,剥豆成功率稳定在 90%以上,毛豆破损率稳定在 5%以下。 7 杨雪银认为板栗具有重要的经济价值和食疗价值,而且营养丰富、味美可口。目前板栗种植已产业化,其产量大大提高,但是板栗的破壳去衣一直是深加工中的难题,极大的影响了板栗的生产、加工和销售。所以,板栗的破壳去衣是必须解决的问题。 论文对板栗的干燥特性与压缩式、剪切式及揉搓式的破壳方式进行了试验研究,并进行了有限元模拟分析,以探讨板栗的破壳机理。主要结论如下: 通过干燥试验,确定了板栗的安全干燥曲线。同时对影响板栗含水率的主要因素:干燥时间、干燥温度及板栗的大小进行了分析,得出了含水率与三者之间的函数关系式。 通过对板栗压缩力学特性的试验研究,表明沿 X 向加载时,板栗的破壳效果最好;板栗大小、板栗含水率、加载方向及加载速率是影响板栗破壳力大小的主要因素。 分别进行了压缩、剪切及揉搓三种方式的破壳试验,结果表明,揉搓方式的破壳效果最好,剪切方式次之,压缩方式的效果最差。 用有限元方法对板栗的破壳机理进行了模拟,通过对节点力云图、节点变形及节点总应变的分析,得知板栗压缩时,沿 X 方向加载破壳效果最好;三种工作方式中,揉搓方式的破壳效果最好;另外,板栗果壳的力变形量分布、裂纹走向等均与试验结果一致。由此可知,可采用有限元方法对板栗的破壳机理进行模拟。 8刘滨凡，战延文，王怀宇阐述了开展坚果脱壳机研制的目的和重要意义，介绍了我国坚果脱壳机研究的现状和问题，论述了风吸式多功能坚果脱壳机的结构、工作原理和主要技术指标，供有关科研，工程技术人员和果仁生产企业参考。 9刘少达，未立学，刘清生介绍了银杏脱壳机的组成、工作原理、结构特点和技术参数 ,并对脱壳分离机的主要技术参数进行探讨。实践证明该机器技术可行 ,能实现银杏脱壳机械化。 10刘瑞根，杨忠介绍了几种主要经济作物剥壳机械的加工技术,分析了其机构组成与工作原理,进一步阐述了这几种经济作物剥壳机械的各自特点与技术发展情况。 11胡志超针对当前国内荞麦脱壳设备研究开发滞后于荞麦生产发展问题,就加强荞麦加工关键技术设备的消化吸收与国产化开发的必要性及国产化研究开发要点等进行了系统论述。 12郭贵生，吕新民在油菜籽脱壳机上对影响油菜籽脱壳的主要参数进行了试验 ,并对试验结果进行了分析。试验结果表明 ,生产率对脱壳机的脱壳率和粉末率有一定的影响 ;甩盘转速增加使脱壳机的脱壳率和粉末率增大 ;采用合理的打板数可提高脱壳机的性能。 13魏秀青，高振江，吴薇认为板栗食用和药用价值都很高 ,面对板栗生产的快速发展 ,必须大力推进板栗深加工。制约板栗深加工的因素很多 ,脱壳去衣是其中一个主要技术难题。本文利用自行设计研制的气体射流冲击设备 ,很好地解决了板栗破壳取仁的技术难题 ,为生产各种板栗深加工产品提供了必要的前提条件。另一方面 ,利用该设备生产的开口即食板栗极易剥壳 ,方便卫生 ,经充氮包装可延长保存期 ,常年供应。 14党新安根据真空爆壳的机理 ,采用单真空源与多个装料爆壳室相结合的合理配置 ,设计出了用于工业化生产的自动板栗真空爆壳设备及其计算机控制系统。 15张艳华介绍了一种新型板栗脱壳设备 ,脱壳率 90 %、栗仁质量好、破损率小、栗仁褐变程度低 ,设备操作简便、自动化程度高 ,适合工业化生产。 16王武在分析现有板栗剥壳技术的基础上 ,提出了利用微波能技术解决板栗剥壳难题的新方法 ,介绍了板栗微波爆壳的机理、实现途径 ,并进行了板栗微波爆壳装备的设计。 17张莉认为微波技术作为一项高新技术，近年来在食品工程研究与应用方面得到了较快发展，应用范围不断扩展。目前应用微波能进行食品干燥、杀菌、解冻等技术已实现工业化，但在板栗加工应用方面，尚未见国内外文献报道。 本研究将微波技术引入板栗脱壳过程，探索板栗微波脱壳的机理与技术可行性，以期找到一种有效的板栗脱壳去衣方法。研究结果表明：利用微波技术可实现对板栗的一次性脱壳去衣，加工工艺可分为切口与未切口两种。对于切口板栗来说，其较佳的微波脱壳工艺条件为：挑选板栗称重分级2NaCl 溶液浸泡 7h切口微波能连续处理(满功率750W)分离壳衣、仁栗仁。而且，此工艺有着较强的适应性，可适用不同重量板栗的微波脱壳加工。未切口板栗较佳的微波爆壳工艺条件为：板栗挑选称重分级90预热干燥 15min微波脉冲处理(平均功率 495W)爆裂板栗分离壳衣、仁栗仁。必须注意：板栗重量不同，其微波脱壳效果有很大差别。微波对栗仁品质会产生影响，利于保护栗仁中含有的 Vc，且具有较强的对 POD 酶的钝化能力，对淀粉晶体结构破坏程度很小。参考文献参考文献：1徐淑科. 荞麦的营养功能、应用及其脱壳工艺好设备J. 粮食与饲料工业，2004（12）: 17-19.2黄和祥.豌豆剥壳机械的设计J.农机化研究，2005(3): 109-110.3于丽萍.荞麦米的加工J. 西部粮油科技, 2002(5): 43-44.4杜文华.带壳物料脱壳技术研究初探J.太原师范学院学报(自然科学版);2003 年01 期.5郑传祥.锥栗脱壳去衣及设备的开发J.农业工程学报，2003（1）: 165-167.6何春薇、钱仔健、顾雄磊 、吴福忠. 全自动青毛豆剥壳机的研制J.农机化研究 2010 年 02 期.7杨雪银.基于有限元方法的板栗破壳机理的研究D.华中农业大学;2005 年.8刘滨凡.战延文，王怀宇.风吸式多功能坚果脱壳机的研制J.森林工程，2005（2）: 10-12.9刘少达，未立学，刘清生.银杏（白果）脱壳分离机的设计J.食品与机械，2004（5）:31-32.10刘瑞根，杨忠.经济作物剥壳加工技术J.粮油加工与食品机械,2005（6）.11胡志超.加强荞麦脱壳加工设备研究开发，促进养麦加工产业化发展J.中国农机化，2004(3):11 一 13.12郭贵生，吕新民.油菜籽脱壳机脱壳性能试验研究团J.农业机械学报，2005 (1): 148-149.13魏秀青.高振江，吴薇.气体射流冲击板栗破壳技术开口即食板栗加工试验研究J.粮油加工与食品机械，2003 (5): 55-56.14党新安.板栗真空爆壳机及其控制系统的设计J.轻工机械，2002(4): 51-53.15张艳华.板栗脱壳设备的设计J.粮油加工与食品机械，2004 (5): 70-7l .16王武.板栗微波爆壳技术及微波装备设计J.粮油加工与食品机械，2002 (7).17张莉.板栗微波脱壳机理及加工工艺研究0L.中国学位论文全文数据库，2004. 毕毕 业业 设设 计计 开开 题题 报报 告告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1 研究的问题研究的问题目前，市场上虽然已经有一些专门的毛豆剥壳设备，但功能还不够完善，技术不是很成熟，缺乏成型的毛豆脱壳机具，阻碍了毛豆深加工的产业化发展。理论分析与实验研究表明，影响剥壳效果的主要原因是壳韧豆脆，籽粒易受伤，导致剥壳成功率不高。2 2 研究的途径研究的途径 现今在生产生活中，较为常用的两种毛豆剥壳机有轧辊式毛豆剥壳机、挤压式剥壳机。 轧辊式毛豆剥壳机主要由振动料斗、机体、输送机构、导料板、轧辊和豆与壳分离引导板组成，将毛豆荚放入储料斗中，电机带动偏心轴转动，由于偏心轴质量分布不匀所以在转动过程中将产生激振力，使豆荚较分散且均匀地落在传输带上，经传输带把豆送到导料板，进而滑落卷入轧辊中。由于两轧辊反向旋转，同时两轧辊之间有一定的间隙，能够使豆荚的一部分被轧辊夹持并被挤压，使豆粒从豆壳中脱出，而豆壳被轧辊卷入，使豆粒和豆壳分离。经分离引导板将豆粒导入豆粒收集盘中，把豆壳导入到豆壳收集盘中。 挤压式剥壳是借助于轧辊对豆粒挤压，使豆粒从豆壳中脱出。其中，反向旋转的一对轧辊为剥壳机的核心装置，它能有效破壳的原理如下：毛豆豆荚为扁长条状，中间厚，两头扁平，籽粒在壳内纵向排列，籽粒间有一定间隙，受外力挤压时会移动；豆荚外壳比较柔韧，两片豆壳结合处破坏应力较小，当被施加外力时，籽粒可以从两豆壳结合处轻松脱出 HJ。当长条状毛豆荚经送料装置纵向输送到双轧辊时，豆荚扁平的一端首先被反向转动的轧辊夹持，轧辊转动，豆荚通过轧辊向前移动。由于两轧辊间隙较小(大约在 172Omm 之间)，豆荚中间厚鼓部分难以通过，荚中籽粒受到轧辊的挤压，与荚壳产生相对运动，向后移动的籽粒将荚壳撑开，脱离豆壳，实现剥壳脱粒。这时，豆壳在双轧辊的前侧，籽粒在后侧，达到了粒壳分离和分置。毛豆脱壳机一 如图所示毛豆脱壳机，由被固定在底座 1 中部的轴板 2 上呈上下位置安装的上、下挤压辊 6, 7 和装在它们端部的齿轮 5、摇把 8 构成。该剥毛豆机的上、下挤压辊 6; 7 在一周的同步反向转动中，它们间的夹角、夹缝大小不断变化，在最小夹角、夹缝位置也能把荚壳夹紧而不夹坏豆粒;它剥出的豆粒不受污染，不经上、下挤压辊 6、7 间的夹缝自动排出。此机结构简单、使用方便、安全可靠，适用于家庭、餐馆、食堂及卖菜摊。毛豆脱壳机二 此种毛豆剥壳机工作时，毛豆从工作台远离剥壳轧辊的的一端被人工均匀地铺平一层，在振动的作用下徐徐地向剥壳轧辊移动，井且在移动中形成队列，连续不断地进入到剥壳轧辊中，豆荚的一端受轧辊的挤压作用，外壳从轧辊喂入口的另一侧排出，被轧辊挤出的青毛豆籽粒和少量漏剥的豆荚从轧辊喂入一侧的出料口落到下方的清选筛中，经过振动筛选将青毛豆籽粒与漏剥的豆荚等杂质分离，加工出清洁的毛豆籽粒。由此可见，此机械可节省加工工序、提高生产效率。 由此可以预想到，这种毛豆剥壳机，加工出的豆籽干净清洁，可直接进行预冷、包装等加工，提高了毛豆的加工效率。 毕毕 业业 设设 计计 开开 题题 报报 告告指导教师意见指导教师意见： 赵波同学本学期的课题与机械设计制造及其自动化专业直接相关，所要求完成的任务符合本科教学要求，课题具有一定实际意义。赵波同学针对“毛豆脱壳机械设计”课题，查阅了相关图书资料和网上资源。通过本阶段的学习，该同学对“毛豆脱壳机械设计”课题的国内外研究现状有了初步了解。以所学本专业课程为基础，结合一个月左右的文献检索，该同学对课题的研究意义进一步明确，已了解所要解决的主要问题，拟采用的设计方案或研究手段基本合理。自开学以来，赵波同学能参加指导教师安排的集体辅导和个别辅导，遵守学校纪律。该同学具备了完成“毛豆脱壳机械设计”的基本知识，根据其近期表现，有希望完成本学期课题所要求的各项任务。同意开题。 指导教师： 2016 年 3 月 20 日所在系审查意见： 同意开题 系主任： 2016 年 3 月 22 日PAGE 毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：1 研究背景与意义1.1 研究背景毛豆以及其它一些豆类都具有很高的营养价值，而且口感良好，因此在日常生活中 颇受人们的喜爱。毛豆的开发利用是全球的一个新兴产业。大豆是植物蛋白的主要来源 ，在全球特别是我国淀粉营养供应有余 、而蛋白质营养供应不足的情况下，发展大豆生产迫在眉睫 。但长期以来人们直接摄取大豆蛋白质营养不多，仅通过豆制品、豆奶等方式，约占大豆总产的30 ，而7 0的大豆籽粒均用于榨油，其豆饼通过动物加以利用。20世纪80年代以后 ，东南亚国家由于观念更新，率先通过直接食用毛豆来摄取蛋白质营养，相继受到许多地区人民的响应， 目前发达过国家对毛豆的需求量每年以 15的速度递增 ，次发达国家对毛豆的需求量每年以1 O的速度递增。在我浙江 、安徽 、上海等省市，毛豆产业成为一个重要的新兴必须产业。毛豆已成为南方各省夏秋两季的主要蔬菜，尤其是在经济发达地区大豆食用比重明显上升，并由南方逐步向农村扩展 ，毛豆被人们当做保健食品摆上了餐桌。毛豆深加工过程中最复杂和费时的工序就是剥壳。手工剥壳方式具有费时费力、效率低、不卫生以及品质不一等缺点，给生产者带来了种种不便。目前，市场上虽然已经有一些专门的毛豆剥壳设备，但功能还不够完善，技术不是很成熟，缺乏成型的毛豆脱壳机具，阻碍了毛豆深加工的产业化发展进程。1.2 研究意义理论分析与实验研究表明，影响剥壳效果的主要原因是壳韧豆脆，籽粒易受伤，导致剥壳成功率不高。 经试验一台普通的毛豆脱壳机每小时能剥青毛豆200kg，而人工剥壳每小时最多4kg。由此可看出机械化剥壳比手工剥壳效率提高了50倍（海门市农业机械化技术推广服务站，2005）。但现在的技术水平远远不能满足当今日益发展的毛豆加工需求。由此缺乏了行业竞争力，缺乏长远的竞争力。为了实现对毛豆的大量加工。需要技术加工更高的一体化加工技术和生产线。2 国内外研究现状我国加入WTO以来，国内外关于毛豆脱壳机械的开发与推广应用日益增多，针对现有毛豆脱壳机械存在的优点与不足，在未来的发展过程中，对毛豆脱壳在机械生产应用中的经验进行总结，不断完善其功能，使其呈现良好的发展势头。3 文献综述 1徐淑科论述了荞麦的资源分布情况，荞麦独特的营养功能以及荞麦产品在食品加工中的广泛应用。从荞麦加工工艺设计的角度，对荞麦加工中的要点进行了阐述，介绍了4种荞麦脱壳的原理和优缺点以及荞麦加工工艺流程图。 2黄和祥认为豌豆作为一种低脂肪，高蛋白的食物越来越收到人们的喜爱，它与其它豆类相比，优势在于价格低廉，加工与使用方式多样化。但无论是制酱类、制罐头、还是豌豆淀粉加工，都必须先剥壳。为此介绍了豌豆剥壳机械的主要结构和特点，阐述了其工作原理，分析了影响豌豆剥壳质量的因素，确定了主要参数和整机参数。 3于丽萍简述了荞麦米的营养成分，保健作用及加工概况，对其在脱壳机中的工艺及其操作该过程做了详细介绍，保证了脱壳率的提升。 4杜文华探讨带壳物料的脱壳技术 ,开发脱壳设备及方法，从现有脱壳设备、新型脱壳技术和工艺条件的研究阐明脱壳技术的研究与应用现状。指出了新型脱壳设备存在的技术难题。说明了脱壳是带壳物料深加工前的一道重要工序 ,市场前景很好 ,需要继续深入研究 。 5郑传祥说明了锥栗是著名特产，味美果香，为了开发各种各样的锥栗深加工产品，首先必须解决锥栗的脱壳去红衣问题。研究分析了国内外各种板栗脱壳设备，并在此基础上，提出了锥栗脱壳新技术：锥栗经干燥后进行分选按不同的大小进入不同的锥栗脱壳机，脱壳机内双排刀滚高速切割锥栗外壳，然后高速击打外壳去衣，经脱壳后的锥栗在脱壳机出口完成壳衣分离，在进入带式输送机进行分拣，未脱壳的板栗返回脱壳机，经分拣后的栗仁进入下一道工序。经过大量实验与测定，证明了该技术脱壳率高，完整率高，脱壳成本低适合我国国情，并通过省级鉴定。 6 何春薇、钱仔健、顾雄磊、吴福忠在分析青毛豆剥壳机理的基础上,设计出一种全自动青毛豆剥壳机,并对关键部件送料装置和轧辊的设计参数进行分析计算,得到了相应参数的理论计算模型。根据关键参数的理论计算结果,制作了产品样机,并利用新鲜毛豆进行了多次剥壳试验,同时对试验数据进行统计分析。试验结果表明,剥豆成功率稳定在90%以上,毛豆破损率稳定在5%以下。 7 杨雪银认为板栗具有重要的经济价值和食疗价值,而且营养丰富、味美可口。目前板栗种植已产业化,其产量大大提高,但是板栗的破壳去衣一直是深加工中的难题,极大的影响了板栗的生产、加工和销售。所以,板栗的破壳去衣是必须解决的问题。 论文对板栗的干燥特性与压缩式、剪切式及揉搓式的破壳方式进行了试验研究,并进行了有限元模拟分析,以探讨板栗的破壳机理。主要结论如下: 通过干燥试验,确定了板栗的安全干燥曲线。同时对影响板栗含水率的主要因素:干燥时间、干燥温度及板栗的大小进行了分析,得出了含水率与三者之间的函数关系式。 通过对板栗压缩力学特性的试验研究,表明沿X向加载时,板栗的破壳效果最好;板栗大小、板栗含水率、加载方向及加载速率是影响板栗破壳力大小的主要因素。 分别进行了压缩、剪切及揉搓三种方式的破壳试验,结果表明,揉搓方式的破壳效果最好,剪切方式次之,压缩方式的效果最差。 用有限元方法对板栗的破壳机理进行了模拟,通过对节点力云图、节点变形及节点总应变的分析,得知板栗压缩时,沿X方向加载破壳效果最好;三种工作方式中,揉搓方式的破壳效果最好;另外,板栗果壳的力变形量分布、裂纹走向等均与试验结果一致。由此可知,可采用有限元方法对板栗的破壳机理进行模拟。 8刘滨凡，战延文，王怀宇阐述了开展坚果脱壳机研制的目的和重要意义，介绍了我国坚果脱壳机研究的现状和问题，论述了风吸式多功能坚果脱壳机的结构、工作原理和主要技术指标，供有关科研，工程技术人员和果仁生产企业参考。 9刘少达，未立学，刘清生介绍了银杏脱壳机的组成、工作原理、结构特点和技术参数 ,并对脱壳分离机的主要技术参数进行探讨。实践证明该机器技术可行 ,能实现银杏脱壳机械化。 10刘瑞根，杨忠介绍了几种主要经济作物剥壳机械的加工技术,分析了其机构组成与工作原理,进一步阐述了这几种经济作物剥壳机械的各自特点与技术发展情况。 11胡志超针对当前国内荞麦脱壳设备研究开发滞后于荞麦生产发展问题,就加强荞麦加工关键技术设备的消化吸收与国产化开发的必要性及国产化研究开发要点等进行了系统论述。 12郭贵生，吕新民在油菜籽脱壳机上对影响油菜籽脱壳的主要参数进行了试验 ,并对试验结果进行了分析。试验结果表明 ,生产率对脱壳机的脱壳率和粉末率有一定的影响 ;甩盘转速增加使脱壳机的脱壳率和粉末率增大 ;采用合理的打板数可提高脱壳机的性能。 13魏秀青，高振江，吴薇认为板栗食用和药用价值都很高 ,面对板栗生产的快速发展 ,必须大力推进板栗深加工。制约板栗深加工的因素很多 ,脱壳去衣是其中一个主要技术难题。本文利用自行设计研制的气体射流冲击设备 ,很好地解决了板栗破壳取仁的技术难题 ,为生产各种板栗深加工产品提供了必要的前提条件。另一方面 ,利用该设备生产的开口即食板栗极易剥壳 ,方便卫生 ,经充氮包装可延长保存期 ,常年供应。 14党新安根据真空爆壳的机理 ,采用单真空源与多个装料爆壳室相结合的合理配置 ,设计出了用于工业化生产的自动板栗真空爆壳设备及其计算机控制系统。 15张艳华介绍了一种新型板栗脱壳设备 ,脱壳率90 %、栗仁质量好、破损率小、栗仁褐变程度低 ,设备操作简便、自动化程度高 ,适合工业化生产。 16王武在分析现有板栗剥壳技术的基础上 ,提出了利用微波能技术解决板栗剥壳难题的新方法 ,介绍了板栗微波爆壳的机理、实现途径 ,并进行了板栗微波爆壳装备的设计。 17张莉认为微波技术作为一项高新技术，近年来在食品工程研究与应用方面得到了较快发展，应用范围不断扩展。目前应用微波能进行食品干燥、杀菌、解冻等技术已实现工业化，但在板栗加工应用方面，尚未见国内外文献报道。 本研究将微波技术引入板栗脱壳过程，探索板栗微波脱壳的机理与技术可行性，以期找到一种有效的板栗脱壳去衣方法。研究结果表明：利用微波技术可实现对板栗的一次性脱壳去衣，加工工艺可分为切口与未切口两种。对于切口板栗来说，其较佳的微波脱壳工艺条件为：挑选板栗称重分级2NaCl溶液浸泡7h切口微波能连续处理(满功率750W)分离壳衣、仁栗仁。而且，此工艺有着较强的适应性，可适用不同重量板栗的微波脱壳加工。未切口板栗较佳的微波爆壳工艺条件为：板栗挑选称重分级90预热干燥15min微波脉冲处理(平均功率495W)爆裂板栗分离壳衣、仁栗仁。必须注意：板栗重量不同，其微波脱壳效果有很大差别。微波对栗仁品质会产生影响，利于保护栗仁中含有的Vc，且具有较强的对POD酶的钝化能力，对淀粉晶体结构破坏程度很小。参考文献：1徐淑科. 荞麦的营养功能、应用及其脱壳工艺好设备J. 粮食与饲料工业，2004（12）: 17-19.2黄和祥.豌豆剥壳机械的设计J.农机化研究，2005(3): 109-110.3于丽萍.荞麦米的加工J. 西部粮油科技, 2002(5): 43-44.4杜文华.带壳物料脱壳技术研究初探J.太原师范学院学报(自然科学版);2003年01期.5郑传祥.锥栗脱壳去衣及设备的开发J.农业工程学报，2003（1）: 165-167.6何春薇、钱仔健、顾雄磊 、吴福忠. 全自动青毛豆剥壳机的研制J.农机化研究 2010年02期.7杨雪银.基于有限元方法的板栗破壳机理的研究D.华中农业大学;2005年.8刘滨凡.战延文，王怀宇.风吸式多功能坚果脱壳机的研制J.森林工程，2005（2）: 10-12.9刘少达，未立学，刘清生.银杏（白果）脱壳分离机的设计J.食品与机械，2004（5）:31-32.10刘瑞根，杨忠.经济作物剥壳加工技术J.粮油加工与食品机械,2005（6）.11胡志超.加强荞麦脱壳加工设备研究开发，促进养麦加工产业化发展J.中国农机化，2004(3):11一13.12郭贵生，吕新民.油菜籽脱壳机脱壳性能试验研究团J.农业机械学报，2005 (1): 148-149.13魏秀青.高振江，吴薇.气体射流冲击板栗破壳技术开口即食板栗加工试验研究J.粮油加工与食品机械，2003 (5): 55-56.14党新安.板栗真空爆壳机及其控制系统的设计J.轻工机械，2002(4): 51-53.15张艳华.板栗脱壳设备的设计J.粮油加工与食品机械，2004 (5): 70-7l .16王武.板栗微波爆壳技术及微波装备设计J.粮油加工与食品机械，2002 (7).17张莉.板栗微波脱壳机理及加工工艺研究0L.中国学位论文全文数据库，2004. 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1 研究的问题目前，市场上虽然已经有一些专门的毛豆剥壳设备，但功能还不够完善，技术不是很成熟，缺乏成型的毛豆脱壳机具，阻碍了毛豆深加工的产业化发展。理论分析与实验研究表明，影响剥壳效果的主要原因是壳韧豆脆，籽粒易受伤，导致剥壳成功率不高。2 研究的途径 现今在生产生活中，较为常用的两种毛豆剥壳机有轧辊式毛豆剥壳机、挤压式剥壳机。 轧辊式毛豆剥壳机主要由振动料斗、机体、输送机构、导料板、轧辊和豆与壳分离引导板组成，将毛豆荚放入储料斗中，电机带动偏心轴转动，由于偏心轴质量分布不匀所以在转动过程中将产生激振力，使豆荚较分散且均匀地落在传输带上，经传输带把豆送到导料板，进而滑落卷入轧辊中。由于两轧辊反向旋转，同时两轧辊之间有一定的间隙，能够使豆荚的一部分被轧辊夹持并被挤压，使豆粒从豆壳中脱出，而豆壳被轧辊卷入，使豆粒和豆壳分离。经分离引导板将豆粒导入豆粒收集盘中，把豆壳导入到豆壳收集盘中。 挤压式剥壳是借助于轧辊对豆粒挤压，使豆粒从豆壳中脱出。其中，反向旋转的一对轧辊为剥壳机的核心装置，它能有效破壳的原理如下：毛豆豆荚为扁长条状，中间厚，两头扁平，籽粒在壳内纵向排列，籽粒间有一定间隙，受外力挤压时会移动；豆荚外壳比较柔韧，两片豆壳结合处破坏应力较小，当被施加外力时，籽粒可以从两豆壳结合处轻松脱出HJ。当长条状毛豆荚经送料装置纵向输送到双轧辊时，豆荚扁平的一端首先被反向转动的轧辊夹持，轧辊转动，豆荚通过轧辊向前移动。由于两轧辊间隙较小(大约在172Omm之间)，豆荚中间厚鼓部分难以通过，荚中籽粒受到轧辊的挤压，与荚壳产生相对运动，向后移动的籽粒将荚壳撑开，脱离豆壳，实现剥壳脱粒。这时，豆壳在双轧辊的前侧，籽粒在后侧，达到了粒壳分离和分置。毛豆脱壳机一 如图所示毛豆脱壳机，由被固定在底座1中部的轴板2上呈上下位置安装的上、下挤压辊6, 7和装在它们端部的齿轮5、摇把8构成。该剥毛豆机的上、下挤压辊6; 7在一周的同步反向转动中，它们间的夹角、夹缝大小不断变化，在最小夹角、夹缝位置也能把荚壳夹紧而不夹坏豆粒;它剥出的豆粒不受污染，不经上、下挤压辊6、7间的夹缝自动排出。此机结构简单、使用方便、安全可靠，适用于家庭、餐馆、食堂及卖菜摊。毛豆脱壳机二 此种毛豆剥壳机工作时，毛豆从工作台远离剥壳轧辊的的一端被人工均匀地铺平一层，在振动的作用下徐徐地向剥壳轧辊移动，井且在移动中形成队列，连续不断地进入到剥壳轧辊中，豆荚的一端受轧辊的挤压作用，外壳从轧辊喂入口的另一侧排出，被轧辊挤出的青毛豆籽粒和少量漏剥的豆荚从轧辊喂入一侧的出料口落到下方的清选筛中，经过振动筛选将青毛豆籽粒与漏剥的豆荚等杂质分离，加工出清洁的毛豆籽粒。由此可见，此机械可节省加工工序、提高生产效率。 由此可以预想到，这种毛豆剥壳机，加工出的豆籽干净清洁，可直接进行预冷、包装等加工，提高了毛豆的加工效率。 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见： 赵波同学本学期的课题与机械设计制造及其自动化专业直接相关，所要求完成的任务符合本科教学要求，课题具有一定实际意义。赵波同学针对“毛豆脱壳机械设计”课题，查阅了相关图书资料和网上资源。通过本阶段的学习，该同学对“毛豆脱壳机械设计”课题的国内外研究现状有了初步了解。以所学本专业课程为基础，结合一个月左右的文献检索，该同学对课题的研究意义进一步明确，已了解所要解决的主要问题，拟采用的设计方案或研究手段基本合理。自开学以来，赵波同学能参加指导教师安排的集体辅导和个别辅导，遵守学校纪律。该同学具备了完成“毛豆脱壳机械设计”的基本知识，根据其近期表现，有希望完成本学期课题所要求的各项任务。同意开题。 指导教师： 2016年3月 20日所在系审查意见： 同意开题 系主任： 2016 年3月22日 毛豆脱壳机械设计摘要摘要：毛豆具有很高的营养价值，深受人们的喜爱，而且还能补充人体必需的蛋白质营养，是一种在各方面来说都很有价值的蔬菜食品。随着现如今国际机械化的高速发展，人工毛豆脱皮费时费力，大大阻碍了毛豆价值的发挥与农民收入的提高，毛豆脱壳机的研制正是在这一基础上提高毛豆脱壳率，增加人们直接食用洁净无污染的豆子而构想的。高效率的毛豆剥壳可以大大提高毛豆运输，包装，冷藏等等步骤的效益，大力推进农业的现代化发展。通过参考国内外各种主流脱壳机，研究其核心原理，革新其数据构造，来设计一种更加广泛适合我国基本国情的毛豆脱壳机。并对核心装置轴辊进行了新的设计，从而开发出一种更加高效的毛豆脱壳机。 关键词关键词：毛豆脱壳机；高效；轧辊 ISoybean hulling machine shellerAbstractAbstract：Soybean has very high nutritional value， deeply peoples affection and also essential protein nutrition is a in the beans are valuable vegetable food.With rapid development of nowadays international mechanization， artificial soybean peeling is time- consuming and laborious，greatly hindered the marketable value of play and the income of the farmers raise and development of soybean hulling machine is on the basis of the improved soybean hulling rate，increase food for people clean without pollution beans conceived.Efficient soybean hulling can greatly improve soybean transport， packaging， refrigeration and so on steps of benefits, and vigorously promote the agricultural modernization.By reference to the domestic and international mainstream sheller， it has to study its key principles， reformof the data structure to design a more suitable for China s basic national conditions of soybean sheller.And the core shaft roller device for a new design， to develop a more efficient soybean sheller. keykey wordword：Soybean sheller; Efficient; Roll II目目 录录摘要摘要.Ab