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目录
目录 1
1绪论 1
1.1课题提出的背景 1
1.2 花生脱壳机械的发展 1
1.3 花生脱壳机械的研究应用现状 3
1.3.1 当前花生剥壳机使用的脱壳技术 3
1.3.2 新型脱壳技术 3
1.3.3 花生脱壳机械的工艺研究 4
1.3.4 花生脱壳机械存在的问题 4
1.4 花生脱壳机械研究重点 5
1.4.1 研究剥壳机械的常用性和适应性 5
1.4.2 提高花生机剥壳率,降低破损率 5
1.4.3 提高剥壳自动化程度 5
2 刮板式花生剥壳机的结构及工作原理 6
2.1 选择刮板花生去壳机理由 6
2.2刮板式花生剥壳机主体结构 6
2.2.1破壳部分结构设计 7
2.2.2风机分离部分的设计 7
3 刮板式花生剥壳机关键部件结构设计 9
3.1设计前各项参数的确定 9
3.1.1 刮板的半径及转速确定 9
3．1．2 刮板所需功率计算 9
3.1.3可用传动部件的分析 10
3.1.4可用传动部件的选择 10
3.1.5电动机的选择 11
3.2 电机与轴之间的V带传动设计 13
3.2.1 V带计算 13
3.2.2 V带轮的设计 14
3.3主轴的设计及参数计算 16
3.4 轴承和键的选择 19
3.4.1轴承的选择 19
3.4.2键的选择 20
3. 5刮板结构设计 20
3.6半栅筛的设计 21
3.7惯性筛分选系统设计 22
3.7.1惯性筛原理分析 22
3.7.2筛网运动部件结构 22
3.7.3、设计曲柄滑块机构 22
3.7.3曲柄轴设计 24
3.7.4连杆设计 26
3.7.5惯性筛的曲柄轴与刮板轴间的V带传动设计 27
3.8筛网 29
3.9风机分离部分的设计 29
3.10 机架的模态分析 30
3.10.1 模态建立过程 30
3.10.2 模态分析 31
4 使用花生脱壳机的要求 35
4.1花生脱壳机操作方法与注意事项 35
4.2花生剥壳机的保存方法 35
5 总结 36
5.1 本文总结 36
5.2 设计遇到问题 36
参考文献 37
1绪论
1.1课题提出的背景
花生含有大量的脂肪和蛋白质，它是我们日常生活当中最要的植物油来源之一。也是我们日常摄取植物植物蛋白重要来源。在平时的烘培食品当中，经常含有使用花生或脱脂后花生饼粕蛋白质的使用。在我们日常的饮食和烹调当中可以起到原料或添加剂。现在我们把花生蛋白质作为原料或者食品添加剂不仅可以提高食品的蛋白质，还可以改变食物的味道和形态。日常的人造奶油、起酥油、色拉油、调和油等都是花生油重要组成。花生不仅经过简单加工就可食用，而且还可以加工成各种营养丰富、色香味俱全食品和营养品。花生加工成副产品产生的花生壳和花生饼粕可以用作饲料，提高花生的经济效益。
一般花生作为出口产品或深加工产品，都需要进行剥壳加工这道工序，花生在榨取花生油的时候，为了提高出油率。都会对花生去壳。传统花生剥壳是手工剥壳，手工剥壳不仅效率低，而且手容易起水泡，长茧。因此在主产区的广大农民急需一种工具来代替他们手工剥壳。使花生生产地的农民不必浪费劳动力用手工剥壳方式剥壳，提高花生剥壳的速度满足需求。
花生剥壳机就是把花生的外壳利用挤压剪切等方法把外壳去掉从而得到花生仁一种农业机械。但是由于花生的物理特性决定花生不能再收获的时候就发明一种机器把花生给去壳。只有花生的含水量降到一定程度的时候才能剥壳保证剥壳后花生质量，由于近几年花生附加产品多，需求大，种植面积不断增加。花生手工剥壳已经无非满足社会需要。实现花生剥壳机械自动化是一种大势所趋，刻不容缓。
1.2 花生脱壳机械的发展
中国最早的花生剥壳机产生和研究可以追查到1965年原八部下达的花生剥壳机的课题研究，至此之后陆陆续续就有各式各样的不同功能的花生剥壳机问世。款式有包括功能单一的花生剥壳机特点是结构简单价格低，广泛应用于家庭。具有剥壳、分离和清选功能等多种功能的的花生剥壳机特点是体积比较大，分级功能多,基本用于花生深加工企业。国产花生剥壳机的种类很多，比如6BH-60型、6BH-20B型等，其工作效率都可以达到为人工工作效率的2O到60倍以上。
接下来让我介绍我国近几年的花生剥壳产品:
1）封闭栅条凹板、纹杆滚筒式花生剥壳机
早期我国的花生剥壳机研发主要是借鉴国外已有的一些技术成果，在此基础上研制出的有TH-340型的花生剥壳机，剥壳部分是将若干根纹杆镶嵌到圆筒上来组成封闭式的纹杆滚筒，然后下面则由钢条来组成的栅条形式的凹板。该机器的入料口比较大，出料口比较小。机器工作的时候，花生在滚筒的推动下有入口滚动到出口。花生在滚筒和凹板中收到了冲击，挤压下进行剥壳。因为花生主要受到揉搓的影响直接剥壳，所以花生的破损率比较高。同时为了将花生仁和未剥壳的花生分离开来，通常这种剥壳机构都需要一个分离装置。所以在之后陆陆续续研制出TH-47O型和BH-570型等各种剥壳机都有比较的改进。
2）直立橡胶板与封闭的橡胶板滚筒组成的剥壳机
该机器的剥壳装置是封闭胶辊和直立胶板，采用了挤压的剥壳原理。机器运转时，是胶辊让花生移动，过程中通过间隙为5-20mm。由胶辊和胶板之间相互作用的挤压作用下脱壳，这样可以很好地避开了剥壳部件的揉搓作用,相同的破碎率就有所降低，但仍可在保持在5％以上。原因是由于直径小的花生在还没有剥壳的时候就已经被分选出来了，所以剥壳的效率很低，只有30%左右。所以不得不在后面增设一个循环机构，以使花生在经多次挤压来提升脱壳率，但这样机器结构就变得复杂、体型就变得很庞大。
3）开式的纹杆滚筒和编织凹板式花生剥壳机
剥壳机采用了编制的丝网来编制凹板和使用两个金属条纹杆组成的开式滚筒。作业时，滚筒的推动着花生前进，受执行部件的挤压揉搓来达到剥壳作用，该结构与封闭滚筒式是很不同的，花生主要是受到开式条纹滚筒的搅拌作用进行剥壳，但是有个弊端是这个力是柔性的。也因此破损率比较低，还只可控制在3%-5% 。但是他的剥净率比较高，其原因是凹板是编制网孔凹板，在剥壳的时候只有直径小于网孔的花生在没有剥壳的情况下被分离出来。长果的花生则没有别分离。
4）立式剥壳机械
立式的剥壳机是采用了由两根扁钢在条经过焊接的情况下而制成立式的转子，下面装着用编织丝网而制成的具有编织平底筛网，在剥壳机内部，花生在立式的转子的推动下进行相互的磨擦，因此花生就可以这样剥壳了。该方法叫做柔性的揉搓法。经过多次的实践证明，该机对花生仁的破碎率很低，可以控制在3％以下的。但其所有的缺点就是因采用立式传动则传动机构是比较复杂的。
5）编织凹板滚筒与开式扁条滚筒组合而成的剥壳机
该机器用的是开式扁条滚筒（三根用刚制成扁条）和凹板结构（用编织丝网制成）。该机器在使用时候，是扁条推动花在其滚动行转动，凹板与扁条形成活动层。花生在该运动层内进行着互相揉搓而使其达到剥壳作用。由于在该机构中，避开了剥壳部件挤压冲击的直接作用，使用该机器优点是：避开了剥壳部件直接冲击作用。是花生搓花生的作用，这样花生破损率比较低属于柔性剥壳。经过实验数据表明该机器破伤率(破碎率+损伤率)仅仅只有0.91。
1.3 花生脱壳机械的研究应用现状
当前国内的花生剥壳机其的剥壳原理、材料和构造基本可分为挤压、揉搓钢纹杆-钢栅条与凹板。打击、揉搓为主的橡胶滚筒与橡胶浮动凹板两大类。普遍存在脱壳质都不高情况，破损率大9%的情况。所以剥壳出来的花生一样用于榨油。没有达到出口贸易的标准。现在主要是研究先进的脱壳原理来解决花生剥壳机现在存在主要问题的一种方法。
1.3.1 当前花生剥壳机使用的脱壳技术
当前花生脱壳机使用的脱壳技术分以下几种。
①撞击法脱壳：花生受到高速运转的冲击力的阻挠，导致花生壳产生破裂已达到破壳的目的。
②碾搓法脱壳：花生固定在定磨片上受到了来自动磨片碾搓的作用，导致花生外壳像是被外壳撕裂样子可以实现脱壳。
③剪切法脱壳：花生固定在刀架上受到来至刀板的剪切力的作用，花生外壳瞬间被切裂打开，使花生和果仁能够分开。
④挤压法脱壳：在两根轮毂中间放入花生，然后是两个轮毂的转速相同方向相反，期间在调整间隙。花生子在间隙收到旋转挤压的力使花生壳破裂。
⑤搓撕法脱壳：和挤压脱壳有点相识是用橡胶辊筒进行搓撕作用进行脱壳
1.3.2 新型脱壳技术
①压力膨胀法：首先用一定的压力气体冲入花生壳内，让他们保持一段时间。当花生内外气压达到一致的时候。之后再瞬间卸压，在内外平衡被打破的时候，壳体的气压因与外部差的作用下产生了巨大的爆破力而使得冲破壳体，从而使其达到脱壳的目的。
②真空法：它与压力膨胀法相反，是把花生放在真空爆壳机里，然后加热具有水分的花生到达一定程度的温度时，再用真空泵抽吸。花生在吸热同时外壳的水分逐渐蒸发，其外壳的韧性和强度都在降低，但是它的脆性却不断在增加。在真空的作用壳外压力也在下降，壳内的压力还保持在较高的水平。当这样保持到一定数值的时候，就会使外壳爆炸进行剥壳。
③激光法 使用激光切割每个花生的外壳。有数据表明，这个方法可以使花生达到100%的完整率。但是这个费用高昂，效率也不高等特点。所以不容易被使用。
1.3.3 花生脱壳机械的工艺研究
花生剥壳机我们除了在设备和原理研究外，我们也在研究剥壳工艺来提高花生剥壳的效率和剥壳质量，有以下两种工艺。
分级处理：首先把花生按大小分级，在根据大小相同进行脱壳，可以提高脱壳率和减少破损率。
水分含量：花生果的含水量对剥壳质量有很大影响，通常花生壳含水率大，它的韧性比较大，也不容易搓破。但是花生的含水少，它剥壳的时候容易破损。所以要让花生壳含水少而花生含水多一点。这样有利于提高剥壳质量。也就是说让外壳含水率低可以保证它具有最大脆性，仁不能因为水太少容易破裂，要让仁有一定的水分。保证让人有一定的塑性变形，减少人的破损率。
1.3.4 花生脱壳机械存在的问题
现在我国的花生剥壳机还是停留在90年代的阶段。主要是资金投入不足，花生剥壳机的关键部件还是停留在以前水平。。所以基本上剥壳性能也没有什么大的突破。因此机械剥壳对花生仁的损伤率都很高，用来作为种子的和长期保存的都用手工剥壳。机械剥壳主要存在几点问题：① 脱壳率低，破损率大。② 性能不稳定。③ 适应环境差④ 剥壳成本还是有点高。⑤ 没有进行大规模的实验，性能和商品还有待时间上考虑。
1.4 花生脱壳机械研究重点
从我过加入wto之后，剥壳机需求增多，导致国内外对花生剥壳机重视和研究，现在花生剥壳机存在问题，在以后发展中对花生剥壳机的生产产生的问题进行总结，不断完善性能和功能。
1.4.1 研究剥壳机械的常用性和适应性
当前研究花生剥壳机的适应性和常用性是主要研究方向，现在的许多花生剥壳机专门针对一个地区或者专门的品种来设计，其通用性和兼容性比较差。所以提高花生剥壳机的通用性和兼容性可以通过更换重要部件就能对其他带壳物料进行脱壳加工。研究通过更换重要部件就能满足不同坚果脱壳需要，同时提高工艺水平，降低机器的生产成本。适应不同企业加工需求，如果花生剥壳机械能够适应这种发展方向，可以影响该机械能否更好推广。
1.4.2 提高花生机剥壳率,降低破损率
现在花生剥壳机均存在脱壳率和破损率的之间矛盾，怎么提高剥壳率，降低破损率一直都是剥壳机的关键技术。探讨新的关键技术，提升结构的方便性。重点攻关这项关键技术可以影响花生剥壳机的发展前景。
1.4.3 提高剥壳自动化程度
和自动化方向发展的大多数机器仍然依赖于人工喂养和定位的自动控制，影响运行速度和运行质量，因此运动电气，新技术等方面，进一步提高加工精度和运行速度，提高脱壳产品质量和效率，满足加工企业的需求，增加国内外的市场占有率。
随着人类社会发展，将有不断有新的技术、结构、工艺不断被研究出来。运用于花生剥壳机械当中。当液压传动技术、电子电力技术、等行业的发展。一些低效率的传动和笨重材料将被淘汰。同时新的技术运用将会提高机械的运行效率，提高机械的使用时间，怎么使用这些新的技术运用到机械当中是我们当前研究的题目。
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2 刮板式花生剥壳机的结构及工作原理
2.1 选择刮板花生去壳机理由
由于当前花生剥壳机都存在性能不稳定，脱壳率与破损率想矛盾，环境适应能力差通用性和利用率低等问题，所以设计了刮板式花生剥壳机，通过改进花生剥壳机的技术方案，使它的稳定性和通用性利用率提高。
设计的刮板式花生去壳机具备撞击法，碾搓法，剪切法和挤压法的特点，所以脱壳效率很高，效果好.［1］
2.2刮板式花生剥壳机主体结构
刮板式花生脱壳机主要由进料箱脱壳转轴部件（包括刮板架和刮板） 惯性筛、风机、电机、支 架、花生壳收集斗等组成。如图2-1所示。
1剥壳箱 2.风机 3.花生仁出口 4.电机 5.机架 6.花生壳收集箱7.传动装置
运行过程是从上往下，从花生收集开始，花生进入剥壳箱。经过刮板的挤压和撞击后才能进行剥壳，有些没有被剥壳的花生留在栅格上面再次经过刮板碾搓和挤压进行剥壳。刮板和栅格间隙称为剥壳间隙，剥壳间隙影响破碎率和生产率。半笼筛栅条与栅条间隙影响破碎率和脱净率。把栅条做成半笼筛固定在剥壳箱内，剥壳后花生壳和花生仁经过半笼筛下落，同时受到风机吹来的风，把花生壳吹到收集斗。花生和花生仁因为比较重下落到惯性筛上，惯性筛把花生和花生仁分开。花生仁在惯性筛的作用下从过滤网一边收集起来。收集起来的花生在换一次间距小一点的半笼筛进行剥壳。其结构简图如图2-2所示。
2.2.1破壳部分结构设计
破壳机构是使用刮板与花生的撞击来实现花生的破碎工作的，如下示意图就很清楚地表达了花生在工作机构中是如何被破除外壳的。（图2-2）这个结构很充分地利用了栅笼和刮板之间的配合，栅笼中两铁棒之间的距离经过很合理的设计，这样栅笼就可以当做花生破壳的支撑点，而且还未破壳的花生就不会从栅笼之间掉下，同时刮板与栅笼之间的距离也是经过合理的设计使得不同尺寸的花生都可以被刮板敲击到而达到破壳的目的，而在破壳完成后花生在刮板旋转情况下达到壳仁分离同时也因为尺寸的减少而可以顺利通过栅笼进入下一道工艺。
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