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[3] 邱宣懷，機械設(shè)計，北京：高等教育出版社，1997 [4] 濮良貴，機械零件 北京：高等教育出版社，1982 [5]楊黎明，楊智勤，機械手機簡明手冊，北京：中國水利水電出版社，2008 [6] 廖念和，AutoCAD2008中文版全接觸，北京:中國水利水電出版社，2008 [7] 吳宗澤，機械零件設(shè)計手冊，北京：機械工業(yè)出版社.2007 [8]. 李建東，花生脫殼裝置的實驗研究，青島：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007 [9] 劉紅力，花生脫殼特性與損傷機理研究，沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007. [10]尚書期，劉曙光，王芳艷，花生生產(chǎn)機械的應(yīng)用現(xiàn)狀與進展分析[J] 花生學(xué)報，2003 任務(wù)下達人（簽字） 年 月 日 任務(wù)接受人意見 任務(wù)接受人簽名 年 月 日 注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達人為指導(dǎo)教師。 2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學(xué)生本人。 3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。 花生剝殼機的設(shè)計 楊新荷 （塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300） 摘 要：花生脫殼機是將花生莢果去掉外殼得到花生仁的場上作業(yè)機械。由于花生本身的生理特點決定了花生脫殼不能與花生田間收獲一起進行聯(lián)合作業(yè)，而只能在花生果的含水率降低到一定程度后才能進行脫殼?；ㄉ摎C在減輕人們的勞動強度、提高生產(chǎn)率方面起到了積極作用，促進了花生工業(yè)的發(fā)展。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工脫殼已經(jīng)無法滿足高效生產(chǎn)要求，實行脫殼機械花迫在眉睫。但是，目前國內(nèi)外花生脫殼機對花生破碎率和損傷率的指標要求都比較高，超出種用籽和商品化的標準，限制了使用范圍。因此，降低花生脫殼機的破碎率和損傷率仍是研制花生脫殼機的關(guān)鍵問題。針對花生果的物理特性本論文設(shè)計了一種刮板式花生脫殼裝置，該脫殼裝置功能單一，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，滿足小型規(guī)模的生產(chǎn)需求，實現(xiàn)了花生剝殼的機械化，應(yīng)用本機器后，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，為花生聯(lián)合生產(chǎn)設(shè)備的研究設(shè)計提供理論依據(jù)。 0 引言 花生在制取油脂、制取花生蛋白、生產(chǎn)花生儀器以及在花生貿(mào)易出口時，都需要對花生進行初級處理加工?；ㄉ某跫壧幚碇饕ɑㄉ膭儦ず头旨墶⑵扑?、軋胚和蒸炒等。花生在加工或作為出口商品時，需要進行脫殼加工?；ㄉ谥迫∮椭瑫r，剝殼的目的是為了提高出油率， 提高毛油和餅粕的質(zhì)量，利于軋胚等后續(xù)工序的進行和皮殼的綜合利用。傳統(tǒng)的剝殼為人力手工剝殼，手工剝殼不僅手指易疲勞、受傷，而且工效很低，所以花生產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)民迫切要求用機器來代替手工脫殼?；ㄉ鷦儦C的誕生在很大程度上改變了這種局面，使花生產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的剝殼方法進行剝殼，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動，同時還提高了花生剝殼的效率。 花生脫殼機是將花生莢果去掉外殼而得到花生仁的場上作業(yè)機械。由于花生本身的生理特點決定了花生脫殼不能與花生的田間收獲同時進行工作，而只能在花生莢果的含水率降到一定程度后才能進行脫殼。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工脫殼已無法滿足高效生產(chǎn)的要求，實行脫殼機械化迫在眉睫。 關(guān)鍵詞：花生；刮板；脫殼裝置 本設(shè)計的花生脫殼機的脫殼工作原理為：花生果從上料斗進入到剝殼箱，受到刮板和編制網(wǎng)孔凹板的碾壓搓脫后，被剝出的花生穿過編制網(wǎng)孔凹板的網(wǎng)孔往下落，那些未被剝除的花生仍留在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)剝殼?；ㄉ谙侣溥^程中，設(shè)計一個風(fēng)機的吹入口，其作用是將花生殼與花生仁進行分離，重量稍輕的花生殼將被風(fēng)機吹來的氣流帶入到花生殼收集通道，而重量稍重的花生仁不被吹走繼續(xù)下落，進入到花生仁收集通道。 1 刮板式花生脫殼機的結(jié)構(gòu) 刮板式花生脫殼機是借助軸上刮板與編織網(wǎng)凹板的碾壓搓脫作用，將花生果外殼破碎的一種機械設(shè)備，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。它主要由動力裝置、刮板裝置、編織網(wǎng)孔凹板、去雜裝置和機架幾部分組成。 花生莢果進入存料斗后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流落下來進入剝殼箱內(nèi)，花生莢果落入到編織網(wǎng)凹板上，由于編織網(wǎng)凹板頂部與刮板的旋轉(zhuǎn)外徑間的間距不足以容納一個花生莢果，因此花生莢果落入編織網(wǎng)凹板被刮板碾壓搓脫，從而使這些花生莢果的果殼被壓碎。剝殼后的仁與殼通過編織網(wǎng)凹板間的間隙落下，同時，受到風(fēng)機吹來的氣流作用，果殼因重量輕而被氣流送入集殼通道，而花生仁因重量大，繼續(xù)往下落，從而達到了殼仁分離的目的。 2 電動機選擇 本設(shè)計采用電動機作為機器動力來源，通過V帶傳動帶動滾筒軸實現(xiàn)預(yù)期工作-單機傳動，簡單可行。 電動機類型的選擇： 根據(jù)電源及工作機工作條件，選用Y系列三相異步電動機 電動機功率的選擇： 由于刮板式花生脫殼機的工作軸轉(zhuǎn)速較高，達到 本設(shè)計選用Y90L-4型電動機 則傳動裝置的運動和參數(shù)計算如下： 軸的轉(zhuǎn)速 軸的輸入功率 kW 軸的轉(zhuǎn)矩 N·m 3 滾筒軸的設(shè)計與校核 軸的轉(zhuǎn)速 軸的輸入功率 =1.35kW 軸的轉(zhuǎn)矩 N·mm 初步確定軸的最小直徑： 先按經(jīng)驗公式算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 查表選取 [8] 于是得 (3-13) 擬定軸上零件的裝配方案： 通過對各種方案的比較，現(xiàn)選用圖3-2所示裝配方案 圖3-2 軸的示意圖 4 刮板結(jié)構(gòu)的設(shè)計 刮板結(jié)構(gòu)是整個機器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對花生果進行剝殼。此結(jié)構(gòu)采用四根支撐架十字交叉固定在旋轉(zhuǎn)筒架上，其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。 圖3-1 刮板結(jié)構(gòu)示意圖 因為刮板的長度較長，受力面積較大，所以對刮板的強度有一定要求，采用的材料是45號鋼，而且刮板的表面進行處理，表面滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。刮板選用四條圓形鋼柱，刮板外緣距旋轉(zhuǎn)中心距離238mm。刮板固定支架長度為500mm，截面尺寸60mm′10mm。 刮板中間有一個圓形滾筒，避免花生在工作過程中聚集到中間不與刮板進行搓擦。 5 編織網(wǎng)凹板的設(shè)計 編織網(wǎng)凹板在機器中的作用是讓已經(jīng)被剝殼的花生與未被剝殼的花生進行分離，其分離的原理就是“小個通過，大個不過”。編織網(wǎng)凹板的每一個網(wǎng)格都只能容許一個花生仁大小的物體通過，花生仁剛好可以穿過網(wǎng)格，而花生果因為太大，無法通過網(wǎng)格，將被阻擋在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)進行剝殼直到其外殼破碎為止。大花生果如海花一號參數(shù)數(shù)據(jù)平均為：長34.30mm，寬14.98mm，厚16.34mm。花生仁的平均尺寸為：長18.20mm，寬9.82mm，厚8.81mm。小花生果1016為：長29.65mm，寬13.36mm厚14.44mm，花生仁平均尺寸為：長15.30mm，寬9.61mm，厚8.76mm[11]。因此，編織網(wǎng)的間隙可取10～15mm，其結(jié)構(gòu)如圖3-4所示： 圖3-4 編織網(wǎng)凹板結(jié)構(gòu)示意圖 編織網(wǎng)是利用兩塊凹板對兩端進行固定的，凹板材料為HT200，編織網(wǎng)材料為20號鋼。編織網(wǎng)采用圓截面網(wǎng)狀，因其特殊的作用，還需對其進行表面處理，要求滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。編織網(wǎng)的兩頭裝砌在凹板的圓形槽內(nèi)，組成半圓網(wǎng)籠，網(wǎng)格間距為10mm，這樣可使剝出的花生仁能通過網(wǎng)格，而未剝殼的剛不能通過。由于編織網(wǎng)和內(nèi)、外兩凹板分離。 6 除雜裝置的設(shè)計 殼仁分離裝置分為兩個部分，一個是氣流通道，它的一端接風(fēng)機，另一端安裝在箱體的下方，還有就是殼與仁的收集板，它同樣也安裝在箱體下方?；ㄉ?jīng)過箱體內(nèi)的剝殼過程后，將由此裝置對其進行殼仁分離，分離的基本原理是利用花生殼與花生仁的重量及受力面積的不同，用氣流對其進行分離。重量稍重的不被氣流吹走，直接下落到花生仁收集通道，而重量較輕的花生殼將被風(fēng)機吹來的氣流帶入到花生殼收集通道。 7 結(jié)論 （1）該機械能在地面平整的情況下，先將花生從進料斗喂入，通過刮板和 參考文獻 [1] 周瑞寶． 花生加工技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：15. [2] 中國標準出版社第一編輯室.中國食品工業(yè)標準匯編[M]．北京：中國標準出版社，2004. [3] 孟憲珍．花生脫殼機的設(shè)計和試驗[J]．國外農(nóng)機.1980．(3-4). [4] 尚書旗，劉曙光，王方燕．花生生產(chǎn)機械的應(yīng)用現(xiàn)狀與進展分析[J]．花生學(xué)報，2003，(3). [5] 石一兵． 食品機械與設(shè)備[M]. 北京：中國商業(yè)出版社 1992.6.(5). [6] 肖旭霖． 食品機械與設(shè)備[M] 北京：科學(xué)出版社，2006.(5). [7] 王智才．我國農(nóng)機市場需求及發(fā)展前景[J]．農(nóng)機質(zhì)量與監(jiān)督，2002，(5). [8] 成大先． 機械設(shè)計手冊.單行本.機械傳動[M] 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1.(7) [9] 濮良貴，紀名剛． 機械設(shè)計（第八版）[M] 北京：高等教育出版社，2001.(8). [10] 吳宗澤，何永然，羅圣國．機械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第3版）[M]．北京：高等教育出版社， 2006.5.(12). [11] 張效鵬，張嘉玉．花生脫殼機的不同部件對花生脫殼性能的影響[J]．萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報，1990，7(1).(15). 塔里木大學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告 課題名稱 花生剝殼機的設(shè)計 學(xué)生姓名 楊新荷 學(xué) 號 8031212306 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 農(nóng) 機 16-3 指導(dǎo)教師 李傳峰/賀曉偉 起止時間 2014.10.25-2015.5.25 機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制 填 表 說 明 一、學(xué)生撰寫《開題報告》應(yīng)包含的內(nèi)容： 1、本課題來源及研究的目的和意義； 2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析； 3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析； 4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路； 5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法； 6、完成本課題的工作方案及進度計劃； 7、主要參考文獻（不少于7篇）。 二、本報告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。 三、開題報告要求手寫體，字數(shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。 四、每個畢業(yè)論文（設(shè)計）課題須提交開題報告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。 一 本題來源及研究的目的和意義 1.1 課題的來源：自選題 1.2 研究的目的 花生中富含脂肪和蛋白質(zhì)，既是主要的食用植物油來源，而且又可提供豐富的植物蛋白質(zhì)。利用花生或脫脂后的花生餅粕的蛋白粉，可直接用于焙烤食用，也可作為肉制品、乳制口、糖果和煎炸食品的原料或添加劑?；ㄉ庸じ碑a(chǎn)品花生殼和花生餅粕等可以綜合利用，加工增值，提高經(jīng)濟效益。 我國是花生產(chǎn)量大國，而花生又是我國的主要食用油料之一，也是傳統(tǒng)的出口產(chǎn)品，在國際上也享有很高的聲譽?；ㄉ庸r要先把殼剝?nèi)?，花生剝殼機是重要的加工機械之一?；ㄉ鷦儦C的性能直接影響到加工出的花生仁的質(zhì)量。因此研制出性能良好的花生剝殼機具有重要的價值和現(xiàn)實意義。 花生剝殼一般可分手剝和機剝兩種方法。前者剝殼質(zhì)量較好，出仁率也較高，我國過去出口多采用此方法。單因這種方法工作效率太低，占用勞力過多，因而近年來多由手剝改用機剝。機剝的機械化程度雖高，但由于花生果的品種，性狀，成熟程度，殼的厚度等特性不同，加之目前采用的幾種剝殼機和剝殼工藝還有不足之處，因而花生機械剝殼普遍存在著生仁破碎率高；出仁率低等問題，有待進一步研究改進。 花生剝殼部件是花生剝殼機械的關(guān)鍵工作部件。剝殼部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了機具作業(yè)時的花生仁破碎率，花生果一次剝凈率及生產(chǎn)效率等重要的技術(shù)經(jīng)濟指標。在目前的生產(chǎn)銷售中，花生仁破碎率是社會最為關(guān)心的主要指標。 花生在制取油脂、制取花生蛋白、生產(chǎn)花生儀器以及在花生貿(mào)易出口時，都需要對花生進行預(yù)處理加工?；ㄉ念A(yù)處理主要包括花生的剝殼和分級、破碎、軋胚和蒸炒等。 1.3 研究的意義 90年代以前的花生剝殼機械，破碎率一般都大于5%，有時高達13%以上。加工出的花生仁，只能用來榨油，不能作種用，也達不到出口標準。為了降低破碎率而探討新的剝殼原理，研制新式剝殼部件，成為花生剝殼機械的重要研究課題。自1983年以來，在現(xiàn)有的花生剝殼部件的研制基礎(chǔ)上，我國又相繼研制可幾種不同機構(gòu)形式的新式剝殼部件，其主要經(jīng)濟技術(shù)指標，特別是破碎率指標大有改善。從2006年代初，開始在我國出現(xiàn)了封閉式紋桿滾筒，篩條凹版式花生剝殼機。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工脫殼已無法滿足高效生產(chǎn)的要求，實行脫殼機械化迫在眉睫。 二 本課題國內(nèi)外同類設(shè)計概況 我國花生脫殼機的研制自1965年原八機部下達花生脫殼機的研制課題以來，已有幾十種花生脫殼機問世。只進行單一脫殼功能的花生脫殼機結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，以小型家用為主的花生脫殼機在我國一些地區(qū)廣泛應(yīng)用，能夠完成脫殼、分離、清選和分級功能的較大型花生脫殼機在一些大批量花生加工的企業(yè)中應(yīng)用較為普遍。 查閱05年代以來的多種專業(yè)期刊以及其他有關(guān)資料后發(fā)現(xiàn)：花生剝殼機械的研究和發(fā)展不盡如人意。資料中有關(guān)花生剝殼機的研究和介紹太少?；ㄉ鷦儦さ脑砗芏?，因此產(chǎn)生了很多種不同的花生剝殼機械?；ㄉ鷦儦C的結(jié)構(gòu)主要由機架、輸送風(fēng)機、輸送管道、剝殼部件、清選風(fēng)扇、分離篩箱、出殼口、機罩、喂入斗等部分組成?；ㄉ鷦儦げ考腔ㄉ鷦儦C的關(guān)鍵工作部件，剝殼部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了機具作業(yè)剛花生仁破碎率、花生果一次剝凈率及生產(chǎn)效率等重要的經(jīng)濟指標。在目前的生產(chǎn)銷售中，花生仁破碎率是社會最為關(guān)心的主要指標。 目前我國普遍采用的花生剝殼機基本上有兩種類型：一種是刀籠式的花生剝殼機；還有一種是用砂盤輾谷機改進而成的花生剝殼機，我國廣東，廣西兩省區(qū)使用頗多。 面對我國是花生的產(chǎn)量大國以及我國花生剝殼機械的種類和數(shù)量都少的情況，目前國內(nèi)研制和推廣性能良好的新型花生剝殼機械極具潛力。 國內(nèi)已經(jīng)通過鑒定和推廣使用的機型主要有： HT-340型、6BH-300型、6BH-400型、6BH-570型、6BH-600型、6BH-700型、6BHS-550型等。盡管這些機具選擇的參數(shù)不同，但基本上都屬于滾筒—凹板篩搓擦式工作原理。其次也有擠壓打擊作用?；ㄉ趧儦C室內(nèi)在滾筒轉(zhuǎn)動作用下，受到反復(fù)搓擦擠壓，使外殼破裂，花生仁從凹版篩條的間隙中擠出來，得到剝殼的目的。由于剝出的花生仁不能及時離開剝殼室，而與殼，未剝果混在一起多次搓擦，所以花生仁的破碎和損傷比較嚴重。具有關(guān)資料介紹，一般破碎率大于8%，有的高達15%以上。另外由于搓擦和擠壓造成的擠傷，使花生肉質(zhì)遭到破壞，其紅衣色澤也受到影響。這樣的花生仁僅適用于榨油和食用，不宜作種子，也滿足不了出口的要求。我國目前做種和出口花生仁只要是手工剝殼，占用了大量的勞動力而且勞動強度也較大。而隨著我國花生產(chǎn)業(yè)的進一步調(diào)整，花生產(chǎn)量逐年增加，花生的機械化脫殼程度將大幅提高，。 國外一些技術(shù)先進的國家(如美國)，花生剝殼已經(jīng)實現(xiàn)了機械化?；ㄉ鷦儦ぷ鳂I(yè)是由加工公司來完成，剝殼設(shè)備配套比較齊全，包括輸送機，清選機，去石機，剝殼機，光電精選機等。剝殼效率較高，如美國卡特公司生產(chǎn)的‘ 5728型’五滾筒剝殼機，每小時可剝殼7000~9000kg,單滾筒剝殼機每小時可剝1500~2000kg?；ㄉ实那鍧嵍群头旨壘鶆蛐砸脖容^好。可以滿足榨油和食用的要求。但是剝殼部件也是滾筒凹板式，采用搓擦原理，因此花生仁的破碎率也較高，一般在8%~15%，不能做種子和長期存放。 三 本課題需要重點研究的關(guān)鍵的問題及解決的思路 3.1 研究的主要問題： 目前我國在花生脫殼技術(shù)研究方面一直沒有很大的突破，資金投入也不足，在脫殼性能上并沒有很大的提高。由于機械脫殼時對花生仁的損傷率偏高，用于種子和較長期貯存的花生仁至今仍是手工剝殼。脫殼機械在技術(shù)性能和作業(yè)環(huán)節(jié)上存在以下問題：脫殼率低。脫殼后的果仁破損率高，損失大，損失大；機具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差，通用性差，利用率低，作業(yè)成本偏高，制造工藝水平較低，能耗較高。 四 完成本課題需要的工作條件及解決的辦法 （1）查閱有關(guān)資料選擇相關(guān)參數(shù)及材料,設(shè)計帶輪篩網(wǎng)料斗大小。 （2）設(shè)計完各零部件后，進行裝配組合，試驗設(shè)計的可靠性。 （3）運用Solidworks軟件，繪制三維零件圖和裝配圖。 （4）運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模并進行運動仿真。 五 工作方案及進度計劃 工作方案： 1、設(shè)計并繪制出花生脫殼機總體機架。 2、傳動機構(gòu)的選擇方案及大小設(shè)計。 3、花生脫殼機主要零部件的設(shè)計。 4、繪制所有零部件并查閱相關(guān)說明，各零部件尺寸要嚙合達到合適效果。 5、組裝裝配圖并生成三維立體模型，觀察效果并加以改進。 進度計劃： 第 一 周：查找相關(guān)資料、熟悉課題內(nèi)容。 第 二 周：撰寫開題報告，并制定總體方案。 第三周至十周：設(shè)計花生脫殼機試驗裝置的三維實體模型圖，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。 第 十一 周：對花生脫殼機進行傳動設(shè)計和機構(gòu)設(shè)計。 第 十二 周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。 第十三周：編寫答辯提綱，準備答辯。 第十四周：答辯 六 參考文獻 [1] 中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院，實用機械設(shè)計手冊下冊，北京：中國農(nóng)業(yè)機械出版社，1985 [2] 成大先 機械設(shè)計手冊單行本機構(gòu) 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004. [3] 邱宣懷，機械設(shè)計，北京：高等教育出版社，1997 [4] 濮良貴，機械零件 北京：高等教育出版社，1982 [5]楊黎明，楊智勤，機械手機簡明手冊，北京：中國水利水電出版社，2008 [6] 廖念和，AutoCAD2008中文版全接觸，北京:中國水利水電出版社，2008 [7] 吳宗澤，機械零件設(shè)計手冊，北京：機械工業(yè)出版社.2007 [8]. 李建東，花生脫殼裝置的實驗研究，青島：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007 [9] 劉紅力，花生脫殼特性與損傷機理研究，沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007. [10]尚書期，劉曙光，王芳艷，花生生產(chǎn)機械的應(yīng)用現(xiàn)狀與進展分析[J] 花生學(xué)報，2003 [11] 李建東，梁寶忠，郝新明，李洋，鋼尺雙輥筒式花生脫殼裝置的實驗研究，2008 [12]劉紅麗，張永利，高連興，花生脫殼力學(xué)特性實驗[J]沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006． [13] 林懷蔚，羅來貴，蔣天迪，王新章，人力花生脫殼機的設(shè)計[J]，農(nóng)機化研究院，2008，113-115 [14 ] 周瑞寶，花生加工技術(shù)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 [15] 崔建云，食品機械，北京：化學(xué)工業(yè)出版社 [16] 楊玉芬，佟玲，花生脫殼力學(xué)特性實驗研究報告，沈陽大學(xué)學(xué)報2005 學(xué)生簽名 年 月 日 指導(dǎo)教師審閱意見 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 開題報告答辯開題報告答辯塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院姓名：楊新荷學(xué)號：8031212306專業(yè)班級：農(nóng)機16-3指導(dǎo)老師：李傳峰花生剝殼機的設(shè)計花生剝殼機的設(shè)計花生中富含脂肪和蛋白質(zhì)，既是主要的食用植物油來源，而且又可提供豐富的植物蛋白質(zhì)。利用花生或脫脂后的花生餅粕的蛋白粉，可直接用于焙烤食用，也可作為肉制品、乳制口、糖果和煎炸食品的原料或添加劑?；ㄉ庸じ碑a(chǎn)品花生殼和花生餅粕等可以綜合利用，加工增值，提高經(jīng)濟效益。我國是花生產(chǎn)量大國，而花生又是我國的主要食用油料之一，也是傳統(tǒng)的出口產(chǎn)品，在國際上也享有很高的聲譽?；ㄉ庸r要先把殼剝?nèi)?，花生剝殼機是重要的加工機械之一?；ㄉ鷦儦C的性能直接影響到加工出的花生仁的質(zhì)量。因此研制出性能良好的花生剝殼機具有重要的價值和現(xiàn)實意義。本題來源及研究的目的和意義國內(nèi)基本現(xiàn)狀目前我國普遍采用的花生剝殼機基本上有兩種類型：一種是刀籠式的花生剝殼機；還有一種是用砂盤輾谷機改進而成的花生剝殼機，我國廣東，廣西兩省區(qū)使用頗多。面對我國是花生的產(chǎn)量大國以及我國花生剝殼機械的種類和數(shù)量都少的情況，目前國內(nèi)研制和推廣性能良好的新型花生剝殼機械極具潛力?；旧隙紝儆跐L筒凹板篩搓擦式工作原理。其次也有擠壓打擊作用。花生果在剝殼機室內(nèi)在滾筒轉(zhuǎn)動作用下，受到反復(fù)搓擦擠壓，使外殼破裂，花生仁從凹版篩條的間隙中擠出來，得到剝殼的目的。由于剝出的花生仁不能及時離開剝殼室，而與殼，未剝果混在一起多次搓擦，所以花生仁的破碎和損傷比較嚴重。國內(nèi)外機器設(shè)計的概況 國外一些技術(shù)先進的國家(如美國)，花生剝殼已經(jīng)實現(xiàn)了機械化?；ㄉ鷦儦ぷ鳂I(yè)是由加工公司來完成，剝殼設(shè)備配套比較齊全，包括輸送機，清選機，去石機，剝殼機，光電精選機等。剝殼效率較高，如美國卡特公司生產(chǎn)的 5728型五滾筒剝殼機，每小時可剝殼70009000kg,單滾筒剝殼機每小時可剝15002000kg。花生仁的清潔度和分級均勻性也比較好?？梢詽M足榨油和食用的要求。但是剝殼部件也是滾筒凹板式，采用搓擦原理，因此花生仁的破碎率也較高，一般在8%15%，不能做種子和長期存放。幾種花生剝殼機的大致外形幾種花生剝殼機的大致外形研究的主要問題：目前我國在花生脫殼技術(shù)研究方面一直沒有很大的突破，資金投入也不足，在脫殼性能上并沒有很大的提高。由于機械脫殼時對花生仁的損傷率偏高，用于種子和較長期貯存的花生仁至今仍是手工剝殼。脫殼機械在技術(shù)性能和作業(yè)環(huán)節(jié)上存在以下問題：脫殼率低。脫殼后的果仁破損率高，損失大，損失大；機具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差，通用性差，利用率低，作業(yè)成本偏高，制造工藝水平較低，能耗較高。完成本課題需要的工作條件及解決的辦法（1）查閱有關(guān)資料選擇相關(guān)參數(shù)及材料,設(shè)計帶輪篩網(wǎng)料斗大小。（2）設(shè)計完各零部件后，進行裝配組合，試驗設(shè)計的可靠性。（3）運用Solidworks軟件，繪制三維零件圖和裝配圖。（4）運用三維設(shè)計軟件完成整機各零部件的三維建模并進行運動仿真。要認真按照計劃進行 跟上進度第第 一一 周：查找相關(guān)資料、熟悉課題內(nèi)容。周：查找相關(guān)資料、熟悉課題內(nèi)容。第第 二二 周：撰寫開題報告，并制定總體方案。周：撰寫開題報告，并制定總體方案。第三周至十周：設(shè)計花生脫殼機試驗裝置的三維實體模型圖，第三周至十周：設(shè)計花生脫殼機試驗裝置的三維實體模型圖，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。第第 十一十一 周：對花生脫殼機進行傳動設(shè)計和機構(gòu)設(shè)計。周：對花生脫殼機進行傳動設(shè)計和機構(gòu)設(shè)計。第第 十二十二 周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。第十三周：編寫答辯提綱，準備答辯。第十三周：編寫答辯提綱，準備答辯。第十四周：答辯第十四周：答辯 進度計劃：進度計劃：謝謝請各位老師批評指教請各位老師批評指教LOGO畢業(yè)設(shè)計答辯花生剝殼機的設(shè)計n 班班班班級級：農(nóng)農(nóng)機機機機 1 16-36-3n n 學(xué)學(xué)學(xué)學(xué)生：生：生：生：楊楊新荷新荷新荷新荷n n 學(xué)號學(xué)號學(xué)號學(xué)號：80312123068031212306n n 指導(dǎo)老師：李傳峰指導(dǎo)老師：李傳峰指導(dǎo)老師：李傳峰指導(dǎo)老師：李傳峰LOGO研研 究究 的的 目目 的的 及及 其其 意意 義義 我我國國是是花花生生產(chǎn)產(chǎn)量量大大國國，而而花花生生又又是是我我國國的的主主要要食食用用油油料料之之一一，也也是是傳傳統(tǒng)統(tǒng)的的出出口口產(chǎn)產(chǎn)品品。花花生生加加工工時時要要先先把把殼殼剝剝?nèi)ト?，花花生生剝剝殼殼機機是是重重要要的的加加工工機機械械之之一一?；ɑㄉ鷦儎儦C機的的性性能能影影響響到到加加工工出出的的花花生生仁仁的的質(zhì)質(zhì)量量。因因此此研研制制出出性性能能良良好好的的花花生生剝剝殼殼機機具具有有重重要要的的價價值值隨隨著著花花生生種種植植業(yè)業(yè)的的不不斷斷發(fā)發(fā)展展，花花生生手手工工脫脫殼殼已已無無法法滿滿足足高高效效生生產(chǎn)產(chǎn)的的要要求求，實實行行脫脫殼殼機機械械化化很很重重要要?；ㄉ鷻C械的研究現(xiàn)狀花生機械的研究現(xiàn)狀 花生剝殼機的設(shè)計三維圖花生剝殼機的設(shè)計三維圖 結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖花生果從上料斗進入到剝殼箱，受到刮板和編制網(wǎng)孔凹板的碾壓搓脫后，花生果從上料斗進入到剝殼箱，受到刮板和編制網(wǎng)孔凹板的碾壓搓脫后，花生仁穿過編網(wǎng)孔往下落，?；ㄉ退闅ぴ谙侣溥^程中，設(shè)計一個風(fēng)機的花生仁穿過編網(wǎng)孔往下落，。花生和碎殼在下落過程中，設(shè)計一個風(fēng)機的吹入口，將花生殼與花生仁進行分離，重量稍輕的花生殼將被風(fēng)機吹入到吹入口，將花生殼與花生仁進行分離，重量稍輕的花生殼將被風(fēng)機吹入到花生殼收集通道，而重量稍重的花生仁走繼續(xù)下落，進入到花生仁收集通花生殼收集通道，而重量稍重的花生仁走繼續(xù)下落，進入到花生仁收集通道。道。內(nèi)部剝殼裝置內(nèi)部剝殼裝置 刮板結(jié)構(gòu)示意圖刮板結(jié)構(gòu)示意圖 刮板結(jié)構(gòu)是整個機器的關(guān)鍵部分，它的作用刮板結(jié)構(gòu)是整個機器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對花生果進行碾壓搓脫從而剝殼。結(jié)構(gòu)就是對花生果進行碾壓搓脫從而剝殼。結(jié)構(gòu)為四根支撐架十字交叉固定在旋轉(zhuǎn)筒架上為四根支撐架十字交叉固定在旋轉(zhuǎn)筒架上，刮板和箱體配合刮板和箱體配合結(jié)構(gòu)構(gòu) 編織網(wǎng)凹板的構(gòu)造編織網(wǎng)凹板的構(gòu)造 u編織網(wǎng)凹板的每一個網(wǎng)格都只能容許一個花生仁大小的物體編織網(wǎng)凹板的每一個網(wǎng)格都只能容許一個花生仁大小的物體通過，花生仁剛好可以穿過網(wǎng)格，而花生果因為太大，無通過，花生仁剛好可以穿過網(wǎng)格，而花生果因為太大，無法通過網(wǎng)格，將被阻擋在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)進行剝殼直到其法通過網(wǎng)格，將被阻擋在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)進行剝殼直到其外殼破碎為止。外殼破碎為止。編織網(wǎng)凹板的每一個網(wǎng)格都只能容許一個花生仁大小的物體通過，花生仁剛好可以穿過網(wǎng)格，而花生果因為太大，無法通過網(wǎng)格，將被阻擋在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)進行剝殼直到其外殼破碎為止。軸的基本參數(shù)軸的基本參數(shù)（1）安裝刮板的軸直徑安裝刮板的軸直徑60mm。刮板安裝寬度取。刮板安裝寬度取542mm (2）取取軸和軸和刮板距箱體內(nèi)壁刮板距箱體內(nèi)壁20mm（3）深溝球軸承）深溝球軸承6205（4）Y系列三相異步電動機系列三相異步電動機Y90L-4 總結(jié)總結(jié)u機械化脫殼提高了工作效率，不再過多占用勞動力，也提高機械化脫殼提高了工作效率，不再過多占用勞動力，也提高了經(jīng)濟效益了經(jīng)濟效益u該機械采用電動機作為機器動力來源，通過該機械采用電動機作為機器動力來源，通過V帶傳動帶動滾帶傳動帶動滾筒軸實現(xiàn)預(yù)期工作筒軸實現(xiàn)預(yù)期工作-單機傳動，簡單可行。單機傳動，簡單可行。u存在問題：存在問題：u機器工作量略少機器工作量略少u由于花生品種性狀含水率的不同，存在破碎率高，出仁率低由于花生品種性狀含水率的不同，存在破碎率高，出仁率低的問題的問題 16 屆畢業(yè)設(shè)計 花生剝殼機的設(shè)計 學(xué)生姓名 楊新荷 學(xué) 號 8031212306 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 16-3 指導(dǎo)老師 李傳峰 日 期 2016.05 塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院制 前 言 花生脫殼機是將花生莢果去掉外殼得到花生仁的場上作業(yè)機械。由于花生本身的生理特點決定了花生脫殼不能與花生田間收獲一起進行聯(lián)合作業(yè)，而只能在花生果的含水率降低到一定程度后才能進行脫殼?；ㄉ摎C在減輕人們的勞動強度、提高生產(chǎn)率方面起到了積極作用，促進了花生工業(yè)的發(fā)展。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工脫殼已經(jīng)無法滿足高效生產(chǎn)要求，實行脫殼機械花迫在眉睫。但是，目前國內(nèi)外花生脫殼機對花生破碎率和損傷率的指標要求都比較高，超出種用籽和商品化的標準，限制了使用范圍。因此，降低花生脫殼機的破碎率和損傷率仍是研制花生脫殼機的關(guān)鍵問題。針對花生果的物理特性本論文設(shè)計了一種刮板式花生脫殼裝置，該脫殼裝置功能單一，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，滿足小型規(guī)模的生產(chǎn)需求，實現(xiàn)了花生剝殼的機械化，應(yīng)用本機器后，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，為花生聯(lián)合生產(chǎn)設(shè)備的研究設(shè)計提供理論依據(jù)。 關(guān)鍵詞：花生；刮板；脫殼裝置 目 錄 1引言 1 1.1課題提出的背景 1 1.2目前花生脫殼機采用的脫殼原理 1 1.3花生脫殼機械存在的問題 2 1.4花生脫殼機研究重點 2 1.5花生脫殼機應(yīng)用前景展望 3 2刮板式花生脫殼機的工作原理及結(jié)構(gòu) 4 2.1刮板式花生脫殼機的工作原理 4 2.2刮板式花生脫殼機的結(jié)構(gòu) 4 3刮板式花生脫殼機主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 3.1傳動裝置的設(shè)計 5 3.2 V帶和帶輪的設(shè)計 5 3.3刮板結(jié)構(gòu)的設(shè)計 7 3.4滾筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 8 3.5編織網(wǎng)凹板設(shè)計 10 3.6除雜裝置的設(shè)計 11 3.7 機架 12 致 謝 14 參考文獻 15 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1引言 1.1課題提出的背景 花生中富含脂肪和蛋白質(zhì)，既是主要的食用植物油來源，而且又可提供豐富的植物蛋白質(zhì)。利用花生或脫脂后的花生餅粕的蛋白粉，可直接用于焙烤食用，也可作為肉制品、乳制口、糖果和煎炸食品的原料或添加劑。以花生蛋白粉為原料或添加劑制成的食品，既提高了蛋白質(zhì)含量，又改善了其功能特性?；ㄉ鞍追圻€可以通過高壓膨化做成蛋白肉?；ㄉ鞘秤弥参镉凸I(yè)的重要原料，利用花生油可制造出人造奶油、起酥油、色拉油、調(diào)和油等等各種食用油，也可用作工業(yè)原料?；ㄉ?jīng)簡單加工就可食用外，經(jīng)深加工還可以制成營養(yǎng)豐富，色、香、味俱佳的各種食品和保健品?；ㄉ庸じ碑a(chǎn)品花生殼和花生餅粕等可以綜合利用，加工增值，提高經(jīng)濟效益[1]。 花生在制取油脂、制取花生蛋白、生產(chǎn)花生儀器以及在花生貿(mào)易出口時，都需要對花生進行初級處理加工。花生的初級處理主要包括花生的剝殼和分級、破碎、軋胚和蒸炒等。 花生在加工或作為出口商品時，需要進行脫殼加工?；ㄉ谥迫∮椭瑫r，剝殼的目的是為了提高出油率， 提高毛油和餅粕的質(zhì)量，利于軋胚等后續(xù)工序的進行和皮殼的綜合利用。傳統(tǒng)的剝殼為人力手工剝殼，手工剝殼不僅手指易疲勞、受傷，而且工效很低，所以花生產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)民迫切要求用機器來代替手工脫殼?；ㄉ鷦儦C的誕生在很大程度上改變了這種局面，使花生產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民不必再采用最原始的剝殼方法進行剝殼，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動，同時還提高了花生剝殼的效率。 花生脫殼機是將花生莢果去掉外殼而得到花生仁的場上作業(yè)機械。由于花生本身的生理特點決定了花生脫殼不能與花生的田間收獲同時進行工作，而只能在花生莢果的含水率降到一定程度后才能進行脫殼。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，花生手工脫殼已無法滿足高效生產(chǎn)的要求，實行脫殼機械化迫在眉睫。 1.2目前花生脫殼機采用的脫殼原理 目前應(yīng)用比較廣泛的花生機械脫殼原理有以下幾種： 撞擊法脫殼撞擊法脫殼是原料高速運動時突然受阻而受到?jīng)_擊力，使外殼破裂而實現(xiàn)脫殼的目的。其典型設(shè)備為由高速回轉(zhuǎn)甩料盤及固定在甩料盤周圍的粗糙壁板組成的離心脫殼機。甩料盤使花生莢果產(chǎn)生一個較大的離心力撞擊壁面，只要撞擊力足夠大，花生外殼就會產(chǎn)生較大的變形，進而形成裂縫。當花生果離開壁面時，由于外殼具有不同的彈性變形而產(chǎn)生不同的運動速度，花生果所受到的彈性力較小，運動速度也不如外殼，阻止了外殼迅速向外移動而使其在裂縫處裂開，從而實現(xiàn)籽粒的脫殼。撞擊脫殼法適合于仁殼間結(jié)合力小，仁殼間隙較大且外殼較脆的莢果。影響離心式脫殼機脫殼質(zhì)量的因素有，籽粒的水分含量、甩料盤的轉(zhuǎn)速、甩料盤的結(jié)構(gòu)特點等。 碾搓法脫殼花生莢果在固定磨片和運動著的磨片間受到強烈的碾搓作用，使花生莢果的外殼被撕裂而實現(xiàn)脫殼。其典型的設(shè)備為由一個固定圓盤和一個轉(zhuǎn)動圓盤組成的圓盤剝殼機。莢果經(jīng)進料口進入定磨片和動磨片的間隙中，動磨片轉(zhuǎn)動的離心力使籽粒沿徑向向外運動，也使莢果與定磨片問產(chǎn)生方向相反的摩擦力；同時，磨片上的牙齒不斷對外殼進行切裂，在摩擦力與剪切力的共同作用下使外殼產(chǎn)生裂紋直至破裂，并使殼仁脫離，達到脫殼的目的。該種方法影響因素主要是，莢果的水分含量、圓盤的直經(jīng)、轉(zhuǎn)速高低、磨片之間工作間隙的大小、磨片上槽紋的形狀和莢果的均勻度等。 剪切法脫殼：花生莢果在固定刀架和轉(zhuǎn)鼓間受到相對運動著的刀板的剪切力的作用，外殼被轉(zhuǎn)鼓切裂并打開，實現(xiàn)外殼與果仁的分離。其設(shè)備為由刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座為主要工作部件的刀板剝殼機。在刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座上都裝有刀板，刀板座呈凹形，帶有調(diào)節(jié)機構(gòu)，可根據(jù)花生莢果的大小調(diào)節(jié)刀板座與刀板轉(zhuǎn)鼓之間的間隙。當?shù)栋遛D(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時，與刀板之間產(chǎn)生剪切作用，使物料外殼破裂和脫落。主要適用于棉籽，特別是帶絨棉籽的剝殼，剝殼效果較好。由于其工作面較小，故易發(fā)生漏籽現(xiàn)象，重剝率較高。該種方法影響因素主要是，原料水分含量、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的高低、刀板之間的間隙大小等。 擠壓法脫殼：擠壓法脫殼是靠一對直徑相同轉(zhuǎn)動方向相反，轉(zhuǎn)速相等的圓柱輥，將兩輥的間隙調(diào)整到適當?shù)拇笮?，使花生莢果通過間隙時受到輥的擠壓而破殼。莢果能否順利地進入兩擠壓輥的間隙，取決于擠壓輥及與莢果接觸的情況。要使莢果在兩擠壓輥間被擠壓破殼，莢果首先必須被夾住，然后被卷入兩輥間隙。兩擠壓輥間的間隙大小是影響籽粒破損率和脫殼率高低的重要因素。 搓撕法脫殼：搓撕法脫殼是利用相對轉(zhuǎn)動的橡膠輥筒對花生莢果進行搓撕作用而進行脫殼的。兩只膠輥水平放置，分別以不同轉(zhuǎn)速相對轉(zhuǎn)動，輥面之間存在一定的線速差，橡膠輥具有一定的彈性。其摩擦系數(shù)較大。花生莢果進入膠輥工作區(qū)時，與兩輥面相接觸，如果此時花生莢果符合被輥子嚙人的條件，即嚙入角小于摩擦角，就能順利進入兩輥間．此時花生莢果在被拉入輥間的同時，受到兩個不同方向的摩擦力的撕搓作用；另外，莢果又受到兩輥面的法向擠壓力的作用，當莢果到達輥子中心連線附近時法向擠壓力最大，花生莢果受壓產(chǎn)生彈性—塑性變形，此時花生莢果的外殼也將在擠壓作用下破裂，在上述相反方向撕搓力的作用下完成脫殼過程。影響脫殼性能的因素主要是，線速差、膠壓輥的硬度、軋入角、軋輥半徑、軋輥間間隙等[3]。 1.3花生脫殼機械存在的問題 目前我國在花生脫殼技術(shù)研究方面一直沒有大的突破，資金投入也不足，脫殼部件的研制仍在2O世紀90年代初的技術(shù)水平上徘徊，所以在脫殼性能上并沒有太大的突破提高。[3]由于機械脫殼時對花生仁的損傷率偏高，用于種子和較長期貯存的花生仁至今仍是手工剝殼。脫殼機械在技術(shù)性能和作業(yè)環(huán)節(jié)上存在以下問題：① 脫殼率低，脫殼后的果仁破損率高，損失大。② 機具性能不穩(wěn)定，適應(yīng)性差。③ 通用性差，利用率低。④ 作業(yè)成本偏高，多數(shù)是單機制造，制造的工藝水平較低，同時能量消耗較高。⑤ 有些產(chǎn)品僅進行了樣機試制或少量試生產(chǎn)，未進行大量生產(chǎn)性考核和示范應(yīng)用，作業(yè)性能及商品性等方面還存在不少問題。 1.4花生脫殼機研究重點 我國加入WTO以來，國內(nèi)外關(guān)于花生脫殼機械的研究與推廣應(yīng)用日益增多，針對現(xiàn)有花生脫殼機械存在的優(yōu)點與不足，在未來的發(fā)展過程中，對花生脫殼機械在生產(chǎn)應(yīng)用中的經(jīng)驗進行總結(jié)，不斷完善其功能，使其呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭。 （1）提高花生脫殼機械的通用性和適應(yīng)性 提高花生脫殼機械的通用性和適應(yīng)性仍是當前的主要研究方向之一。目前，許多花生脫殼機械只是針對某一花生品種和所在地區(qū)的生長環(huán)境來設(shè)計的，其通用性、兼容性和適應(yīng)性較差。提高花生脫殼機械的通用性和兼容性，使研制的花生脫殼機械通過更換主要的零部件能夠同時對其他帶殼物料進行脫殼加工。研制通過變換主要工作部件即能滿足不同堅果脫殼作業(yè)需要的脫殼機具，并提高制造工藝水平，降低制造成本，以適應(yīng)不同加工企業(yè)的生產(chǎn)需要。花生脫殼機械能否適應(yīng)這種發(fā)展趨勢，將直接影響到花生脫殼機械能否更好的推廣應(yīng)用與健康發(fā)展。 （2）提高機械脫殼率降低破損率 對花生脫殼機械的關(guān)鍵技術(shù)與工作部件進行重點研究開發(fā)，改革傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研究新的脫殼機理，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計；同時在整體配置上進一步改進和完善，提高脫殼率，降低籽仁破損率。目前國內(nèi)外的花生脫殼機械均存在脫殼率和破損率之間的矛盾，處理好這一關(guān)鍵技術(shù)將關(guān)系到花生脫殼機械的發(fā)展前景。 （3）提高機械自動化程度 向自動控制和自動化方向發(fā)展大多數(shù)機具目前仍依賴人工喂料或定位，影響了作業(yè)速度和作業(yè)質(zhì)量。因此應(yīng)通過機電一體化手段，開發(fā)設(shè)計自動喂料、自動定位脫殼裝置，保證均勻喂料與有效定位，實現(xiàn)機組自動化操作，進一步提高作業(yè)精確性和作業(yè)速度，提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)率，滿足部分大、中型加工企業(yè)的需要，以開拓國內(nèi)和國外市場。 （4）提高機械優(yōu)化程度 新技術(shù)原理、新結(jié)構(gòu)材料、新工藝將不斷應(yīng)用于花生機械的研制開發(fā)中，隨著液壓技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)以及化工、冶金工業(yè)的發(fā)展，許多復(fù)雜的機械機構(gòu)、動力傳遞、笨重的材料和落后的工藝將逐漸被取代。減輕重量，減少阻力，簡化操作，減少輔助工作時間，延長使用壽命，降低勞動使用費用等將作為主要設(shè)計目標應(yīng)用于脫殼機械的設(shè)計制造。隨著國內(nèi)外高新技術(shù)的進一步發(fā)展，如何將這些高新技術(shù)更好的應(yīng)用到實際生產(chǎn)中，也是目前花生脫殼機械需要盡快解決的問題 [5][6]。 1.5花生脫殼機應(yīng)用前景展望 花生生產(chǎn)機械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展的重要保證，近年來，花生機械裝備總量不斷穩(wěn)步增長，作業(yè)水平進一步提高，社會化服務(wù)規(guī)模不斷擴大，雖然目前花生脫殼機械化水平較高，但是多應(yīng)用于經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)與示范推廣區(qū)，并且小型機械多、大型機械少，低檔機械多、高性能機械少。在一些比較落后的偏遠地區(qū)，用作種子和特殊用途的花生仁仍采用傳統(tǒng)的手工剝殼，勞動生產(chǎn)率低，區(qū)域性發(fā)展不平衡。進入21世紀以來，我國花生生產(chǎn)機械化開始了新的發(fā)展階段，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)生了新的變化，也對花生機械的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠的影響，不僅拉動了新的有效需求，而且構(gòu)筑了適合花生生產(chǎn)機械化發(fā)展的新舞臺，為花生生產(chǎn)機械化真正成為農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的推動器提供了廣闊的市場發(fā)展條件。在一些地區(qū)推進花生生產(chǎn)機械化的過程中，相繼出臺了鼓勵和扶持農(nóng)民購買花生機械、開展花生機械作業(yè)服務(wù)的政策和措施，調(diào)動了農(nóng)民購買花生機械的積極性，使花生脫殼機的需求不斷提高。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外對花生深加工產(chǎn)品的需求不斷增大，提高花生脫殼機械化作業(yè)水平成為必然?；ㄉ摎C在提高勞動生產(chǎn)率，減輕勞動強度方面起到了積極的作用，促進了花生加工業(yè)化的科技進步，為花生脫殼機械的發(fā)展提供了很大的空間 。 2刮板式花生脫殼機的工作原理及結(jié)構(gòu) 2.1刮板式花生脫殼機的工作原理 本設(shè)計的花生脫殼機的脫殼工作原理為：花生果從上料斗進入到剝殼箱，受到刮板和編制網(wǎng)孔凹板的碾壓搓脫后，被剝出的花生穿過編制網(wǎng)孔凹板的網(wǎng)孔往下落，那些未被剝除的花生仍留在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)剝殼?；ㄉ谙侣溥^程中，設(shè)計一個風(fēng)機的吹入口，其作用是將花生殼與花生仁進行分離，重量稍輕的花生殼將被風(fēng)機吹來的氣流帶入到花生殼收集通道，而重量稍重的花生仁不被吹走繼續(xù)下落，進入到花生仁收集通道。 2.2刮板式花生脫殼機的結(jié)構(gòu) 刮板式花生脫殼機是借助軸上刮板與編織網(wǎng)凹板的碾壓搓脫作用，將花生果外殼破碎的一種機械設(shè)備，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。它主要由動力裝置、刮板裝置、編織網(wǎng)孔凹板、去雜裝置和機架幾部分組成。 1.刮板 2.軸 3.風(fēng)機 4.風(fēng)機架 5.機架 6.出料斗 7.電動機 8.柵條 9.鎖緊板 10.進料斗 圖2-1 刮板式花生脫殼機結(jié)構(gòu)簡圖 花生莢果進入存料斗后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流落下來進入剝殼箱內(nèi)，花生莢果落入到編織網(wǎng)凹板上，由于編織網(wǎng)凹板頂部與刮板的旋轉(zhuǎn)外徑間的間距不足以容納一個花生莢果，因此花生莢果落入編織網(wǎng)凹板被刮板碾壓搓脫，從而使這些花生莢果的果殼被壓碎。剝殼后的仁與殼通過編織網(wǎng)凹板間的間隙落下，同時，受到風(fēng)機吹來的氣流作用，果殼因重量輕而被氣流送入集殼通道，而花生仁因重量大，繼續(xù)往下落，從而達到了殼仁分離的目的。 3刮板式花生脫殼機主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1傳動裝置的設(shè)計 3.1.1電機的選擇 本設(shè)計采用電動機作為機器動力來源，通過V帶傳動帶動滾筒軸實現(xiàn)預(yù)期工作-單機傳動，簡單可行。 電動機類型的選擇： 根據(jù)電源及工作機工作條件，選用Y系列三相異步電動機 電動機功率的選擇： 由于刮板式花生脫殼機的工作軸轉(zhuǎn)速較高，達到 本設(shè)計選用Y90L-4型電動機 則傳動裝置的運動和參數(shù)計算如下： 軸的轉(zhuǎn)速 (3-1) 軸的輸入功率 kW (3-2) 軸的轉(zhuǎn)矩 N·m (3-3) 3.2 V帶和帶輪的設(shè)計 3.2.1V帶的設(shè)計 以每天工作時間10h進行設(shè)計 確定計算功率： 查表得工作情況系數(shù)[12] =1.1 ==1.1×1.5=1.65(kW) (3-4) 選擇V帶帶型： 根據(jù)、查[8]得最適合的帶型為A型 確定帶輪基準直徑： 由主動輪基準直徑系中選取 從動輪基準直徑為 (3-5) 驗算帶的速度 (3-6) v=<= 因此所選帶的速度合適 確定中心距a和帶的基準長度： 根據(jù)： 初步確定中心距 計算帶的基準長度 (3-7) 由V帶的基準長度系中選取基準長度 計算實際中心距a (3-8) 驗算主動輪上的包角： (3-9) 主動輪包角合適 計算V帶的根數(shù)z： (3-10) 由 =3.663 查表得 kW kW 代入數(shù)值，經(jīng)計算 Z=1.984 取z=2 計算預(yù)緊力： (3-11) 計算作用在軸上的壓軸力： (3-12) 代入數(shù)值計算得 =482.7N 3.2.2V帶輪的設(shè)計 帶輪材料選用HT200 根據(jù)基準直徑的大小選用不同的帶輪類型，小徑帶輪采用實心式，大徑帶輪采用輪輻式。 3.3刮板結(jié)構(gòu)的設(shè)計 刮板結(jié)構(gòu)是整個機器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對花生果進行剝殼。此結(jié)構(gòu)采用四根支撐架十字交叉固定在旋轉(zhuǎn)筒架上，其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。 圖3-1 刮板結(jié)構(gòu)示意圖 因為刮板的長度較長，受力面積較大，所以對刮板的強度有一定要求，采用的材料是45號鋼，而且刮板的表面進行處理，表面滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。刮板選用四條圓形鋼柱，刮板外緣距旋轉(zhuǎn)中心距離238mm。刮板固定支架長度為500mm，截面尺寸60mm′10mm。 刮板中間有一個圓形滾筒，避免花生在工作過程中聚集到中間不與刮板進行搓擦。 3.4滾筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 軸的轉(zhuǎn)速 軸的輸入功率 =1.35kW 軸的轉(zhuǎn)矩 N·mm 初步確定軸的最小直徑： 先按經(jīng)驗公式算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 查表選取 于是得 (3-13) 擬定軸上零件的裝配方案： 通過對各種方案的比較，現(xiàn)選用圖3-2所示裝配方案 圖3-2 軸的示意圖 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度[9]： （1）為滿足V帶輪的軸向定位，1-2軸右端制一軸肩 故取3-4段直徑=22mm，取直徑D=22m， V帶輪與軸配合的轂孔長初取為32mm，最后一段長度取為 （2）初步選擇滾動軸承 因軸承只承受徑向力，故先用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，初步選取深溝球軸承6205，其基本參數(shù)如表3-2所示： 表 3-2 滾動軸承參數(shù)表 型號 基本尺寸 安裝尺寸 極限轉(zhuǎn)速 6205 D B 脂潤滑 油潤滑 25 52 15 1 31 46 1 12000 16000 （3）安裝刮板的軸直徑。刮板安裝寬度取， （4） 軸承端蓋總厚度20mm，取端蓋外端與V帶輪右端面間的距離，故取 （5）取刮板距箱體內(nèi)壁，取，。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 （6）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角，各軸肩處圓角半徑見零件圖 滾筒軸的校核： 滾筒軸的校核采用《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第3版）》[10]作為依據(jù)。 軸的校核設(shè)計如下： （1）軸的總體設(shè)計信息如下 軸的轉(zhuǎn)向方式：單項恒定 軸的工作情況：無腐蝕條件 軸的轉(zhuǎn)速：382.2 軸的功率：1.35kW 軸的轉(zhuǎn)矩：33732N·mm 所設(shè)計的軸式實心軸 所選材料牌號：45調(diào)質(zhì) 硬度（HB）：230 抗拉強度：650MPa 屈服點：360MPa 彎曲疲勞極限：270MPa 扭轉(zhuǎn)疲勞極限：155MPa 許用靜應(yīng)力：260MPa 許用疲勞應(yīng)力：180MPa （2）確定軸的最小直徑 所設(shè)計的軸為實心軸 A值定為：115 許用剪力的范圍：25~45MPa 滿足設(shè)計的最小軸徑：22mm 軸的總長度：730mm 軸的段數(shù)：5 （3）彎曲應(yīng)力校核 危險截面的x坐標：684mm 直徑25mm 危險截面的彎矩M106000N·m 扭矩T：33.732N·m 截面的計算過左應(yīng)力：16.56MPa 許用疲勞應(yīng)力：180MPa 684mm處彎曲應(yīng)力校核通過 結(jié)論：彎曲應(yīng)力校核通過 3.5編織網(wǎng)凹板設(shè)計 編織網(wǎng)凹板在機器中的作用是讓已經(jīng)被剝殼的花生與未被剝殼的花生進行分離，其分離的原理就是“小個通過，大個不過”。編織網(wǎng)凹板的每一個網(wǎng)格都只能容許一個花生仁大小的物體通過，花生仁剛好可以穿過網(wǎng)格，而花生果因為太大，無法通過網(wǎng)格，將被阻擋在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)進行剝殼直到其外殼破碎為止。大花生果如?；ㄒ惶枀?shù)數(shù)據(jù)平均為：長34.30mm，寬14.98mm，厚16.34mm?；ㄉ实钠骄叽鐬椋洪L18.20mm，寬9.82mm，厚8.81mm。小花生果1016為：長29.65mm，寬13.36mm厚14.44mm，花生仁平均尺寸為：長15.30mm，寬9.61mm，厚8.76mm[11]。因此，編織網(wǎng)的間隙可取10～15mm，其結(jié)構(gòu)如圖3-4所示： 編織網(wǎng) 圖3-4 編織網(wǎng)凹板結(jié)構(gòu)示意圖 編織網(wǎng)是利用兩塊凹板對兩端進行固定的，凹板材料為HT200，編織網(wǎng)材料為20號鋼。編織網(wǎng)采用圓截面網(wǎng)狀，因其特殊的作用，還需對其進行表面處理，要求滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。編織網(wǎng)的兩頭裝砌在凹板的圓形槽內(nèi)，組成半圓網(wǎng)籠，網(wǎng)格間距為10mm，這樣可使剝出的花生仁能通過網(wǎng)格，而未剝殼的剛不能通過。由于編織網(wǎng)和內(nèi)、外兩凹板分離，這樣就可以對編織。 3.6除雜裝置的設(shè)計 殼仁分離裝置分為兩個部分，一個是氣流通道，它的一端接風(fēng)機，另一端安裝在箱體的下方，還有就是殼與仁的收集板，它同樣也安裝在箱體下方?；ㄉ?jīng)過箱體內(nèi)的剝殼過程后，將由此裝置對其進行殼仁分離，分離的基本原理是利用花生殼與花生仁的重量及受力面積的不同，用氣流對其進行分離。重量稍重的不被氣流吹走，直接下落到花生仁收集通道，而重量較輕的花生殼將被風(fēng)機吹來的氣流帶入到花生殼收集通道。 3.4.1風(fēng)機的選擇 所需風(fēng)量計算： 風(fēng)選氣流的風(fēng)量，理論上可根據(jù)喂入的物料、應(yīng)清楚的雜質(zhì)量確定。 式中： a—機器的喂入量：0.24kg/s b—風(fēng)選出的雜質(zhì)占喂入量的百分比：20% r—空氣密度：1.237g/ m—攜帶雜質(zhì)氣流混合濃度比：0.1 計算得： Q=1357 風(fēng)壓計算： 風(fēng)壓是以下壓力之和： (3-14) 即 H=1/2r?i）（1+ (3-15) 式中： n—風(fēng)選氣流速度： n=10m/s Rm —比摩阻： Rm =8Pa/m ?i—局阻阻力參數(shù)之和： ?i=1.26 L—沿程參數(shù)，當時取 ko=0.75 m—混合濃度比： m=0.10 計算得： H=854Pa 根據(jù)計算：風(fēng)機風(fēng)量為1357，風(fēng)機風(fēng)壓為1235Pa 故本機風(fēng)選機構(gòu)采用離心式風(fēng)機風(fēng)選，外形為切角矩形，這樣能使氣流沿出口寬度方向的不均勻性得到改善。型號DZ160、電壓220/380（V）、功率0.25（kW）、風(fēng)量800-1080（），風(fēng)壓900-1700（Pa）、轉(zhuǎn)速2850（r/min）。 3.7 機架 整個機架采用L63*63*6角鋼焊接而成，起到其它幾個部分的支承、定位、連接作用，并將電機安裝在機架里面。剝殼機安裝在機架上面，聯(lián)接采用普通螺栓聯(lián)接。具體結(jié)構(gòu)見裝配圖。 總 結(jié) 本文是圍繞農(nóng)用機械產(chǎn)品——花生脫殼機的設(shè)計，實現(xiàn)了花生剝殼的機械化，應(yīng)用本機器后，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。該機的關(guān)鍵部分是刮板與編織網(wǎng)凹板結(jié)構(gòu)，因為花生剝殼的整個過程都是由這兩部分完成的，剝出來的花生能不能符合要求，完全是看刮板與編織網(wǎng)凹板的性能能不能達到要求。本文也介紹了目前各種花生剝殼原理及裝備，并對花生剝殼機械的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景作出了簡明的概括和分析。 本次設(shè)計是對我的四年的大學(xué)生活做出的總結(jié)，同時為將來工作進行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己解分析問題、解決問題的能力，為今后自己的生活打下一個良好的基礎(chǔ)。從方案的論證到最終的設(shè)計，涉及的領(lǐng)域包括：機械制圖，機械原理，工程材料，機械設(shè)計等等。通過設(shè)計實踐，提高我計算、制圖能力；使我們能熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料、計算圖表、手冊、圖集、規(guī)范，熟悉有關(guān)的國家標準。機械方面知識得到系統(tǒng)的鞏固和提升。在進行畢業(yè)設(shè)計的同時，我還學(xué)到了許多新的知識，如Solidworks，CAD2007的使用和WORD、POWERPOINT等軟件的應(yīng)用。在設(shè)計過程中也曾遇到很多的問題，但通過查閱相關(guān)的書籍、手冊以及老師的精心指導(dǎo)，都得到了解決，設(shè)計過程基本順利完成。 總的說來，雖然在這次設(shè)計中自己學(xué)到了很多的東西取得一定的成績，但同時也存在一定的不足和缺陷，我想這都是這次設(shè)計的價值所在，以后的日子以后自己應(yīng)該更加努力認真，以冷靜沉著的心態(tài)去辦好每一件事情! 致 謝 本文是在李傳峰老師的精心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的，在李老師的培養(yǎng)和教育不僅使我順利完成了論文，而且將繼續(xù)激勵我在今后的人生旅途上不斷進取。首先感謝塔里木大學(xué)的培養(yǎng)和教育，感謝學(xué)校給我提供了這么難得的學(xué)習(xí)機會和學(xué)習(xí)環(huán)境，使我將以前學(xué)到的知識重新回顧了一遍，知道了學(xué)習(xí)的重要性，承蒙李傳峰老師的悉心教導(dǎo)，我順利的完成了自己的畢業(yè)設(shè)計，很感謝老師對我的栽培，讓我沒有遺憾地完成了大學(xué)的最后一個任務(wù)，更讓我對自己的專業(yè)知識有了一個更好的鞏固和加強，也想學(xué)習(xí)到了很多新的技能和知識。導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)、熱忱鼓勵不僅使我樹立了深遠的學(xué)術(shù)目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理。還有，導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力將使我終生受益。 時間過得很快，總以為畢業(yè)遙遙無期，沒想到轉(zhuǎn)眼就各奔東西，四年時間讓人改變了不少，學(xué)到了不少，學(xué)校的日子是最美好的日子，等到步入社會的時候，就不再會有這些美好的心境，等待著的是工作和生活的壓力，那個時候最懷念的還是這段時光，珍惜還能在這里留下的寥寥無幾的日子，珍惜還能和朋友們一起歡笑的日子。 離別總要到來，未來的我們更要好好奮斗，感謝這段青春歲月，感謝陪我四年的老師朋友，是他們給了我無數(shù)的鼓勵和幫助，在這里我把最深的祝福獻給你們，希望你們的生活永遠幸?？鞓?！ 參考文獻 [1] 周瑞寶． 花生加工技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.15. 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