花生去壳机全套CAD和说明

摘要 花生去壳机主要就是将经过晾晒的花生进行食品生产前期的脱皮处理 将经过晾晒 的花生倒入去壳机料斗中 经过摩擦脱皮 经过分离装置将皮米自动分离后排出 本设 计的去壳机就是利用摩擦脱皮法 对花生仁果仁等类似果仁脱皮 其特点 小型机械 结构简单 易制造 易操作 成本低 对生产条件要求不高 通过对脱皮部分与电机的选型配套 轴的选择及校核计算 传动装置的运动参数及 动力参数的计算 结构设计与布置 及其强度校核以及密封装置的选择 使脱皮机具有 运转平稳 成本低 维修方便 该机将广泛用于花生原料的初加工或者用于食品 花生 鲜菜 饮料制品和花生露的加工 关键词关键词 去壳机 摩擦脱皮法 结构设计与布置 传动装置设计计算 Abstract Peanuts peeling machine is mainly is to dry the peanuts through the food production for pre peeling treatment After drying in the sun will be poured into peanut peeling machine hopper apron friction by peeling machine after a separation device to pico automatically discharged after separation The design of the peeling machine is to use friction peeling method peanuts and the like peeling nuts Its characteristics small machinery simple structure easy to manufacture easy to operate low cost on the production conditions do not ask Peeling some of the motor through the selection of matching selection and check of the shaft design calculation transmission of the motion parameters and dynamic parameters of the calculation structural design and layout and the strength of the choice of checking and sealing device so that peeling machine is running stable low cost easy maintenance The machine will be used in the initial processing of raw peanuts or for food peanut fresh vegetables beverages processing products and peanut dew Keywords Peeling machine friction peeling structural design and decorate transmission device design calculation 山东理工大学毕业设计 论文 I 目目 录录 摘要 I Abstract I 1 绪论 1 1 1 课题提出的背景 1 1 2 花生去壳机械的发展 1 1 3 花生去壳机械的研究应用现状 5 1 3 1 目前花生脱壳机采用的脱壳原理 5 1 3 2 新型脱壳技术 6 1 3 3 花生脱壳机械存在的问题 6 1 4 花生去壳机械的应用前景展望 7 2 花生去壳机的总体设计 8 2 1 花生去壳机械的研究重点 8 2 1 1 提高花生脱壳机械的通用性和适应性 8 2 1 2 提高机械脱壳率 降低破损率 8 2 1 3 向自动控制和自动化方向发展 8 2 2 花生去壳机的比较与选择 9 2 3 刮板式花生去壳机的结构 9 2 4 刮板式花生去壳机的工作原理 10 3 刮板式花生去壳机主要部件的结构设计 11 3 1 设计前各项参数的确定 11 3 1 1 刮板的半径及转速初定 11 3 1 2 刮板所需功率计算 11 3 1 3 传动方案拟定与比较 12 3 1 4 电动机的选择 13 3 1 5 传动装置的运动和参数计算 13 3 2 进料口容量的设计 13 3 3 V 带传动的设计和校核 14 3 4 与大带轮连接的轴的设计和校核 17 3 5 刮板结构 18 3 6 半栅笼的设计 19 3 7 风机的选择 20 3 8 箱体的设计 20 3 9 壳仁分离装置的设计 21 山东理工大学毕业设计 论文 II 3 10 机架的设计 21 3 11 刮板式花生去壳机的附件 21 4 花生去壳机的使用说明 22 4 1 正确使用花生去壳机的要求 22 4 2 使用方法与注意事项 22 总结 23 致谢 24 参考文献 25 四十元一份 加四十元一份 加 CADCAD 图 想要的加图 想要的加 QQQQ 山东理工大学毕业设计 论文 1 1 绪论 1 1 课题提出的背景 花生中富含脂肪和蛋白质 既是主要的食用植物油来源 而且又可提供丰富的植物 蛋白质 利用花生或脱脂后的花生饼粕的蛋白粉 可直接用于焙烤食用 也可作为肉制 品 乳制口 糖果和煎炸食品的原料或添加剂 以花生蛋白粉为原料或添加剂制成的食 品 既提高了蛋白质含量 又改善了其功能特性 花生蛋白粉还可以通过高压膨化制成 蛋白肉 花生是食用植物油工业的重要原料 利用花生油可制造人造奶油 起酥油 色 拉油 调和油等 也可用作工业原料 花生除经简单加工就可食用外 经深加工还可以 制成营养丰富 色 香 味俱佳的各种食品和保健品 花生加工副产品花生壳和花生饼 粕等可以综合利用 加工增值 提高经济效益 花生在制取油脂 制取花生蛋白 生产花生仪器以及在花生贸易出口时 都需要对 花生进行预处理加工 花生的预处理主要包括花生的剥壳和分级 破碎 轧胚和蒸炒等 传统的剥壳为人力手工剥壳 手工剥壳不仅手指易疲劳 受伤 而且工效很低 所 以花生产区广大农民迫切要求用机器来代替手工剥壳 花生去壳机的诞生在很大程度上 改变了这种局面 使花生产区的农民不必再采用最原始的剥壳方法进行剥壳 从而大大 地减轻了农民的体力劳动 同时还提高了花生剥壳的效率 花生去壳机是将花生荚果去掉外壳而得到花生仁的场上作业机械 由于花生本身的 生理特点决定了花生去皮不能与花生的田间收获一起进行联合作业 而只能在花生荚果 的含水率降到一定程度后才能进行脱壳 随着花生种植业的不断发展 花生手工去皮已 无法满足高效生产的要求 实行去壳机械化迫在眉睫 1 2 花生去壳机械的发展 我国花生去壳机的研制自1965年原八机部下达花生去壳机的研制课题以来 已有几 十种花生去壳机问世 只进行单一去皮功能的花生脱壳机结构简单 价格便宜 以小型 家用为主的花生去壳机在我国一些地区广泛应用 能够完成脱壳 分离 清选和分级功 能的较大型花生去壳机在一些大批量花生加工的企业中应用较为普遍 国内现有的花生 去壳机种类很多 如6BH一60型花生剥壳机 6BH一20B型花生剥壳机 6BH一20型花生脱 壳机等 其作业效率为人工作业效率的2O 60倍以上 锦州俏牌集团生产的TFHS1500型 花生除杂去皮分选机组一次能实现花生原料的脱壳 除皮 分选 是一种比较先进的花 生后期生产机械 伟民牌6BH一720型花生去壳机带有复脱 分级装置 采用搓板式脱壳 风力初选 比重分离清选等装置 具有结构紧凑 操作灵活方便 脱净率高 消耗动力 山东理工大学毕业设计 论文 2 小等特点 6BK一22型花生脱壳机是一种一次喂料就可完成花生脱壳工作的机械 经风力 初选 风扇振动 分层分离 复脱清选分级后的花生仁可直接装袋入库 6BH一1800型花 生脱壳机械采用了三轧辊混合脱壳结构 能够进行二次脱壳 而随着我国花生产业的进 一步调整 花生产量逐年增加 花生的机械化脱壳程度将大幅提高 花生去壳机械将拥 有广阔的发展前景 花生剥壳的原理很多 因此产生了很多种不同的花生去壳机械 花生剥壳部件是花 生剥壳机的关键工作部件 剥壳部件的技术水平决定了机具作业花生仁破碎率 花生果 一次剥净率及生产效率等重要的经济指标 在目前的生产销售中 花生仁破碎率是社会 最为关心的主要指标 八十年代以前的花生去壳机械 破碎率一般都大于8 有时高达l5 以上 加工出的 花生仁 只能用来榨油 不能作种用 也未达到出口标准 为了降低破碎率而探讨新的 剥壳原理 研制新式剥壳部件 便成为花生去壳机械的重要研究课题 从六十年代初 开始在我国出现了封闭式纹杆滚筒 栅条凹板式花生剥壳机 自1983年以来 在已有的 花生剥壳部件的研制基础上 我国又相继研制了多种不同结构型式的新式剥壳部件 其 主要经济技术指标 特别是破碎率指标大有改善 以下介绍一下我国上个世纪几种主要的花生去皮部件 1 封闭式纹杆滚筒 栅条凹板式花生去皮部件 六十年代初 我国在吸收国外技术的基础上 研制了TH 340型花生去壳机 其剥壳 部件是在一个圆筒上镶上若干根纹杆组成的封闭式纹杆滚筒 下面装有若干根圆钢条组 成的栅条式凹板 如图1 1所示 图1 1 栅条凹板式花生去皮部件 在该机构中花生进口大 3O 50毫米 出口小 1O 25毫米 工作时 花生果在滚筒 的推动下由进口向出口端运动 在滚筒和凹板的冲击 挤压 揉搓作用下直接脱壳 花 山东理工大学毕业设计 论文 3 生受到剥壳机的直接搓擦作用 系强制脱壳 故破碎率高 剥壳时 直径同凹板栅缝一 样大小的单粒果及双粒果便从栅缝中分离出来 所以一次剥净率低 最高80 为了将 混在一起的花生仁和未脱果分离开来 采用栅条式凹板的去壳机一般要配置分离机构 后来研制并生产的TH 47O型 6BH 570型等型式的剥壳机 结构与其大同小异 剥壳质量 均不理想 2 封闭橡胶板滚筒 直立橡胶板式去皮部件 该机的剥壳部件是由封闭胶辊和直立胶板组成 剥壳原理系挤压式 如图1 2所示 图 1 2 直立橡胶板式花生去皮部件 作业时 花生果在胶辊的推动下 通过剥壳间隙 5 20毫米 由胶辊和胶板的挤压 作用脱壳 避开了剥壳部件的揉搓作用 破碎率有所降低 但仍在5 以上 另外 因直 径小于剥壳间隙的小果未经剥壳便被分离出来 故一次剥净率很低 只有30 左右 所以 不得不增设循环机构 以使花生经多次挤压脱壳 致使机器结构复杂 庞大 造价较高 3 开式纹杆滚筒 编织凹板式花生去皮部件 剥壳部件采用了由两根金属纹杆组成的开式纹杆滚筒和用编织丝网制成的编织凹板 其结构如图1 3所示 山东理工大学毕业设计 论文 4 图1 3 编织凹板式花生去皮部件 作业时 花生果在滚筒的推动下 受挤压揉搓脱壳 该结构与封闭滚筒式不同 花 生果受到开式滚筒的搅拌作用 剥壳力带有柔性 故其破碎率较低 可控制在3 5 另 外 与栅条式凹板不同 因系编织网孔凹板 剥壳时 只有直径小于网孔尺寸的单粒瘪 果未脱壳而被网孔分离 双粒长果则漏不出来 仍被剥壳 故剥净率较高 4 立式去壳机构 剥壳部件采用了由两根扁钢条焊接而成的立式转子 下面装着用编织丝网制成的编 织平底筛 该剥壳部件如图1 4所示 图1 4 立式花生去皮部件 在剥壳室内 花生果受立式转子的推动而相互摩擦 从而达到剥壳的目的 此方法 系柔性揉搓剥壳 实践证明 该机破碎率较低 可控制在3 以下 其缺点是由于采用立 式传动 故传动机构较为复杂 5 开式扁条滚筒 编织凹板式花生去皮部件 采用了由三根扁钢条制成的开式扁条滚筒 和用编织丝网制成的凹板结构 如图1 5 山东理工大学毕业设计 论文 5 所示 图1 5 编织凹板式花生去皮部件 作业时 花生果在扁条的推动下随滚筒转动 在滚筒和凹板之间形成一个活动层 花生果在该活动层内互相揉搓而脱壳 由于在该机构中 避开了剥壳部件的直接挤压 冲击的作用 而是花生搓花生 系柔性剥壳 故破碎率较低 该机鉴定时实测破伤率 破 碎率 损伤率 为0 91 另外脱净率及生产效率等指标亦较理想 1 3 花生去壳机械的研究应用现状 目前国内花生去壳机从其脱壳原理 结构和材料上基本可分为以打击 揉搓为主的 钢纹杆 钢栅条凹板 以挤压 揉搓为主的橡胶滚筒 橡胶浮动凹板两大类 但脱 壳质量均不高 破损率都大于8 剥出的花生米只能用于榨油和食用 满足不了外贸出 口和作种子的要求 探索先进的脱壳原理是解决脱壳机现存问题的重要途径 1 3 1 目前花生脱壳机采用的脱壳原理 目前应用比较广泛的花生机械脱壳原理有以下几种 1 撞击法脱壳 撞击法脱壳是物料高速运动时突然受阻而受到冲击力 使外壳破碎 而实现脱壳的目的 其典型设备为由高速回转甩料盘及固定在甩料盘周围的粗糙壁板组 成的离心脱壳机 甩料盘使花生荚果产生一个较大的离心力撞击壁面 只要撞击力足够 大 荚果外壳就会产生较大的变形 进而形成裂缝 当荚果离开壁面时 由于外壳具有 不同的弹性变形而产生不同的运动速度 荚果所受到的弹性力较小 运动速度也不如外 壳 阻止了外壳迅速向外移动而使其在裂缝处裂开 从而实现籽粒的脱壳 撞击脱壳法 适合于仁壳间结合力小 仁壳间隙较大且外壳较脆的荚果 影响离心式脱壳机脱壳质量 的因素有 籽粒的水分含量 甩料盘的转速 甩料盘的结构特点等 2 碾搓法脱壳 花生荚果在固定磨片和运动着的磨片间受到强烈的碾搓作用 使荚 山东理工大学毕业设计 论文 6 果的外壳被撕裂而实现脱壳 其典型的设备为由一个固定圆盘和一个转动圆盘组成的圆 盘剥壳机 荚果经进料口进入定磨片和动磨片的间隙中 动磨片转动的离心力使籽粒沿 径向向外运动 也使荚果与定磨片问产生方向相反的摩擦力 同时 磨片上的牙齿不断 对外壳进行切裂 在摩擦力与剪切力的共同作用下使外壳产生裂纹直至破裂 并与壳仁 脱离 达到脱壳的目的 该种方法影响因素有 荚果的水分含量 圆盘的直经 转速高 低 磨片之间工作间隙的大小 磨片上槽纹的形状和荚果的均匀度等 3 剪切法脱壳 花生荚果在固定刀架和转鼓间受到相对运动着的刀板的剪切力的作 用 外壳被切裂并打开 实现外壳与果仁的分离 其典型设备为由刀板转鼓和刀板座为 主要工作部件的刀板剥壳机 在刀板转鼓和刀板座上均装有刀板 刀板座呈凹形 带有 调节机构 可根据花生荚果的大小调节刀板座与刀板转鼓之间的间隙 当刀板转鼓旋转 时 与刀板之间产生剪切作用 使物料外壳破裂和脱落 主要适用于棉籽 特别是带绒 棉籽的剥壳 剥壳效果较好 由于其工作面较小 故易发生漏籽现象 重剥率较高 该 种方法影响因素有 原料水分含量 转鼓转速的高低 刀板之间的间隙大小等 4 挤压法脱壳 挤压法脱壳是靠一对直径相同转动方向相反 转速相等的圆柱辊 调整到适当间隙 使花生荚果通过间隙时受到辊的挤压而破壳 荚果能否顺利地进入两 挤压辊的间隙 取决于挤压辊及与荚果接触的情况 要使荚果在两挤压辊间被挤压破壳 荚果首先必须被夹住 然后被卷入两辊间隙 两挤压辊间的间隙大小是影响籽粒破损率 和脱壳率高低的重要因素 5 搓撕法脱壳 搓撕法脱壳是利用相对转动的橡胶辊筒对籽粒进行搓撕作用而进行 脱壳的 两只胶辊水平放置 分别以不同转速相对转动 辊面之间存在一定的线速差 橡胶辊具有一定的弹性 其摩擦系数较大 花生荚果进入胶辊工作区时 与两辊面相接 触 如果此时荚果符合被辊子啮合的条件 即啮合角小于摩擦角 就能顺利进入两辊间 此时荚果在被拉入辊间的同时 受到两个不同方向的摩擦力的撕搓作用 另外 荚果又 受到两辊面的法向挤压力的作用 当荚果到达辊子中心连线附近时法向挤压力最大 荚 果受压产生弹性 塑性变形 此时荚果的外壳也将在挤压作用下破裂 在上述相反方 向撕搓力的作用下完成脱壳过程 影响脱壳性能的因素有 线速差 胶压辊的硬度 轧 入角 轧辊半径 轧辊间间隙等 1 3 2 新型脱壳技术 1 压力膨胀法 原理是先使一定压力的气体进入花生壳内 维持一段时间 以使花 生荚果内外达到气压平衡 然后瞬间卸压 内外压力平衡打破 壳体内气体在高压作用 下产生巨大的爆破力而冲破壳体 从而达到脱壳的目的 主要影响因素有 充气压力 稳定压力维持时间 籽粒的含水率等 2 真空法 将花生荚果放在真空爆壳机中 在真空条件下 将具有相当水分的荚果 山东理工大学毕业设计 论文 7 加热到一定温度 在真空泵的抽吸下 荚果吸热使其外壳的水分不断蒸发而被移除 其 韧性与强度降低 脆性大大增加 真空作用又使壳外压力降低 壳内部相对处于较高压 力状态 壳内的压力达到一定数值时 就会使外壳爆裂 3 激光法 用激光逐个切割坚果外壳 试验显示 用这种方法几乎能够达到 1009 6的整仁率 但因其费用昂贵 效率低下等原因 很难得到推广 1 3 3 花生脱壳机械存在的问题 目前我国在花生脱壳技术研究方面一直没有大的突破 资金投入也不足 脱壳部件 的研制仍在2O世纪90年代初的技术水平上徘徊 所以在脱壳性能上并没有很大的提高 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 1 脱壳率低 脱壳后的果仁破损率高 损失大 2 机具性能不稳定 适应性差 3 通用性差 利用率低 4 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 5 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 山东理工大学毕业设计 论文 8 1 4 花生去壳机械的应用前景展望 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 山东理工大学毕业设计 论文 9 2 花生去壳机的总体设计 2 1 花生去壳机械的研究重点 我国加入WTO以来 国内外关于花生脱壳机械的开发与推广应用日益增多 针对现有 花生脱壳机械存在的优点与不足 在未来的发展过程中 对花生脱壳机械在生产应用中 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 2 1 1 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 2 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 3 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 新技术原理 新结构材料 新工艺将不断应用于花生机械的研制开发中 随着液压 技术 电子技术 控制技术以及化工 冶金工业的发展 许多复杂的机械机构 动力传 递 笨重的材料和落后的工艺将逐渐被取代 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 山东理工大学毕业设计 论文 10 际生产中 也是目前花生脱壳机械需要尽快解决的问题 山东理工大学毕业设计 论文 11 2 2 花生去壳机的比较与选择 由于花生去皮的原理较多 所以花生去壳机的种类也较多 因此选择一种经济 稳 定 适应性好 脱壳效率高的花生去壳机一直是人们普遍关心的问题 封闭式纹杆滚筒 栅条凹板式花生去壳机利用冲击 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 封闭橡胶板滚筒 直立橡胶板式花 生去壳机利用挤压原理脱壳 虽然破碎率有所降低 但一次剥净率仍然较低 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 编织凹板式花生去壳机利用挤压 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较低 仍需要改进 立式花生 去壳机利用摩擦原理脱壳 但由于采用立式传动 使得传动机构较为复杂 制造加工困 难 用于生产中不经济 开式扁条滚筒 编织凹板花生去壳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 刮板式花生去壳机 则集合上述各种花生去壳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 采用刮板式花生去壳机较为合理 2 3 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 花生仁收集通道这些部件的 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 最下方是花生壳和花生仁分离装置 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 剥壳后的花生仁和花生壳穿过 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 重量稍重的花生仁不被风吹走 而重量较轻 的花生壳将被风机吹来的气流吹入到花生壳收集通道 通道的底部设计成带有一定的斜 度的角度 以便于花生仁利用重力自然向下滑落 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 这样的设计可以让没 有被风吹走的花生仁通过自身的重量往下回滚到花生仁收集通道 为了保证整机的各个部分的安装 需要设计一个机架 机架起到对其它几个部分的 支承 定位 连接的作用 并将电机安装在机架里面 剥壳部分和料斗安装在机架的上 方 壳仁分离装置安装在机架的下方 机架的设计不仅要外形美观 而且还要有足够的 山东理工大学毕业设计 论文 12 稳定性 这样才能保证各个部件之间的有效连接 其结构简图如图 2 1 所示 图 2 1 刮板式花生去壳机结构简图 2 4 刮板式花生去壳机的工作原理 刮板式花生去壳机以前也称为刀笼剥壳机 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 2 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 2 2 刮板式花生去壳机的工作原理简图 花生果进入集料斗后 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 山东理工大学毕业设计 论文 13 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 山东理工大学毕业设计 论文 14 3 刮板式花生去壳机主要部件的结构设计 3 1 设计前各项参数的确定 3 1 1 刮板的半径及转速初定 刮板的旋转速度必须确保能将部分花生壳撞碎 根据设计经验当花生果与钢质物体 的相对速度达到 5时 可使花生壳破碎而不会破坏到花生仁 可根据此依据设计刮板sm 的转速与半径 如图 3 1 所示 花生下落位置在刮板的之间 设计时采用最小碰撞半径为R R 22 R 计算半径 图 3 1 料斗处花生下落位置简图 根据公式 式 3 1 nrv 2 根据设计经验取半径 R 250mm v 5m s 则 r 125mm n 382 2r min 结论 n 382 2r min 3 1 2 刮板所需功率计算 根据公式可计算出刮板所需的功率 t Q P 刮板对花生做功 式 pk EEQ 3 2 式中 表示刮板改变花生的动能 k E 表示刮板改变花生的势能Ep 表示刮板所做的总功Q 山东理工大学毕业设计 论文 15 式 3 3 2 2 2 121 2 1 2 1 mvmvEEEk 式mgRmghEp2 3 4 式 4 2 2 2 2 1 gRvv m Q 3 5 式 4 2 2 2 2 1 gRvv t m t Q P 3 6 式中 表示花生接触刮板时的初速度 1 v 表示花生脱离刮板式的速度 2 v R 表示花生刮板的碰撞半径 m 表示花生果的重量 根据所给产量要求为 1500kg h 左右 即 0 417kg s 此为花生仁的产量 折合成花 生果产量为 0 417 纯仁率 根据国家标准 可取花生的纯仁率为 69 折合花生果产量 为 0 604kg s 此即每秒进入剥壳箱内被破碎的花生果的重量 花生接触刮板时初速度 V1 设为 1m s 方向向下 脱离刮板时速度 V2 为 15m s 方向向左 花生果脱离刮板时相 对初始位置高度为 500mm t 1s m 0 604kg 1m s 15m s R 0 25m 1 v 2 v 71 212w 4 2 2 2 2 1 gRvv t m t Q P 加上刮板与花生在栅格中挤压所需要的能量 P 也不会超过 500w 为计算电动机的所需 工率 Pd 先要确定从电动机到工作机之间的总效率 设 0 98 0 95 分别为滚动 1 2 轴承和 V 带传动的效率 于是有 0 8668 式 3 7 2 2 2 1 式中 表示滚动轴承的传动效率 1 表示 V 带传动的效率 2 电动机所需功率不会超过 700W 因此可选取电动机的功率为 1 5kw 远大于此计 P Pd 算值 故所选电动机的功率完全符合要求 3 1 3 传动方案拟定与比较 由于刮板式花生去壳机的工作轴旋转速度较高 达到 n 382 2r min 因此可有两种 山东理工大学毕业设计 论文 16 选择 第一种是采用一级 V 带传动 第二种是采用两级混合传动 而很明显的 若采用 两级传动方案 将会致使机器的结构复杂 而且制造成本升高 所以选用一级 V 带传动 不仅结构简单 而且成本也较低 此外采用一级 V 带传动还可以减少功率的消耗 使得 传动的效率进一步得到了提高 山东理工大学毕业设计 论文 17 3 1 4 电动机的选择 根据所选的电动机功率及花生去壳机的工作轴的同步转速 可选用的电机型号有两 种 Y90L 4 型和 Y100L 6 型 根据电动机的满载转速和刮板转速可算出总传动比 现将此两种电动机的数据和传 动比列于下表 3 1 表 3 1 不同型号的电动机的各项参数 方案号电机型号额定功率 kw同步转速 r min 满载转速 r min 总传动比 i 1Y100L 6 1 5 1000940 2 459 2Y90L 4 1 5 15001400 3 663 由上表可知 方案 1 总传动比虽小 转速低 但价格高 作为家用机械的电机不是 太合算 故选择方案 2 即电机型号为 Y90L 4 查表得此种电动机的中心高 H 90mm 外伸轴径为 24mm 轴的外伸长度为 50mm 3 1 5 传动装置的运动和参数计算 轴的转速 min 1400 1 rn 式 3 8 min 2 382 12 rinn 式中 表示与电动机相连的轴的转速 1 n 表示与大带轮相连的轴的转速 2 n 表示总传动比 3 663ii 轴的输入功率 1 35kw 式 3 9 2 22 d PP 式中 表示电动机的额定功率 d P 表示 V 带传动的效率 2 轴的转矩 式 3 10mNnPT 732 33 9550 222 3 2 进料口容量的设计 山东理工大学毕业设计 论文 18 料斗的壁厚为 32mm 料斗上方的进料口为长方形形状 长 2064mm 宽 1504mm 料斗 下方的出料口也为长方形形状 长 2064mm 宽 240mm 料斗的高度为 600mm 料斗采用铸 造形成 料斗的材料为 HT200 在喂料时必须根据料斗的大小适当的将花生放到进料口中 喂料的过程中必须保证喂料时的均匀以免堵住料斗的出口 料斗的形状见图 3 2 图 3 2 料斗的形状结构简图 具体结构设计见料斗零件图 3 3 V 带传动的设计和校核 首先列出设计的基本条件 电机型号 Y90L 4 额定功率 1 5kw 转速 1400r min 传动比 3 663 1 ni 假设每天运转时间 t 10h 1 确定计算功率 ca P 查表得工作情况系数 1 1 A K 1 65kw 式 3 11 ca PPKA 式中 表示额定功率P 表示工作情况系数 A K 2 选择 V 带带型 根据 查得最适合的带型为 A 型 ca P 1 n 3 确定带轮基准直径 由主动轮小带轮的基准直径系中选取 从动轮大带轮的基准直径为mmdd75 1 式 3 12 mmdid dd 725 274 12 验算带的速度 式 3 13 sm nd v d 498 5 100060 11 山东理工大学毕业设计 论文 19 由于 vsm 498 5 max vsm 25 因此所选带的速度合适 4 确定中心距 a 和带的基准长度 根据初步确定中心距 计算带的基准长 2 7 0 21021dddd ddadd mma700 0 度 1972 36mm 式 3 14 0 2 12 210 4 2 2 a dd ddadL dd dd 由 V 带的基准长度系中选取基准长度mmLd2000 计算实际中心距a 式 3 15 mm dLLd aa82 713 2 0 5 验算主动轮上的包角 1 oo 12068 160 1 所以主动轮包角合适 6 计算 V 带的根数 z 式 l ca kkPP P z 00 3 16 式中 表示单根 V 带所能传递的功率 0 P 表示考虑 i 1 时传动功率的增量 0 P 表示包角系数 k 表示长度系数 l k 由 3 663 查表得min 1400 1 rn mmdd75 1 i kwP68 0 0 kwP17 0 0 95 0 K03 1 l K 代入数值 经计算 1 804z 取 2z 7 计算预紧力 0 F 式 3 17 Nqv Kvz P F ca 436 125 1 5 2 500 2 0 8 计算作用在轴上的压轴力 p F 山东理工大学毕业设计 论文 20 式 3 18 2 sin2 1 0 zFFp 代入数值计算得 482 7N p F 9 V 带轮的结构尺寸计算及选用 带轮材料选用 HT200 根据基准直径的大小选用不同的带轮类型 小径带轮采用实心式 大径带轮采用轮 辐式 主要结构尺寸如表 3 2 单位 mm 山东理工大学毕业设计 论文 21 表 3 2 带轮的参数表 尺寸类型小带轮大带轮 d d 75280 基准宽度 d b 11 011 0 基准线上槽深 mina h 2 752 75 基准线下槽深 minf h 8 78 7 槽间距 e 15 0 315 0 3 第一槽对称面至端面距离 f 2 1 10 2 1 10 轮缘厚 1212 带轮宽 B 3535 外径 a d 80 5285 5 轮槽角 极限偏差 38 1 38 1 孔径 0 d 2616 轮毂长 5035 1 d 4832 轮辐厚 1 b 8 1 h 20 2 h 16 1 D 230 5 小带轮的结构简图如图 3 3 所示 山东理工大学毕业设计 论文 22 图 3 3 小带轮结构简图 大带轮的结构简图如图 3 4 所示 图 3 4 大带轮结构简图 具体结构设计见大带轮零件图和小带轮零件图 3 4 与大带轮连接的轴的设计和校核 轴的转速 式 3 19 min 2 382 12 rinn 轴的输入功率 1 35kw 式 3 20 22 22 95 0 5 1 d PP 轴的转矩 式 3 21 mNnPT 732 33 9550 222 1 初步确定轴的最小直径 先按经验公式计算轴的最小直径 选取轴的材料为 45 钢 调质处理 查表选取 山东理工大学毕业设计 论文 23 于是得105 0 A 式 3 22 mm n P Ad99 15 2 382 35 1 10533 2 2 0min 2 拟定轴上零件的装配方案 通过对各种方案的比较 现选用图 3 5 所示装配方案 图 3 5 与大带轮连接的轴的装配结构简图 3 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1 为满足 V 带轮的轴向定位 1 2 轴右端制一轴肩 故取 2 3 段直径 22mm 23 d 左端用轴端挡圈定位 取直径 D 22mm V 带轮与轴配合的毂孔长度为 35mm 为保证轴端 挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端面上 故 1 2 段长度取为mml32 12 2 初步选择滚动轴承 因轴承只承受径向力 没有受到轴向力 故选用深沟球轴 承 参照工作要求并根据 初步选取深沟球轴承 6205 其基本参数如下表 3 mmd22 23 3 表 3 3 深沟球轴承的各项参数 基本尺寸安装尺寸极限转速 dDBmins r a d a D as r脂润滑油润滑 6205 2552151314611200016000 3 安装刮板架段轴直径 刮板架段安装宽度取 mmd60 45 mml542 45 4 轴承端盖总厚度 20mm 取端盖外端与 V 带轮右端面间的距离 故取mml40 mml60 23 5 取刮板距箱体内壁 取 mma20 mml40 34 mml26 56 至此 已初步确定了轴的各段直径和长度 6 轴上零件的周向固定 V 带轮与轴的周向定位采用平键联接 按其直径查手册得平键截面如表 3 4 山东理工大学毕业设计 论文 24 表 3 4 平键联接的各项参数 mmd16 12 55 hb长度 取 22mml V 带轮与轴的配合为 滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的 此6 7 nH 处选轴的直径尺寸公差为 6k 7 确定轴上圆角和倒角尺寸 取轴端倒角 各轴肩处圆角半径见轴的零件图 452 3 5 刮板结构 刮板结构是整个机器的关键部分 它的作用就是对花生果进行剥壳 刮板的面积要 足够大以保证能够与花生充分接触 刮板的结构不仅要使其重量轻巧 还要保证其有足 够的硬度 以便能够使花生去皮充分 它的设计不仅要经济合理 还要经久耐用 此结 构采用四钢板十字交叉固定在旋转筒架上 其结构如图 3 6 所示 图 3 6 刮板结构简图 因为采用的是打击和挤压两种方式配合进行剥壳 所以对刮板的强度有一定要求 采用材料是 45 号钢 而且刮板的表面必须进行处理 表面渗碳 1 1 5mm 后 采用热处 理使其硬度达到 HRC56 62 刮板选用四块 8mm 厚钢板 长 宽 500mm 129mm 刮板外缘距 旋转中心距离 250mm 固定刮板的筒架结构 其内径为 26mm 外径 120mm 刮板固定支架 长度为 140mm 截面尺寸 40mm 20mm 每块刮板由两根固定支架固定 两者间采用 M10 螺 栓联接 3 6 半栅笼的设计 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 物体和破碎的花生壳通过 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 而未破碎的花生果因为太大 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 其结构如图 3 7 所示 山东理工大学毕业设计 论文 25 图 3 7 半栅笼结构简图 栅条是利用两块墙板对两端进行固定的 墙板材料为 HT200 栅条材料为 20 号钢 栅条采用圆截面长条 长度为 538mm 因其特殊的作用 还需对其进行表面处理 要10 求渗碳 1 1 5mm 热处理硬度 HRC56 62 栅条的两头装砌在墙板的圆形槽内 组成半圆 栅笼 栅条间距为 10mm 这样可使剥出的花生仁能通过栅格 而未剥壳的花生刚好不能 通过 装砌完成后要装上锁紧条 防止栅条松动 半栅笼内径为 mm516 3 7 风机的选择 根据花生壳仁下落量的大小 可以选择出风机的功率型号 根据前面的计算可以得 到花生仁的下落量为 0 417kg s 根据这个结果可以得到花生去壳机所需要的风量大概为 900 1000m h 现选用型号为 DZ190 的风机 它的额定电压为 220 380V 功率为 0 18KW 风量为 900 1080m h 风压为 280 310pa 转速为 1450r min DZ190 为小型 工业风机 它结构轻巧 外形美观 噪音小 静压高 它适合于农业机械设备配套 小 空间排风 喷涂加压 热循环系统 高温送风 耐腐 空调净化设备等 它可以采用不 锈钢 PP 普通 A3 喷涂等材料 3 8 箱体的设计 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 箱体的设计不仅要外形美观 还要降低制造成本 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 取轴 的中心线所在平面为剖分面 箱座和箱盖采用普通螺栓联接 用圆锥销定位 箱体的材 料选用 HT200 铸造成型 箱座与箱盖的尺寸大小主要是根据刮板的尺寸大小来决定 箱 座的结构简图如图 3 8 所示 山东理工大学毕业设计 论文 26 图 3 8 箱座结构简图 箱盖的结构简图如图 3 9 所示 图 3 9 箱盖结构简图 具体结构设计见箱座和箱盖零件图 3 9 壳仁分离装置的设计 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 重量稍重的不被气流吹走 直接下落到花 生仁收集通道 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 具体 结构见花生去壳机的总装配图 3 10 机架的设计 整个机架采用角钢焊接而成 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 剥壳机安装在机架上面 联接采用普通螺栓联接 机架的结构设计 山东理工大学毕业设计 论文 27 不仅要求外形美观 而且还要具有稳定的特性 机架采用铸造形成 具体结构见花生去 壳机的总装配图 3 11 刮板式花生去壳机的附件 刮板式花生去壳机的附件包括轴承端盖 吹风管 集仁板 花生壳出口和风量调节 装置等 轴承端盖有两个 分别安装在轴的两端 材料为 HT200 它能防止轴上的轴承左 右移动 能起到定位的作用 它安装在箱座与箱盖的结合处 利用四根螺钉固定在箱座 与箱盖上 在轴承端盖与箱座和箱盖之间还有垫圈 能起到防震 紧固的作用 吹风管 是风机吹风的途径通道 它采用 45 号钢制成 在它的的进口处还有一个风量调节装置 它能根据花生下落的速度调节风量的大小 它的进口处与风机相连 出口处与花生壳出 口和花生仁出口相连 由于花生壳较轻直接就能被风从花生壳出口吹出 而花生仁较重 它会自然的从集仁板处滑落下去 花生壳出口和集仁板都是采用 45 号钢制成 具体结构 见装配图 山东理工大学毕业设计 论文 28 4 花生去壳机的使用说明 4 1 正确使用花生去壳机的要求 1 对去壳机的要求 一是去皮干净 生产率高 对有清选装置的去壳机 还要求有 较高的清洁度 二是损失率低 破碎率小 三是结构简单 使用可靠 调整方便 功率消耗少 有一定的通用性 能使用于多种作物的去皮 以提高机具的利用率 2 对花生的要求 花生应干湿适宜 太干则破碎率高 过湿则影响工作效率 为使 干湿适宜可采用以下方法 一是冬季剥壳时 先用 10 公斤左右的温水均匀喷洒在 50 公斤的皮果上 并用塑料薄膜覆盖 10 小时左右 其他季节用塑料薄膜覆盖的时 间为 6 小时左右 然后在阳光下晾晒 1