自动机械课程设计 花生去壳机的总体设计

SHANDONG 课程设计说明书 花生去壳机的总体设计 学 院 农业工程与食品科学学院 专 业 农机 0901 班 学生姓名 郭正阳 学 号 0911034005 指导教师 宋井玲 2012 年 06 月 目录 一 一 花生脱壳机械应用前景展望 3 2 花生去皮机的总体设计 3 2 1 花生去皮机的研究 3 2 2 花生去皮机的比较与选择 3 2 3 刮板式花生去壳机的结构 5 2 4 工作原理 6 3 刮板式花生去壳机主要部件的功用 7 4 参考文献 8 5 附件 图纸 刮板式花生去皮机总体构造 8 一 花生脱壳机械应用前景展望一 花生脱壳机械应用前景展望 花生生产机械化是农业现代化的重要组成部分 是农业和农村经济持续 快速发展的重要保证 近年来 花生机械装备总量不断稳步增长 作业水平 进一步提高 社会化服务规模不断扩大 虽然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 并且小型机械多 大型机械少 低档机械多 高性能机械少 在一些地区 用作种子和特殊用途的花生仁仍 采用传统的手工剥壳 劳动生产率低 区域性发展不平衡 进入21世纪 我 国花生生产机械化开始了新的发展阶段 农业结构调整发生了新的变化 也 对花生机械的发展产生了积极而深远的影响 不仅拉动了新的有效需求 而 且构筑了适合花生生产机械化发展的新舞台 为花生生产机械化真正成为农 村经济发展的推动器提供了广阔的市场发展条件 在一些地区推进花生生产 机械化的过程中 相继出台了鼓励和扶持农民购买花生机械 开展花生机械 作业服务的优惠政策和措施 调动了农民购买花生机械的积极性 形成了新 的市场需求 随着花生种植业的不断发展 国内外对花生深加工产品的需求 不断增大 提高花生脱壳机械化作业水平成为必然 花生脱壳机在提高劳动 生产率 减轻劳动强度方面起到了积极的作用 促进了花生加工业的科技进 步 为花生脱壳机械的发展提供了空间 二 花生去皮机的总体设计二 花生去皮机的总体设计 2 12 1 花生去皮机的研究 花生去皮机的研究 目前应用比较广泛的花生机械脱壳原理有撞击法脱壳 碾搓法脱壳 剪 切法脱壳 挤压法脱壳 新型脱壳技术有压力膨胀法 真空法 激光法 在脱壳技术方面 除了在原理和设备上进行研究外 人们还在工艺上进 行了研究以提高籽粒的脱壳率及脱壳质量 分级处理 物料的粒度范围大 必须先按大小分级 再进行脱壳 才能提高脱壳率 减少破损率 水分含量 花生荚果的含水率对脱壳效果有很大的影响 含水率大 则外壳的韧性增加 含水率小 则果仁的粉末度大 因此应使花生荚果尽量保持最适当的含水率 以保证外壳和果仁具有最大弹性变形和塑性变形的差异 即外壳含水率低到 使其具有最大的脆性 脱壳时能被充分破裂 同时又要保持仁的可塑性 不 能因水分太少而使果仁在外力作用下粉末度太大 可减少果仁破损率 2 1 12 1 1 花生脱壳机械存在的问题 花生脱壳机械存在的问题 由于机械脱壳时对花生仁的损伤率偏高 用于种子和较长期贮存的花生 仁至今仍是手工剥壳 脱壳机械在技术性能和作业环节上存在以下问题 脱壳率低 脱壳后的果仁破损率高 损失大 机具性能不稳定 适应性差 通用性差 利用率低 作业成本偏高 多数是单机制造 制造的工艺水平较低 同时能耗较高 有些产品仅进行了样机试制或少量试生产 未进行大量生产性考核和示 范应用 作业性能及商品性等方面还存在不少问题 2 1 22 1 2 提高花生脱壳机械的通用性和适应性 提高花生脱壳机械的通用性和适应性 提高花生脱壳机械的通用性和适应性仍是当前的主要研究方向之一目前 许多花生脱壳机械只是针对某一花生品种和所在地区的生长环境来设计 其 通用性 兼容性和适应性较差 提高花生脱壳机械的通用性和兼容性 使研 制的花生脱壳机械通过更换主要部件能够同时对其他带壳物料进行脱壳加工 研制通过变换主要工作部件即能满足不同坚果脱壳作业需要的脱壳机具 并 提高制造工艺水平 降低制造成本 以适应不同加工企业的需要 花生脱壳 机械能否适应这种发展趋势 将直接影响到花生脱壳机械能否更好的推广应 用与健康发展 2 1 32 1 3 提高机械脱壳率 降低破损率 提高机械脱壳率 降低破损率 对花生脱壳机械的关键技术与工作部件进行重点攻关 改革传统结构 研究新的脱壳机理 优化结构设计 同时在整体配置上进一步改进和完善 提高脱壳率 降低籽仁破损率 目前国内外的花生脱壳机械均存在脱壳率和 破损率之间的矛盾 处理好这一关键技术将关系到花生脱壳机械的发展前景 2 1 42 1 4 向自动控制和自动化方向发展 向自动控制和自动化方向发展 大多数机具目前仍依赖人工喂料或定位 影响了作业速度和作业质量 因此应通过机电一体化手段 开发设计自动喂料 自动定位脱壳装置 保证 均匀喂料与有效定位 实现机组自动化操作 进一步提高作业精确性和作业 速度 提高产品质量与生产率 满足部分大 中型加工企业的需要 以开拓 国内和国外市场 减轻重量 减少阻力 简化操作 减少辅助工作时间 延长使用寿命 降低劳动使用费用等将作为主要设计目标应用于脱壳机械的设计制造 随着 国内外高新技术的进一步发展 如何将这些高新技术更好的应用到实际生产 中 也是目前花生脱壳机械需要尽快解决的问题 2 22 2 花生去皮机的比较与选择 花生去皮机的比较与选择 由于花生去皮的原理较多 所以花生去皮机的种类也较多 因此选择一 种经济 稳定 适应性好 脱壳效率高的花生去皮机一直是人们普通关心的 问题 封闭式纹杆滚筒 栅条凹版式花生去皮机利用冲击 挤压 揉搓原理 进行脱壳 系强制脱壳 故破碎率高 此外它还有一次剥净率低的特点 因 此不适宜采用 封闭式橡胶板滚筒 直立橡胶板式花生去皮机利用挤压原理 脱壳 虽然破碎率有所降低 但一次剥净率仍然降低 需要设置循环机构进 行二次脱壳 这样会导致机器的机构较为复杂 造价也较高 因此也不适合 用于生产中 开式纹杆滚筒 编织凹版式花生去皮机利用挤压 揉搓原理脱 壳 剥壳力带有柔性 破碎率较低 但由于只有两根刮板故脱壳效率比较低 仍需要改进 立式花生去皮机利用摩擦原理脱壳 但由于采用立式传动 使 用传动机构较为复杂 制造加工困难 用于生产中不经济 开式扁条滚筒 编织凹版花生去皮机利用互相揉搓原理脱壳 破碎率较低 脱净率较高 但 由于只有三根刮板故脱壳效率也不高 刮板式花生去皮机则集体上述各种花 生去皮机的优点且采用四根刮板 剥壳效率大大提高 此外它也有破碎率低 和脱净率高的优点 综上比较 采用刮板式花生去皮机较为合理 2 2 3 3 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1 1所示 1 机架 2 栅格 3 刮板 4 集料斗 5 剥壳箱 6 风机 7 电机 图 1 1 2 2 4 4 工作原理工作原理 刮板式花生去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 2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 2 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功用刮板式花生去壳机主要部件的功用 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 1 电机作用 提供机械过程中的动力 2 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 3 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 4 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 5 整个机架焊接而成 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