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巴旦木脱青皮机的设计陈艳敏（塔里木大学机械电气化工程学院， 新疆 阿拉尔 843300）摘要：巴旦木脱青皮机是对带青皮的巴旦木进行脱皮，本机的设计主要是针对眼下新疆巴旦木产地的人工去青皮作业劳动工期长、用工量大等问题，该机是采用螺旋筛筒式分离筛，螺旋形的脱皮叶片，可一次完成巴旦木的脱青皮与果皮分离作业。巴旦木的栽植着重位于新疆喀什等地，种植史具有上千年，但是出于它的种植规模较小，就此它的发展没有得到注重。巴旦木在生产长河中的首要问题就是巴旦木脱青皮，目前主要的传统剥青皮的手段是人工脱青皮，但人工脱青皮具有很大的弊端，首要的就是增加了劳动强度，人们在长期的工作过程中就会感到很累，而且长期剥皮会对人体造成很大的伤害，手指会变得很脏，而且指甲会感到疼痛等，而且人工剥皮的作业工期长，用工量较大，同时使生产成本变高，不能满足机械化生产，因此设计一款合理的巴旦木脱青皮具有重要意义。根据巴旦木外形特征及脱皮特性进行力学分析与结构设计，最终得出巴旦木脱青皮机合理可行的设计方案及参数。关键词：巴旦木；脱青皮；分离装置；脱皮特性中图分类号:TD451 文献标识码：A0引言作为全球四大著名坚果之一的巴旦木，也叫巴旦杏，其拥有非常高的补养值。全部坚果中营养价值最高的就是巴旦木，它的营养值是同份量牛肉的6倍。巴旦木归因于它得天独厚的滋养价值和丰富的18种微量素将成为新疆林果中的桂林一枝1。然而眼下我国的巴旦木深加工技术还未得到一定的发展，巴旦木在生产长河中的首要问题就是巴旦木脱青皮，目前的主要手段仍然是采用人工进行脱青皮处理，然而巴旦木的成熟期是劳动密集型工期，人力成本高，且工作效率极低，还不能满足巴旦木机械化生产的需求，因此设计结构合理的巴旦木脱青皮机势在必行2。以便解决当前新疆巴旦木人工脱青皮的一些问题，如：劳动强度大、工作周期长、用工量大等，因此研发了一款巴旦木脱青皮机，本机使用螺旋筛筒式的间隙设计,可一下实现青皮和果皮分开作业3。再者拆卸替换易损件十分方便，还添加了活门设计来解决堵塞等问题。通过对巴旦木外形性状与脱皮特性进行力学分析和构造设计,最终可得到合理的参数和可行的设计方案的巴旦木脱青皮机3-5。1巴旦木脱青皮机的设计1.1整机的工作原理作业时由动力传动系统驱动主轴旋转带动脱皮叶片转动，从喂料斗落入送料腔的带青皮巴旦木送人青皮分离筛与脱皮叶片构成的脱皮空间内，带青皮的巴旦木在脱皮叶片的带动下相互揉搓摩擦同时与青皮分离筛内壁和脱皮叶片摩擦，致使表面青皮剥离，剥离下来的青皮从青皮分离筛的筛孔或缝隙中排出，脱皮后的巴旦木从出料口排出。1.2 巴旦木脱青皮机的传动原理电机与皮带及皮带轮组成本机的传动系统，电机的选择主要是依据传动过程中所需要的传动需求以及生产过程中是否具有节约成本的理念来进行选取的。在传动比精度要求不太高的地方，鉴于皮带传动的结构比较简易，传动比较平稳，同时造价比较低与缓冲吸振的好处，因此，可首要选则皮带进行传动。在电机的驱动下，巴旦木脱青皮的机的动力进行传递，电机带动主动皮带轮转动，然后将动力传递到轴上，依此来带动叶片旋转，即完成巴旦木脱青皮机的传动，最终实现脱去巴旦木的青皮。1.3巴旦木脱青皮机整机图1.行走轮 2.机架 3.电动机 4.主动皮带轮5.皮带 6.从动皮7. 料斗 8.分离筛挡板9.螺旋脱皮叶片10.青皮分离筛11.出料口图1.1 巴旦木脱青皮机2 主要部件的设计2.1 螺旋脱皮叶片与筛筒壁间隙的设计利用揉搓和挤压的原理可以让巴旦木空腔间进行受理，进而使青皮脱落，因此此的间距的大小可以根据所要分离巴旦木的尺寸大小来确定，其中间距要按照巴旦木的三维尺寸的最小尺寸为准。如果脱皮部件和筛筒壁的间隙过大时，青皮将不能够进行有效剥离，如果是过小的间距时，将会导致巴旦木仁的破损率增大，造成很大的经济损失，故而设计一个合理的间距是十分重要的，带青皮的巴旦木外形大小和去青皮的巴旦木的外形尺寸大小，及理论的青皮厚度值是确定此间距大小的依据，通过相关资料可知，该数据为一个区间值d:10mm-20mm.图2.1 分离筛与脱皮叶片间距图2.2 分离筛的设计栅条间距是影响巴旦木含杂率的一个重要参数，不合适的间距将会就会造成巴旦木与青皮不能够有效的分开，巴旦木果实也很有可能会从缝隙中掉下来，根据资料查询和试验结果表明：青皮厚度是5-9mm，所以栅条间距以5-9mm为宜。通过资料查询，最后确定了筛筒栅条的间距为7mm。图2.2 分离筛2.3脱皮叶片的设计 在巴旦木脱青皮的过程中，要有适宜的强度，硬度，而且还需要一点的弹性，否则就会造成脱皮不净，脱皮破损率高等问题，同时剥好的巴旦木从出料口出来，因此将叶片设计成螺旋形的叶片，外部要有3cm厚度的橡胶材料。1.橡胶叶片 2.45钢叶片 3.主轴 4.键 图2.3 轴及脱皮叶片3巴旦木脱青皮机传动部件的设计3.1 电机的选择通过试验测量和资料查找可得出巴旦木脱青皮所需要的力约为5N，破巴旦木仁所需要的力约为7N.一颗带青皮的巴旦木的重量大约是18g-22g,在这里取平均值为20g。通过资料查找可知，每个旋转叶片之间的间距约9-11cm,在这里选取间距为10cm。由于巴旦木脱青皮时受力比较复杂，所以取理想情况，根据动能定理，则有： （4-1） （4-2）上式中：m一单个带青皮巴旦木平均质量(kg)； v一叶片线速度(m/s)； n叶片转速(r/min); D叶片直径（m); F叶片对巴旦木的打击力(N); S一巴旦木受叶片冲击相对位移(m); 根据巴旦木的破壳条件：F破青皮力FF破仁力可以计算得出巴旦木脱青皮所需要的叶片的转速约为270320r/min，因此可选取取主轴的转速是290r/min。因此单个巴旦木脱青皮所需要的功率为： （4-3）由公式4-2可得叶片的线速度v： （4-4） 所以功率为： （4-5）参考相关资料可知道该机具的生产率为：400kg/h,可以得出该脱青皮机单位时间可对0.11Kg的巴旦木进行脱青皮，所以一次可破约6颗巴旦木，则所需总功率P总： （4-6）查阅相关资料可得出V带传动的传动比范围为46，所以电动机转速的合理范围为： （4-7） （4-8）根据机械设计手册第4版可查出符合此条件的电机型号为YC8014。4 结 论本文是围绕农用机械产品巴旦木脱青皮机的设计，实现了巴旦木脱青皮的机械化。此机器使用后，改变了以前人工劳动强度大、效率低的缺点，同时节约了广大农民群众的劳动时间，并增加了生产率与生产质量。此巴旦木脱青皮机的研制满足了大部分用户的需要。该机器脱青皮率高，果仁的破碎率低，也解放了劳动力，可实现去青皮的过程。该机的关键部分是螺旋脱皮叶片结构与青皮分离筛结构，因为巴旦木脱青皮的整个过程都是由这两部分完成的，剥出来的巴旦木能不能符合要求，完全是看螺旋脱皮叶片与青皮分离筛的性能能不能达到要求。经理论分析，在这次毕业设计中的结果主要有： （1）在本机具的设计的过程中，把叶片设计成了螺旋的形状，可以实现一边剥皮，一边输送的作用。同时脱皮叶片的最外端加了一层橡胶的材料，可以使巴旦木脱青皮后的破损率较低。 （2）本机具在设计分离筛和叶片与分离筛形成的脱皮空间时，根据巴旦木的三围尺寸和青皮的尺寸来设计筛筒的大小，来实现脱青皮的工作等。 （3）该装置设计结构合理，剥青皮效果好，使用方便，生产效率高，降低了成产成本等。 参考文献：1 李疆.扁桃的栽培及研究概况J.果树学报，2002，19(5):346-350.2 吐鲁洪,吐尔迪,吐逊,等.6BD-150型巴旦木破壳机的研制J.新疆农机化2009(3):36-383 乔圆圆,郭兆峰,牛长河,等.6TB-400型巴旦木脱青皮机的优化J.新疆农机化,2014(1):21-304 樊涛油茶果脱青皮机的设计林业机械与木工设备,2011,10(10):35-365 成健红,候平.巴旦杏的产业发展及其研究进展J.干旱区研究,2000,17(1):32-376 兰彦平.巴旦杏的研究现状及开发利用前景J.林业科学研究,2004,17(5):674-7697 张林泉,龚丽.剥壳机具的现状及效果改进方法的探讨J.食品与机械,2006(4):72-748 郭琪琴,刘竹丽.新型食用杏核脱壳装置J.机械设计与研究,2004(20):83-849 袁巧霞,刘涛生.干燥和冷冻处理对银杏核脱壳效果的影响J.华中农业大学学报,