畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 班級(jí)學(xué)生姓名 學(xué)號(hào)課題名稱 花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)起止時(shí)間 年 月 日—— 年 月 日（共 14 周）指導(dǎo)教師 職稱 講師課題內(nèi)容根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的種子脫皮機(jī)和果實(shí)脫皮機(jī)，設(shè)計(jì)花生紅衣脫皮機(jī)，要求結(jié)構(gòu)簡單，脫皮效果好，對(duì)花生損傷少，清選效果好。具體要求如下：1.選擇合適配套動(dòng)力，設(shè)計(jì)工作裝置和傳動(dòng)裝置。2.繪制二維裝配圖和零件圖。3.要求利用 Solidworks 繪制三維圖。擬定工作進(jìn)度（以周為單位）第 1～2 周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。第 3～4 周 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的種子脫皮機(jī)和果實(shí)脫皮機(jī)確定花生紅衣脫皮機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡圖。第 5～6 周 根據(jù)工作要求，計(jì)算并查閱相關(guān)手冊(cè)，選擇和設(shè)計(jì)各零部件。第 7～9 周 運(yùn)用 AutoCAD 軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。第 10～11 周 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。第 12 周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實(shí)用性能等方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)、校核、修正。第 13 周 完成設(shè)計(jì)說明書。第 14 周 整理材料，準(zhǔn)備答辯。主要參考文獻(xiàn)[1]譚體升,李普選,馬杰,李紅軍.花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].中國油脂,2007, (02) [2]袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制[J].食品研究與開發(fā),1991,(01) [3]宮勤方.YZX— 15 型花生米脫皮機(jī)[J].包裝與食品機(jī)械,1984,(21)[4]章慧全.玉米剝皮機(jī)的研究設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2009,(06) [5]洪德純.轉(zhuǎn)子式剝皮機(jī)簡介[J].木材工業(yè),1991,(02)[6]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 2 卷）[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004,(08)[7]黃書銘.提高花生乳得率的措施[J].冷飲與速凍食品工業(yè),1998,(01)[8]黃華良.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2001,(06)任務(wù)下達(dá)人（簽字）同意按此計(jì)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)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(dá)人為指導(dǎo)教師。2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)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。 目 錄1緒論 11.1 課題研究的意義 11.2 國內(nèi)外花生紅衣脫皮機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 11.3國內(nèi)外花生紅衣脫皮機(jī)存在的優(yōu)缺點(diǎn) .11.4花生紅衣脫皮機(jī)的研制及發(fā)展前景 .11.5預(yù)期目標(biāo) .21.6重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 .21.7工作條件及解決方法 .22基本結(jié)構(gòu)、原理及主要技術(shù)參數(shù) 22.1花生紅衣脫皮機(jī)結(jié)構(gòu) .22.2工作原理 .42.3主要技術(shù)參數(shù) .52.4活動(dòng)摩擦膠帶與固定摩擦膠帶的結(jié)構(gòu)與分布 .52.5楔形區(qū)大小的確定 .52.6花生紅衣與花生仁分離區(qū)物料平均流速 的確定 .5wU2.7活動(dòng)摩擦膠帶線速度 的確定 .6d2.8滾筒轉(zhuǎn)速和振動(dòng)篩曲柄軸轉(zhuǎn)速的確定 .62.9振動(dòng)篩主要參數(shù)的確定 .72.10篩上物呈現(xiàn)下行體制需要滿足的條件 72.11風(fēng)網(wǎng)風(fēng)量的計(jì)算 82.12風(fēng)網(wǎng)風(fēng)壓和風(fēng)機(jī)的確定 93電動(dòng)機(jī)、減速箱的選取 .103.1電動(dòng)機(jī)的確定 103.2減速箱的確定 124軸和皮帶的校核 .124.1帶動(dòng)活動(dòng)摩擦膠帶轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒的軸的校核 124.2皮帶的校核 135結(jié)論 .13小結(jié) 14致 謝 .15參考文獻(xiàn) .16前 言我國是花生的故鄉(xiāng)，年產(chǎn)量已超過100億斤。花生又名落花生，原產(chǎn)于南美洲一帶，世界上栽培花生的國家有100多個(gè)，亞洲最為普遍，次為非洲，據(jù)中國有關(guān)花生的文獻(xiàn)記載栽培史約早于歐洲100多年?；ㄉ蝗藗冏u(yù)為“植物肉”，含油量高達(dá)50%，品質(zhì)優(yōu)良，氣味清香?；ㄉ甜B(yǎng)補(bǔ)益，有助于延年益壽，所以民間又稱之為“長生果”，并且和黃豆一同被譽(yù)為“植物肉”、“素中之葷”?；ㄉ臓I養(yǎng)價(jià)值比糧食高，可以與雞蛋、牛奶、肉類等一些動(dòng)物性食物媲美。它含有大量的蛋白質(zhì)和脂肪，特別是不飽 和脂肪酸的含量很高，很適宜制作各種營養(yǎng)食品。除供食用外，還用于印染、造紙工業(yè)，花生也是一味中藥，適用營養(yǎng)不良、脾胃失調(diào)、咳嗽痰喘、乳汁缺少等癥?；ㄉ臓I養(yǎng)極為豐富，脂肪含量高達(dá)44—56%,蛋白質(zhì)含量達(dá)25—33%，還富含B族維生素和鈣、鐵、鋅、磷等。而花生蛋白質(zhì)中的氨基酸組成也比較合理，花生蛋白是除大豆蛋白以外可替代動(dòng)物蛋白的又一最佳植物蛋白。因此，人們已不滿足于花生的烘烤食品，而逐漸對(duì)花生進(jìn)行深加工和綜合利用。然而，無論是何種產(chǎn)品，花生紅衣總是影響其外觀和質(zhì)量的。必須在加工前脫除。目前，國內(nèi)只有濕法脫除紅衣機(jī)器，其脫皮率只有70&左右，且電耗大、操作不方便等缺點(diǎn)。為此，我們需要設(shè)計(jì)與試制一種脫凈率高的花生脫紅衣機(jī)來出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備，以滿足人們的需求。花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)摘 要: 花生仁是由紅色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素都集中在籽仁中。無論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一 [1]。為此，我們需要設(shè)計(jì)與試制一種花生脫紅衣機(jī)來除去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。本文通過利用搓擦原理將花生仁上的紅衣去除的方法，闡述了通過搓擦的原理可以將花生仁上的紅衣有效的脫離下來，并且花生仁的破碎率小 [2]。通過實(shí)驗(yàn)論證了可以利用兩膠帶之間的搓擦使花生仁上的紅衣有效的脫離下來，可廣泛的應(yīng)用于花生的初加工。關(guān)鍵詞:花生紅衣;活動(dòng)與固定摩擦膠帶;搓擦原理;振動(dòng)篩中圖分類號(hào)：s237 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AA Design on Peanut Red Skin HullerAbstract: A peanut kernel is composed by a red skin and a kernel. The skin is mainly made up of fibrous tissues and stypticins, while the kernel mainly contains nutrients like fat and protein. No matter whether the peanuts are used to extract albumen powder or used to enhance the quality of the extracted strong flavor peanut oil, the red one (generally called red skin) covering the kernel should be peeled after the peanut is shelled, which is one of the essential key procedures in making the products and material processing. Therefore, we need to design and trial-produce a peanut red skin huller, in preparation for the subsequent procedures. So, throughout the paper, the designers stated that rubbing principle could be applied in taking off the red skin and expounded how it worked effectively with low broken rate. By experiments, it has been expounded and proved that the red skin can be dropped successfully with the rubbing between the rubber belts, which can be widely applied in the primary processing of peanuts.Keywords: peanut red skin; movable and fixed rubber belts; rubbing principle; vibrating screen0 引 言我國是花生的故鄉(xiāng)，年產(chǎn)量已超過100億斤?；ㄉ置浠ㄉ?，原產(chǎn)于南美洲一帶，世界上栽培花生的國家有100多個(gè)，亞洲最為普遍，次為非洲，據(jù)中國有關(guān)花生的文獻(xiàn)記載栽培史約早于歐洲100多年。花生被人們譽(yù)為“植物肉”，含油量高達(dá)50%，品質(zhì)優(yōu)良，氣味清香。花生滋養(yǎng)補(bǔ)益，有助于延年益壽，所以民間又稱之為“長生果”，并且和黃豆一同被譽(yù)為“植物肉”、“素中之葷”?；ㄉ臓I養(yǎng)價(jià)值比糧食高，可以與雞蛋、牛奶、肉類等一些動(dòng)物性食物媲美。它含有大量的蛋白質(zhì)和脂肪，特別是不飽 和脂肪酸的含量很高，很適宜制作各種營養(yǎng)食品。除供食用外，還用于印染、造紙工業(yè)，花生也是一味中藥，適用營養(yǎng)不良、脾胃失調(diào)、咳嗽痰喘、乳汁缺少等癥 [3]?；ㄉ臓I養(yǎng)極為豐富，脂肪含量高達(dá)44—56%,蛋白質(zhì)含量達(dá)25—33%，還富含B族維生素和鈣、鐵、鋅、磷等。而花生蛋白質(zhì)中的氨基酸組成也比較合理，花生蛋白是除大豆蛋白以外可替代動(dòng)物蛋白的又一最佳植物蛋白。因此，人們已不滿足于花生的烘烤食品，而逐漸對(duì)花生進(jìn)行深加工和綜合利用。然而，無論是何種產(chǎn)品，花生紅衣總是影響其外觀和質(zhì)量的。必須在加工前脫除。目前，國內(nèi)只有濕法脫除紅衣機(jī)器，其脫皮率只有70&左右，且電耗大、操作不方便等缺點(diǎn)[4][5]。隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展, 花生的利用向著多樣性方向發(fā)展, 花生的精深加工也成為花生果仁高效綜合利用的必然途徑。花生除了簡單直接食用和榨油外, 也被用來制作各種風(fēng)味的花生仁、花生糖、花生醬、花生牛奶飲料 [6], 也可配制在其他原料中作風(fēng)味料?；ㄉ适怯杉t色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素都集中在籽仁中。無論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一 [7]。為此，我們需要設(shè)計(jì)與試制一種花生脫紅衣機(jī)來出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。1 設(shè)計(jì)原理及機(jī)構(gòu)1.1 設(shè)計(jì)原理本機(jī)器的主要?jiǎng)恿碓词请妱?dòng)機(jī)，經(jīng)過傳動(dòng)部分，從減速器中輸出的圓周運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)皮帶輪，通過皮帶輪的傳動(dòng)帶動(dòng)摩擦膠帶的轉(zhuǎn)動(dòng)。利用活動(dòng)摩擦膠帶和固定摩擦膠帶搓擦的原理實(shí)現(xiàn)花生仁和紅衣的脫離。經(jīng)過脫離的花生仁和紅衣及少量破碎花生仁統(tǒng)一經(jīng)過花生仁與紅衣分離的吸氣管，在吸氣管中根據(jù)花生仁和紅衣的比重不同，利用風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓把紅衣和花生仁及少量破碎的花生仁分離開來，紅衣則被吸入紅衣收集裝置。此時(shí)的花生仁、破碎的花生仁和少許的紅衣會(huì)落到振動(dòng)篩上，通過振動(dòng)篩的振動(dòng)，少量的破碎花生仁會(huì)穿過篩孔掉落到破碎花生仁的收集裝置。被分離出來的花生仁和少許紅衣則處在篩孔上方并向下滑行，當(dāng)滑到花生仁和紅衣的分離管時(shí)，花生仁和紅衣進(jìn)行再一次的分離。分離管中的花生仁則落入花生仁收集裝置，紅衣則通過分離管的引導(dǎo)與第一次被分離出來的紅衣匯合被統(tǒng)一導(dǎo)向紅衣收集裝置。被收集的紅衣再用于其他用處。通過上述的原理來制作干法花生紅衣脫皮機(jī)，以此來實(shí)現(xiàn)花生仁與紅衣分離的目的。花生紅衣脫皮機(jī)的工作原理如圖1所示圖1 花生紅衣脫皮機(jī)工作原理經(jīng)供烤后帶紅衣的花生子粒進(jìn)入料斗內(nèi), 由下料擋板控制花生粒均勻在淌板上流過, 調(diào)節(jié)料門即可調(diào)節(jié)花生子粒的流量。經(jīng)過擋板的花生粒進(jìn)入固定與活動(dòng)摩擦膠帶形成的楔形區(qū), 在活動(dòng)膠帶的帶動(dòng)下, 花生粒受到兩膠帶的搓撕作用, 在擠壓力和剪切力的綜合作用下, 紅衣與花生仁分離。紅衣與花生仁分離的效果, 可通過改變固定與活動(dòng)摩擦膠帶的間隙大小進(jìn)行調(diào)整。分離后的花生仁、部分紅衣和胚芽及少量碎仁從兩膠帶出口經(jīng)風(fēng)網(wǎng)吸氣部分左支管下段落到篩面上。在下落過程中, 大部分紅衣和灰塵被逆向風(fēng)吸走。由于篩面上物料呈下行體制運(yùn)動(dòng), 因而, 篩上物既花生仁從振動(dòng)篩出口進(jìn)入右支管, 最后呈成品流出；篩下物既胚芽和碎仁經(jīng)篩孔落至篩底板上, 由出口流入分離斗, 最后經(jīng)垂直管流出而得到收集。風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)中的左、右支管匯集至風(fēng)機(jī)的入口, 被捕吸的紅衣和灰塵由風(fēng)機(jī)排出, 再經(jīng)旋風(fēng)除塵器最后得到收集。風(fēng)網(wǎng)吸氣部分左右支管中共有三個(gè)側(cè)吸罩和一個(gè)傘形罩, 右支管中的兩側(cè)吸罩的捕吸速度, 可調(diào)整風(fēng)門開啟大小進(jìn)行調(diào)節(jié)；左、右支管中的風(fēng)速和風(fēng)量可由兩旋閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。1.2 總體設(shè)計(jì)花生紅衣脫皮機(jī)的機(jī)構(gòu)示意如圖2所示。圖2 花生紅衣脫皮機(jī)1、喂料裝置 2、花生紅衣脫皮裝置 3、紅衣與空氣分離裝置4、風(fēng)機(jī) 5、紅衣收集管道 6、振動(dòng)篩主動(dòng)輪7、變速箱 8、電機(jī) 9、紅衣收集裝置10、破碎花生仁出料口 11、脫完紅衣的花生仁的出料口花生紅衣脫皮機(jī)是一種組合式設(shè)備。它實(shí)質(zhì)上是由紅衣與花生仁分離裝置、花生仁與胚芽分離裝置和紅衣收集與除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)三大部分組成。主要包括進(jìn)料裝置； 紅衣與花生仁分離裝置； 花生仁與胚芽分離裝置；紅衣收集與除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)；機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及機(jī)架等組成。紅衣與花生仁分離裝置, 由活動(dòng)摩擦膠帶、固定摩擦帶、摩擦帶間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、活動(dòng)摩擦帶托輥裝置和張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成?；顒?dòng)摩擦膠帶與固定摩擦膠帶間形成一楔形空間, 兩帶的摩擦工作面上具有凹形槽, 以增大紅衣與花生仁分離的摩擦力。倆膠帶均采用白色無毒橡膠材料,由專門模具經(jīng)流化等工藝壓制而成?；ㄉ逝c胚芽及少量碎仁分離裝置, 主要由篩體、單層長方形孔篩板、篩體振動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu),彈性吊桿及減震機(jī)構(gòu)組成。紅衣收集及除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng), 主要由風(fēng)機(jī)、紅衣與花生仁摩擦分離裝置出口側(cè)風(fēng)罩、篩面中段傘形罩、篩面出口側(cè)風(fēng)罩、篩下物出口側(cè)風(fēng)罩、旋風(fēng)除塵器、成品花生仁、胚芽及碎仁出口和料斗等組成。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng), 主要由電機(jī)、減速器、皮帶輪與皮帶等組成。紅衣與花生仁摩擦分離裝置和振動(dòng)篩共用一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng), 故結(jié)構(gòu)緊湊。其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示表1 主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)項(xiàng)目 數(shù)據(jù)外形尺寸（長×寬×高）（mm） 1611×1280×2412生產(chǎn)量（kg） 250活動(dòng)膠帶速度（m/s） 0.9振動(dòng)篩頻率（r/min） 254振動(dòng)篩振幅（mm） 5風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)量（m 3/h） 1300風(fēng)壓（kPa） 1.96脫皮裝置寬度（mm） 451動(dòng)力額定轉(zhuǎn)速（r/min） 15002 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)2.1 振動(dòng)篩曲柄轉(zhuǎn)速的確定曲柄、連桿和振動(dòng)篩之間的關(guān)系如圖3所示圖3 曲柄、連桿和振動(dòng)篩之間的關(guān)系平面篩的目的是把尺寸小于篩孔尺寸的篩上物過濾到篩子下面，使篩上物保持一致。為了使篩上物通過篩孔需滿足兩個(gè)條件。一是篩孔的尺寸大于需過濾出的篩上物。二是連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速。連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速應(yīng)該大于物料相對(duì)篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速并且小于物料相對(duì)篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。若連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速不能滿足這個(gè)條件就無法正常的進(jìn)行篩選。第一個(gè)條件已經(jīng)滿足，第二個(gè)條件需要計(jì)算。振動(dòng)篩曲柄軸轉(zhuǎn)速 應(yīng)大于物料相對(duì)篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速 ,小于物料相對(duì)篩面上滑的臨qnxn界轉(zhuǎn)速 。通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)并經(jīng)過計(jì)算求出上滑的臨界轉(zhuǎn)速 和下滑的臨界轉(zhuǎn)速s s xn。計(jì)算下滑臨界轉(zhuǎn)速的公式： [11]??sinx qgr?????????sins qr式中： ——物料相對(duì)篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速( )xn/mi——物料相對(duì)篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速( )s——振動(dòng)篩曲柄軸轉(zhuǎn)速( )q r/i——振動(dòng)面傾角（度）?——振動(dòng)面振動(dòng)方向角（度）?——物料與篩面的摩擦角（度）?——重力加速度( )g2m/s——振動(dòng)篩曲柄半徑( )qr經(jīng)過測(cè)量與查閱相關(guān)資料可得知：=10° =90° =20° =10 =0.041???g2m/sqr將數(shù)據(jù)代入公式可得： ??sin201018r/in9.4x???????si 35r/in1020.s若需要篩上物呈下行體制運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)篩曲柄軸轉(zhuǎn)速 需大于物料相對(duì)篩面下滑的臨界qn轉(zhuǎn)速 小于物料相對(duì)篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速 。xns即： xqs?所以 218r/mi354r/i當(dāng)振動(dòng)篩曲柄軸的轉(zhuǎn)速在以上計(jì)算出的結(jié)果里時(shí)，篩上物就會(huì)呈現(xiàn)下滑的運(yùn)動(dòng)體制。實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)篩篩選分離破碎花生仁、紅衣、胚芽和脫完紅衣的花生仁的目的。2.2 活動(dòng)摩擦膠帶與固定摩擦膠帶的參數(shù)確定活動(dòng)摩擦膠帶也固定摩擦膠帶的材質(zhì)為白色無毒橡膠材料由專門模具經(jīng)過硫化等工藝壓制而成。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4 活動(dòng)摩擦膠帶也固定摩擦膠帶該機(jī)器在工作過程中，活動(dòng)摩擦膠帶是相對(duì)固定摩擦膠帶運(yùn)動(dòng)的。為了提高該機(jī)器在工作過程中脫紅衣的效果，特地的在活動(dòng)的摩擦膠帶上做了許多凹凸不平的小突起，就是為了增大活動(dòng)摩擦膠帶的表面粗糙度，來增加脫紅衣的效果?；顒?dòng)摩擦膠帶所纏繞的兩滾筒之間的距離是405mm，兩膠帶的寬度為451mm，活動(dòng)摩擦膠帶的速度為0.9m/s，主動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)速為104r/min。2.3 風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)量、風(fēng)壓的計(jì)算風(fēng)網(wǎng)的作用就是讓脫完紅衣的花生仁和紅衣進(jìn)行分離，其產(chǎn)生的負(fù)壓的大小能把紅衣吸走切不吸走花生仁。因此這需要計(jì)算風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的壓損和能使紅衣被吸走的風(fēng)壓，風(fēng)機(jī)所要產(chǎn)生的負(fù)壓的總大小為這兩項(xiàng)的總和。風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成如圖5所示,壓損的計(jì)算如表2所示。圖5 風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成表2 花生脫紅衣機(jī)風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)壓損計(jì)算表設(shè)備名稱或管段序號(hào)Q( )3m/hU( )/s??2v???( )aP2vlD?( )a壓損累計(jì)( )aP左支 ○ 1 338 2.5 0.36 1.4左支管 ○ 2 338 7.3 0.022 4.3左支管匯流三通○3 631 6.3 0.65 15.3左支管下旋閥 ○ 4風(fēng)機(jī)吸口匯流三通 ○ 51123 17.6 0.53 117.6 風(fēng)網(wǎng)吸氣右支管上旋閥 ○ 6 部分最大右支管彎管 ○ 7 492 15.6 0.89 130.3 壓損右支管漸擴(kuò)管 ○ 8 492 10.8 0.11 9.8 喂 =229H右支管匯流三通○9 492 10.8 0.59 41.2右支管匯流三通○10 229 5.9 0.14 2.0右支管 ○11 113 2.5 0 3.7右支管進(jìn)口 ○12 113 2.5 1 0.8 3.7風(fēng)機(jī)出口漸擴(kuò)管○13 1123 19.3 96風(fēng)網(wǎng)壓氣部分彎頭 ○14 1123 10 0.43 29.4 最大壓力旋風(fēng)除塵器 ○15 1123 936 壓 =1058H由各吸風(fēng)口的幾何尺寸以及所選定的捕吸速度，求出其風(fēng)量。風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)量為： ??12345QKQ???取 .即： 31.59368129m/h?取 310m/hQ?由計(jì)算結(jié)果可得知，風(fēng)機(jī)吸氣部分左支管、右支管壓損不等，右支管壓損較大，即: 右 =299HaP風(fēng)網(wǎng)壓氣段壓損 壓 =1058 ，其風(fēng)網(wǎng)總壓損 =1375 。HaPa為了使左支管、右支管中壓損基本相近，故在左支管、右支管上安裝有旋閥，最后取定風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)壓 =1960 。a3 結(jié)論此花生紅衣脫皮機(jī)的使用，改變了以前人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低的缺點(diǎn)。同時(shí)也解決了以往花生紅衣脫皮機(jī)耗電量大、生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)。此花生紅衣脫皮機(jī)的研制滿足了大部分的需要。由于該機(jī)脫皮率高，花生仁的破碎率低，可以作為以脫完紅衣的花生仁為原材料進(jìn)行深加工的工廠的后盾，同時(shí)也解放了勞動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化去皮的全過程。當(dāng)然此機(jī)器也存在不足的地方，其中有一個(gè)就是花生仁進(jìn)料斗處有可能被花生仁堵住，雖然可以調(diào)節(jié)進(jìn)料口的大小，但是不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此可以在進(jìn)料斗的下方放一個(gè)振動(dòng)裝置，此振動(dòng)裝置可以使花生仁均勻的進(jìn)入花生紅衣脫皮裝置，這樣就不至于堵住進(jìn)料口。參考文獻(xiàn)：[1]周瑞寶.花生加工技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社,2003:1[2]袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制[J].食品研究與開發(fā),1991,(01)[3]王群.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械使用維護(hù)與故障排除.金盾出版社,1999:44[4]袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制[J].現(xiàn)代食品科技,1990,6(1)[5]譚體升.花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J]. 中國油脂,2007,32(2) [6]黃龍芳.熱帶食用作物加工[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社,1997:79-80[7]馬榮朝.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)常用機(jī)械的使用與技術(shù)管理.原子能出版社,2010:169花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)摘 要: 花生仁是由紅色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素都集中在籽仁中。無論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一 [1]。為此，我們需要設(shè)計(jì)與試制一種花生脫紅衣機(jī)來除去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。本文通過利用搓擦原理將花生仁上的紅衣去除的方法，闡述了通過搓擦的原理可以將花生仁上的紅衣有效的脫離下來，并且花生仁的破碎率小 [2]。通過實(shí)驗(yàn)論證了可以利用兩膠帶之間的搓擦使花生仁上的紅衣有效的脫離下來，可廣泛的應(yīng)用于花生的初加工。關(guān)鍵詞:花生紅衣;活動(dòng)與固定摩擦膠帶;搓擦原理;振動(dòng)篩A Design on Peanut Red Skin HullerAbstract: A peanut kernel is composed by a red skin and a kernel. The skin is mainly made up of fibrous tissues and stypticins, while the kernel mainly contains nutrients like fat and protein. No matter whether the peanuts are used to extract albumen powder or used to enhance the quality of the extracted strong flavor peanut oil, the red one (generally called red skin) covering the kernel should be peeled after the peanut is shelled, which is one of the essential key procedures in making the products and material processing. Therefore, we need to design and trial-produce a peanut red skin huller, in preparation for the subsequent procedures. So, throughout the paper, the designers stated that rubbing principle could be applied in taking off the red skin and expounded how it worked effectively with low broken rate. By experiments, it has been expounded and proved that the red skin can be dropped successfully with the rubbing between the rubber belts, which can be widely applied in the primary processing of peanuts.Keywords: peanut red skin; movable and fixed rubber belts; rubbing principle; vibrating screen花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)開題報(bào)告一、 課題研究的意義隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展, 花生的利用向著多樣性方向發(fā)展, 花生的精深加工也成為花生果仁高效綜合利用的必然途徑?；ㄉ撕唵沃苯邮秤煤驼ビ屯? 也被用來制作各種風(fēng)味的花生仁、花生糖、花生醬、花生牛奶飲料, 也可配制在其他原料中作風(fēng)味料?；ㄉ适怯杉t色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素都集中在籽仁中。無論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一 [5]。為此，我們需要設(shè)計(jì)與試制一種花生脫紅衣機(jī)來出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。二、 現(xiàn)狀及分析1、 國內(nèi)外花生紅衣脫皮機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及存在的問題1.1 國內(nèi)花生紅衣脫皮機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r目前, 國內(nèi)大多數(shù)花生脫紅衣設(shè)備的脫皮原理主要采用一對(duì)輾輥或皮帶相互間的動(dòng)靜運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)摩擦輾搓。其中輾輥輾搓方式是一對(duì)輾輥反向差速旋轉(zhuǎn)來搓擦花生仁使紅衣從花生籽仁上剝落 [1][2] ; 皮帶輾搓方式是摩擦膠帶與固定膠帶組成加工楔形區(qū), 利用兩膠帶的擠壓力和剪切力的綜合搓撕作用, 將花生紅衣與籽仁分離 [3] 。按碾輥所用材料可分為: 橡膠輥和金屬基體的表面采用樹脂并粘有石英砂的脫皮輥等。1.2 國內(nèi)花生紅衣脫皮機(jī)存在的問題分析歸納市場(chǎng)上現(xiàn)有的花生機(jī)械脫紅衣設(shè)備, 主要存在以下幾個(gè)問題: 由于現(xiàn)有設(shè)備大都采用輾搓式, 對(duì)輥加工區(qū)域較小, 故加工量小( 100 ~ 200kg /h 左右) , 產(chǎn)量低; 受輾輥材料、對(duì)輥間隙等因素影響, 所加工的花生仁整仁率低、破損較大; 現(xiàn)有機(jī)械脫皮設(shè)備多為針對(duì)某種原料特定加工設(shè)計(jì)的, 故其通用性和配套性較差 [4]。1.3 國外花生紅衣脫皮機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r國外類似產(chǎn)品的脫皮機(jī)有三種類型: 鼓式、盤式和輥式。雖然形式各異, 但工作原理是相同的,都是通過轉(zhuǎn)鼓與襯板, 圓盤與擋板以及輥- 輥(壁)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而達(dá)到脫皮的目的。鼓、盤、輥筒的表面凹凸不平, 靠起伏的鈍齒對(duì)物料的摩擦把表皮除掉, 從而分離出果仁。如一種用于咖啡豆的輥筒脫皮機(jī) [4] , 可以作為花生脫紅衣機(jī)設(shè)計(jì)參考。其主要部分是一個(gè)固定的、帶孔的機(jī)體, 內(nèi)部是帶突齒的輥筒。進(jìn)料斗的下面是螺旋推進(jìn)器, 使物料向前運(yùn)動(dòng)。水經(jīng)輥筒的中心引入,對(duì)物料起清洗作用。操作時(shí), 物料進(jìn)入機(jī)器后, 受到輥筒與外殼的摩擦, 首先將果皮脫去, 排出機(jī)體。物料繼續(xù)受到摩擦力作用, 同時(shí)受到水的沖洗, 到排出口時(shí), 塵雜等亦被全部除去。1.4 國外花生紅衣脫皮機(jī)存在的優(yōu)缺點(diǎn)使用這種設(shè)備可得到優(yōu)質(zhì)、不受損傷的果仁, 但對(duì)操作調(diào)試的精細(xì)度要求很高, 機(jī)器耗用的動(dòng)力較大。該脫皮機(jī)要配18. 4kW的動(dòng)力, 主要優(yōu)點(diǎn)是: 處理量大( 3000kg /h) , 輥筒轉(zhuǎn)速較低。而一般盤式脫皮機(jī)只需配2. 2~ 2. 9kW 的動(dòng)力 [6]。1.5 研究的內(nèi)容與方法根據(jù)目前國內(nèi)與國外的花生紅衣脫皮機(jī)械的對(duì)比可以看出國內(nèi)的花生紅衣脫皮機(jī)械簡單、實(shí)用、價(jià)格低，但是由于現(xiàn)有設(shè)備大都采用輾搓式, 對(duì)輥加工區(qū)域較小, 故加工量小( 100 ~ 200kg /h 左右) , 產(chǎn)量低; 受輾輥材料、對(duì)輥間隙等因素影響, 所加工的花生仁整仁率低、破損較大; 現(xiàn)有機(jī)械脫皮設(shè)備多為針對(duì)某種原料特定加工設(shè)計(jì)的, 故其通用性和配套性較差。國外的花生紅衣脫皮機(jī)械處理量大( 3000kg /h) , 輥筒轉(zhuǎn)速較低。而一般盤式脫皮機(jī)只需配2. 2~ 2. 9kW 的動(dòng)力。但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、更換零件麻煩。因此這就繼續(xù)我們研制出一種結(jié)構(gòu)簡單成本低而且效率高、紅衣脫皮效果好的花生紅衣脫皮機(jī)械。該課題的主要研究內(nèi)容有：根據(jù)現(xiàn)有花生紅衣脫皮機(jī)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種成本低結(jié)構(gòu)簡單效率高地花生紅衣脫皮機(jī)械，并利現(xiàn)有的軟件對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì) [7]。設(shè)計(jì)花生紅衣脫皮機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)，主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、兩對(duì)膠輥、平面運(yùn)動(dòng)篩、鏈條、動(dòng)力傳動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)向裝置等組成。電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過聯(lián)軸器與減速器連接，分別為兩對(duì)膠輥和平面運(yùn)動(dòng)篩提供動(dòng)力。工作部件由兩對(duì)膠輥和平面運(yùn)動(dòng)篩組成，分為兩組，由減速齒輪帶動(dòng)。討論分析了花生紅衣脫皮機(jī)械的基礎(chǔ)參數(shù)，參考國內(nèi)和國外紅衣脫皮機(jī)械的參數(shù)，要盡量減小功率消耗。根據(jù)選定的有關(guān)參數(shù)，由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出花生紅衣脫皮機(jī)械所需的功率，根據(jù)該功率選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)。該課題應(yīng)用的研究方法：理論設(shè)計(jì)、繪制模擬樣機(jī)并進(jìn)行仿真模擬。1.6 預(yù)期目標(biāo)（1）整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，尺寸小，機(jī)動(dòng)性好。（2）電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，造價(jià)低、可靠性高、使用簡便。（3）適于不同大小的花生粒的脫皮，有利于減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率和生產(chǎn)率，對(duì)提高花生紅衣脫皮機(jī)械化作業(yè)的水平有一定的價(jià)值。三、 重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路該機(jī)動(dòng)力源電源，通過電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器以及減速器，減速器連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，花生紅衣脫皮機(jī)械應(yīng)該能對(duì)不同大小的花生粒進(jìn)行脫紅皮（1）選擇動(dòng)力,設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置和膠輥工作裝置的位置。（2）運(yùn)用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。（3）運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。四、工作條件及解決方法塔里木大學(xué)位于南疆中心位置，花生種植有一定的面積，而且在農(nóng)大小市場(chǎng)或者超市出售花生的很多，這為項(xiàng)目開展提供了便利的原材料。這是本項(xiàng)目順利實(shí)施應(yīng)具備的良好外部科研環(huán)境。塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室和加工設(shè)備，校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境和雄厚的師資力量，這些都為課題的實(shí)施提供了保障。五、 工作方案及進(jìn)度第 1～2 周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。第 3～4 周 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的種子脫皮機(jī)和果實(shí)脫皮機(jī)確定花生紅衣脫皮機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡圖。第 5～6 周 根據(jù)工作要求，計(jì)算并查閱相關(guān)手冊(cè)，選擇和設(shè)計(jì)各零部件。第 7～9 周 運(yùn)用 AutoCAD 軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。第 10～11 周 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。第 12 周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實(shí)用性能等方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)、校核、修正。第 13 周 完成設(shè)計(jì)說明書。第 14 周 整理材料，準(zhǔn)備答辯。六、 參考文獻(xiàn)[1]袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制[J]. 現(xiàn)代食品科技,1990,6(1)[2]譚體升. 花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J]. 中國油脂,2007,32(2)[3]劉協(xié)舫. 食品機(jī)械[M]. 武漢: 湖北科技出版社 2002:237-242[4]黃龍芳. 熱帶食用作物加工[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社,1997:79-80[5]袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制[J].食品研究與開發(fā),1991,(01) [6]宮勤方.YZX— 15 型花生米脫皮機(jī)[J].包裝與食品機(jī)械,1984,(21)[7]洪德純.轉(zhuǎn)子式剝皮機(jī)簡介[J].木材工業(yè),1991,(02) 12 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)花生紅衣脫皮機(jī)設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 所屬學(xué)院 日 期 教務(wù)處制 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 班級(jí)學(xué)生姓名 學(xué)號(hào)課題名稱 花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)起止時(shí)間 年 月 日—— 年 月 日（共 14 周）指導(dǎo)教師 職稱 講師課題內(nèi)容根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的種子脫皮機(jī)和果實(shí)脫皮機(jī)，設(shè)計(jì)花生紅衣脫皮機(jī)，要求結(jié)構(gòu)簡單，脫皮效果好，對(duì)花生損傷少，清選效果好。具體要求如下：1.選擇合適配套動(dòng)力，設(shè)計(jì)工作裝置和傳動(dòng)裝置。2.繪制二維裝配圖和零件圖。3.要求利用 Solidworks 繪制三維圖。擬定工作進(jìn)度（以周為單位）第 1～2 周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。第 3～4 周 根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的種子脫皮機(jī)和果實(shí)脫皮機(jī)確定花生紅衣脫皮機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡圖。第 5～6 周 根據(jù)工作要求，計(jì)算并查閱相關(guān)手冊(cè)，選擇和設(shè)計(jì)各零部件。第 7～9 周 運(yùn)用 AutoCAD 軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。第 10～11 周 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。第 12 周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實(shí)用性能等方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)、校核、修正。第 13 周 完成設(shè)計(jì)說明書。第 14 周 整理材料，準(zhǔn)備答辯。主要參考文獻(xiàn)[1]譚體升,李普選,馬杰,李紅軍.花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].中國油脂,2007, (02) [2]袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制[J].食品研究與開發(fā),1991,(01) [3]宮勤方.YZX— 15 型花生米脫皮機(jī)[J].包裝與食品機(jī)械,1984,(21)[4]章慧全.玉米剝皮機(jī)的研究設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2009,(06) [5]洪德純.轉(zhuǎn)子式剝皮機(jī)簡介[J].木材工業(yè),1991,(02)[6]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 2 卷）[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004,(08)[7]黃書銘.提高花生乳得率的措施[J].冷飲與速凍食品工業(yè),1998,(01)[8]黃華良.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2001,(06)任務(wù)下達(dá)人（簽字）同意按此計(jì)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)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(dá)人為指導(dǎo)教師。2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)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。 目 錄1緒論 11.1 課題研究的意義 11.2 國內(nèi)外花生紅衣脫皮機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 11.3國內(nèi)外花生紅衣脫皮機(jī)存在的優(yōu)缺點(diǎn) .11.4花生紅衣脫皮機(jī)的研制及發(fā)展前景 .11.5預(yù)期目標(biāo) .21.6重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 .21.7工作條件及解決方法 .22基本結(jié)構(gòu)、原理及主要技術(shù)參數(shù) 22.1花生紅衣脫皮機(jī)結(jié)構(gòu) .22.2工作原理 .42.3主要技術(shù)參數(shù) .52.4活動(dòng)摩擦膠帶與固定摩擦膠帶的結(jié)構(gòu)與分布 .52.5楔形區(qū)大小的確定 .52.6花生紅衣與花生仁分離區(qū)物料平均流速 的確定 .5wU2.7活動(dòng)摩擦膠帶線速度 的確定 .6d2.8滾筒轉(zhuǎn)速和振動(dòng)篩曲柄軸轉(zhuǎn)速的確定 .62.9振動(dòng)篩主要參數(shù)的確定 .72.10篩上物呈現(xiàn)下行體制需要滿足的條件 72.11風(fēng)網(wǎng)風(fēng)量的計(jì)算 82.12風(fēng)網(wǎng)風(fēng)壓和風(fēng)機(jī)的確定 93電動(dòng)機(jī)、減速箱的選取 .103.1電動(dòng)機(jī)的確定 103.2減速箱的確定 124軸和皮帶的校核 .124.1帶動(dòng)活動(dòng)摩擦膠帶轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒的軸的校核 124.2皮帶的校核 135結(jié)論 .13小結(jié) 14致 謝 .15參考文獻(xiàn) .16前 言我國是花生的故鄉(xiāng)，年產(chǎn)量已超過100億斤。花生又名落花生，原產(chǎn)于南美洲一帶，世界上栽培花生的國家有100多個(gè)，亞洲最為普遍，次為非洲，據(jù)中國有關(guān)花生的文獻(xiàn)記載栽培史約早于歐洲100多年?；ㄉ蝗藗冏u(yù)為“植物肉”，含油量高達(dá)50%，品質(zhì)優(yōu)良，氣味清香?；ㄉ甜B(yǎng)補(bǔ)益，有助于延年益壽，所以民間又稱之為“長生果”，并且和黃豆一同被譽(yù)為“植物肉”、“素中之葷”?；ㄉ臓I養(yǎng)價(jià)值比糧食高，可以與雞蛋、牛奶、肉類等一些動(dòng)物性食物媲美。它含有大量的蛋白質(zhì)和脂肪，特別是不飽 和脂肪酸的含量很高，很適宜制作各種營養(yǎng)食品。除供食用外，還用于印染、造紙工業(yè)，花生也是一味中藥，適用營養(yǎng)不良、脾胃失調(diào)、咳嗽痰喘、乳汁缺少等癥?；ㄉ臓I養(yǎng)極為豐富，脂肪含量高達(dá)44—56%,蛋白質(zhì)含量達(dá)25—33%，還富含B族維生素和鈣、鐵、鋅、磷等。而花生蛋白質(zhì)中的氨基酸組成也比較合理，花生蛋白是除大豆蛋白以外可替代動(dòng)物蛋白的又一最佳植物蛋白。因此，人們已不滿足于花生的烘烤食品，而逐漸對(duì)花生進(jìn)行深加工和綜合利用。然而，無論是何種產(chǎn)品，花生紅衣總是影響其外觀和質(zhì)量的。必須在加工前脫除。目前，國內(nèi)只有濕法脫除紅衣機(jī)器，其脫皮率只有70&左右，且電耗大、操作不方便等缺點(diǎn)。為此，我們需要設(shè)計(jì)與試制一種脫凈率高的花生脫紅衣機(jī)來出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備，以滿足人們的需求?；ㄉt衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)摘 要: 花生仁是由紅色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素都集中在籽仁中。無論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一 [1]。為此，我們需要設(shè)計(jì)與試制一種花生脫紅衣機(jī)來除去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。本文通過利用搓擦原理將花生仁上的紅衣去除的方法，闡述了通過搓擦的原理可以將花生仁上的紅衣有效的脫離下來，并且花生仁的破碎率小 [2]。通過實(shí)驗(yàn)論證了可以利用兩膠帶之間的搓擦使花生仁上的紅衣有效的脫離下來，可廣泛的應(yīng)用于花生的初加工。關(guān)鍵詞:花生紅衣;活動(dòng)與固定摩擦膠帶;搓擦原理;振動(dòng)篩中圖分類號(hào)：s237 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AA Design on Peanut Red Skin HullerAbstract: A peanut kernel is composed by a red skin and a kernel. The skin is mainly made up of fibrous tissues and stypticins, while the kernel mainly contains nutrients like fat and protein. No matter whether the peanuts are used to extract albumen powder or used to enhance the quality of the extracted strong flavor peanut oil, the red one (generally called red skin) covering the kernel should be peeled after the peanut is shelled, which is one of the essential key procedures in making the products and material processing. Therefore, we need to design and trial-produce a peanut red skin huller, in preparation for the subsequent procedures. So, throughout the paper, the designers stated that rubbing principle could be applied in taking off the red skin and expounded how it worked effectively with low broken rate. By experiments, it has been expounded and proved that the red skin can be dropped successfully with the rubbing between the rubber belts, which can be widely applied in the primary processing of peanuts.Keywords: peanut red skin; movable and fixed rubber belts; rubbing principle; vibrating screen0 引 言我國是花生的故鄉(xiāng)，年產(chǎn)量已超過100億斤?；ㄉ置浠ㄉ?，原產(chǎn)于南美洲一帶，世界上栽培花生的國家有100多個(gè)，亞洲最為普遍，次為非洲，據(jù)中國有關(guān)花生的文獻(xiàn)記載栽培史約早于歐洲100多年?；ㄉ蝗藗冏u(yù)為“植物肉”，含油量高達(dá)50%，品質(zhì)優(yōu)良，氣味清香?；ㄉ甜B(yǎng)補(bǔ)益，有助于延年益壽，所以民間又稱之為“長生果”，并且和黃豆一同被譽(yù)為“植物肉”、“素中之葷”?；ㄉ臓I養(yǎng)價(jià)值比糧食高，可以與雞蛋、牛奶、肉類等一些動(dòng)物性食物媲美。它含有大量的蛋白質(zhì)和脂肪，特別是不飽 和脂肪酸的含量很高，很適宜制作各種營養(yǎng)食品。除供食用外，還用于印染、造紙工業(yè)，花生也是一味中藥，適用營養(yǎng)不良、脾胃失調(diào)、咳嗽痰喘、乳汁缺少等癥 [3]?；ㄉ臓I養(yǎng)極為豐富，脂肪含量高達(dá)44—56%,蛋白質(zhì)含量達(dá)25—33%，還富含B族維生素和鈣、鐵、鋅、磷等。而花生蛋白質(zhì)中的氨基酸組成也比較合理，花生蛋白是除大豆蛋白以外可替代動(dòng)物蛋白的又一最佳植物蛋白。因此，人們已不滿足于花生的烘烤食品，而逐漸對(duì)花生進(jìn)行深加工和綜合利用。然而，無論是何種產(chǎn)品，花生紅衣總是影響其外觀和質(zhì)量的。必須在加工前脫除。目前，國內(nèi)只有濕法脫除紅衣機(jī)器，其脫皮率只有70&左右，且電耗大、操作不方便等缺點(diǎn)[4][5]。隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展, 花生的利用向著多樣性方向發(fā)展, 花生的精深加工也成為花生果仁高效綜合利用的必然途徑?；ㄉ撕唵沃苯邮秤煤驼ビ屯? 也被用來制作各種風(fēng)味的花生仁、花生糖、花生醬、花生牛奶飲料 [6], 也可配制在其他原料中作風(fēng)味料?；ㄉ适怯杉t色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素都集中在籽仁中。無論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一 [7]。為此，我們需要設(shè)計(jì)與試制一種花生脫紅衣機(jī)來出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。1 設(shè)計(jì)原理及機(jī)構(gòu)1.1 設(shè)計(jì)原理本機(jī)器的主要?jiǎng)恿碓词请妱?dòng)機(jī)，經(jīng)過傳動(dòng)部分，從減速器中輸出的圓周運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)皮帶輪，通過皮帶輪的傳動(dòng)帶動(dòng)摩擦膠帶的轉(zhuǎn)動(dòng)。利用活動(dòng)摩擦膠帶和固定摩擦膠帶搓擦的原理實(shí)現(xiàn)花生仁和紅衣的脫離。經(jīng)過脫離的花生仁和紅衣及少量破碎花生仁統(tǒng)一經(jīng)過花生仁與紅衣分離的吸氣管，在吸氣管中根據(jù)花生仁和紅衣的比重不同，利用風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓把紅衣和花生仁及少量破碎的花生仁分離開來，紅衣則被吸入紅衣收集裝置。此時(shí)的花生仁、破碎的花生仁和少許的紅衣會(huì)落到振動(dòng)篩上，通過振動(dòng)篩的振動(dòng)，少量的破碎花生仁會(huì)穿過篩孔掉落到破碎花生仁的收集裝置。被分離出來的花生仁和少許紅衣則處在篩孔上方并向下滑行，當(dāng)滑到花生仁和紅衣的分離管時(shí)，花生仁和紅衣進(jìn)行再一次的分離。分離管中的花生仁則落入花生仁收集裝置，紅衣則通過分離管的引導(dǎo)與第一次被分離出來的紅衣匯合被統(tǒng)一導(dǎo)向紅衣收集裝置。被收集的紅衣再用于其他用處。通過上述的原理來制作干法花生紅衣脫皮機(jī)，以此來實(shí)現(xiàn)花生仁與紅衣分離的目的?；ㄉt衣脫皮機(jī)的工作原理如圖1所示圖1 花生紅衣脫皮機(jī)工作原理經(jīng)供烤后帶紅衣的花生子粒進(jìn)入料斗內(nèi), 由下料擋板控制花生粒均勻在淌板上流過, 調(diào)節(jié)料門即可調(diào)節(jié)花生子粒的流量。經(jīng)過擋板的花生粒進(jìn)入固定與活動(dòng)摩擦膠帶形成的楔形區(qū), 在活動(dòng)膠帶的帶動(dòng)下, 花生粒受到兩膠帶的搓撕作用, 在擠壓力和剪切力的綜合作用下, 紅衣與花生仁分離。紅衣與花生仁分離的效果, 可通過改變固定與活動(dòng)摩擦膠帶的間隙大小進(jìn)行調(diào)整。分離后的花生仁、部分紅衣和胚芽及少量碎仁從兩膠帶出口經(jīng)風(fēng)網(wǎng)吸氣部分左支管下段落到篩面上。在下落過程中, 大部分紅衣和灰塵被逆向風(fēng)吸走。由于篩面上物料呈下行體制運(yùn)動(dòng), 因而, 篩上物既花生仁從振動(dòng)篩出口進(jìn)入右支管, 最后呈成品流出；篩下物既胚芽和碎仁經(jīng)篩孔落至篩底板上, 由出口流入分離斗, 最后經(jīng)垂直管流出而得到收集。風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)中的左、右支管匯集至風(fēng)機(jī)的入口, 被捕吸的紅衣和灰塵由風(fēng)機(jī)排出, 再經(jīng)旋風(fēng)除塵器最后得到收集。風(fēng)網(wǎng)吸氣部分左右支管中共有三個(gè)側(cè)吸罩和一個(gè)傘形罩, 右支管中的兩側(cè)吸罩的捕吸速度, 可調(diào)整風(fēng)門開啟大小進(jìn)行調(diào)節(jié)；左、右支管中的風(fēng)速和風(fēng)量可由兩旋閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。1.2 總體設(shè)計(jì)花生紅衣脫皮機(jī)的機(jī)構(gòu)示意如圖2所示。圖2 花生紅衣脫皮機(jī)1、喂料裝置 2、花生紅衣脫皮裝置 3、紅衣與空氣分離裝置4、風(fēng)機(jī) 5、紅衣收集管道 6、振動(dòng)篩主動(dòng)輪7、變速箱 8、電機(jī) 9、紅衣收集裝置10、破碎花生仁出料口 11、脫完紅衣的花生仁的出料口花生紅衣脫皮機(jī)是一種組合式設(shè)備。它實(shí)質(zhì)上是由紅衣與花生仁分離裝置、花生仁與胚芽分離裝置和紅衣收集與除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)三大部分組成。主要包括進(jìn)料裝置； 紅衣與花生仁分離裝置； 花生仁與胚芽分離裝置；紅衣收集與除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)；機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及機(jī)架等組成。紅衣與花生仁分離裝置, 由活動(dòng)摩擦膠帶、固定摩擦帶、摩擦帶間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、活動(dòng)摩擦帶托輥裝置和張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。活動(dòng)摩擦膠帶與固定摩擦膠帶間形成一楔形空間, 兩帶的摩擦工作面上具有凹形槽, 以增大紅衣與花生仁分離的摩擦力。倆膠帶均采用白色無毒橡膠材料,由專門模具經(jīng)流化等工藝壓制而成?；ㄉ逝c胚芽及少量碎仁分離裝置, 主要由篩體、單層長方形孔篩板、篩體振動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu),彈性吊桿及減震機(jī)構(gòu)組成。紅衣收集及除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng), 主要由風(fēng)機(jī)、紅衣與花生仁摩擦分離裝置出口側(cè)風(fēng)罩、篩面中段傘形罩、篩面出口側(cè)風(fēng)罩、篩下物出口側(cè)風(fēng)罩、旋風(fēng)除塵器、成品花生仁、胚芽及碎仁出口和料斗等組成。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng), 主要由電機(jī)、減速器、皮帶輪與皮帶等組成。紅衣與花生仁摩擦分離裝置和振動(dòng)篩共用一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng), 故結(jié)構(gòu)緊湊。其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示表1 主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)項(xiàng)目 數(shù)據(jù)外形尺寸（長×寬×高）（mm） 1611×1280×2412生產(chǎn)量（kg） 250活動(dòng)膠帶速度（m/s） 0.9振動(dòng)篩頻率（r/min） 254振動(dòng)篩振幅（mm） 5風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)量（m 3/h） 1300風(fēng)壓（kPa） 1.96脫皮裝置寬度（mm） 451動(dòng)力額定轉(zhuǎn)速（r/min） 15002 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)2.1 振動(dòng)篩曲柄轉(zhuǎn)速的確定曲柄、連桿和振動(dòng)篩之間的關(guān)系如圖3所示圖3 曲柄、連桿和振動(dòng)篩之間的關(guān)系平面篩的目的是把尺寸小于篩孔尺寸的篩上物過濾到篩子下面，使篩上物保持一致。為了使篩上物通過篩孔需滿足兩個(gè)條件。一是篩孔的尺寸大于需過濾出的篩上物。二是連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速。連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速應(yīng)該大于物料相對(duì)篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速并且小于物料相對(duì)篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。若連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速不能滿足這個(gè)條件就無法正常的進(jìn)行篩選。第一個(gè)條件已經(jīng)滿足，第二個(gè)條件需要計(jì)算。振動(dòng)篩曲柄軸轉(zhuǎn)速 應(yīng)大于物料相對(duì)篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速 ,小于物料相對(duì)篩面上滑的臨qnxn界轉(zhuǎn)速 。通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)并經(jīng)過計(jì)算求出上滑的臨界轉(zhuǎn)速 和下滑的臨界轉(zhuǎn)速s s xn。計(jì)算下滑臨界轉(zhuǎn)速的公式： [11]??sinx qgr?????????sins qr式中： ——物料相對(duì)篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速( )xn/mi——物料相對(duì)篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速( )s——振動(dòng)篩曲柄軸轉(zhuǎn)速( )q r/i——振動(dòng)面傾角（度）?——振動(dòng)面振動(dòng)方向角（度）?——物料與篩面的摩擦角（度）?——重力加速度( )g2m/s——振動(dòng)篩曲柄半徑( )qr經(jīng)過測(cè)量與查閱相關(guān)資料可得知：=10° =90° =20° =10 =0.041???g2m/sqr將數(shù)據(jù)代入公式可得： ??sin201018r/in9.4x???????si 35r/in1020.s若需要篩上物呈下行體制運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)篩曲柄軸轉(zhuǎn)速 需大于物料相對(duì)篩面下滑的臨界qn轉(zhuǎn)速 小于物料相對(duì)篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速 。xns即： xqs?所以 218r/mi354r/i當(dāng)振動(dòng)篩曲柄軸的轉(zhuǎn)速在以上計(jì)算出的結(jié)果里時(shí)，篩上物就會(huì)呈現(xiàn)下滑的運(yùn)動(dòng)體制。實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)篩篩選分離破碎花生仁、紅衣、胚芽和脫完紅衣的花生仁的目的。2.2 活動(dòng)摩擦膠帶與固定摩擦膠帶的參數(shù)確定活動(dòng)摩擦膠帶也固定摩擦膠帶的材質(zhì)為白色無毒橡膠材料由專門模具經(jīng)過硫化等工藝壓制而成。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4 活動(dòng)摩擦膠帶也固定摩擦膠帶該機(jī)器在工作過程中，活動(dòng)摩擦膠帶是相對(duì)固定摩擦膠帶運(yùn)動(dòng)的。為了提高該機(jī)器在工作過程中脫紅衣的效果，特地的在活動(dòng)的摩擦膠帶上做了許多凹凸不平的小突起，就是為了增大活動(dòng)摩擦膠帶的表面粗糙度，來增加脫紅衣的效果?；顒?dòng)摩擦膠帶所纏繞的兩滾筒之間的距離是405mm，兩膠帶的寬度為451mm，活動(dòng)摩擦膠帶的速度為0.9m/s，主動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)速為104r/min。2.3 風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)量、風(fēng)壓的計(jì)算風(fēng)網(wǎng)的作用就是讓脫完紅衣的花生仁和紅衣進(jìn)行分離，其產(chǎn)生的負(fù)壓的大小能把紅衣吸走切不吸走花生仁。因此這需要計(jì)算風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的壓損和能使紅衣被吸走的風(fēng)壓，風(fēng)機(jī)所要產(chǎn)生的負(fù)壓的總大小為這兩項(xiàng)的總和。風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成如圖5所示,壓損的計(jì)算如表2所示。圖5 風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成表2 花生脫紅衣機(jī)風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)壓損計(jì)算表設(shè)備名稱或管段序號(hào)Q( )3m/hU( )/s??2v???( )aP2vlD?( )a壓損累計(jì)( )aP左支 ○ 1 338 2.5 0.36 1.4左支管 ○ 2 338 7.3 0.022 4.3左支管匯流三通○3 631 6.3 0.65 15.3左支管下旋閥 ○ 4風(fēng)機(jī)吸口匯流三通 ○ 51123 17.6 0.53 117.6 風(fēng)網(wǎng)吸氣右支管上旋閥 ○ 6 部分最大右支管彎管 ○ 7 492 15.6 0.89 130.3 壓損右支管漸擴(kuò)管 ○ 8 492 10.8 0.11 9.8 喂 =229H右支管匯流三通○9 492 10.8 0.59 41.2右支管匯流三通○10 229 5.9 0.14 2.0右支管 ○11 113 2.5 0 3.7右支管進(jìn)口 ○12 113 2.5 1 0.8 3.7風(fēng)機(jī)出口漸擴(kuò)管○13 1123 19.3 96風(fēng)網(wǎng)壓氣部分彎頭 ○14 1123 10 0.43 29.4 最大壓力旋風(fēng)除塵器 ○15 1123 936 壓 =1058H由各吸風(fēng)口的幾何尺寸以及所選定的捕吸速度，求出其風(fēng)量。風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)量為： ??12345QKQ???取 .即： 31.59368129m/h?取 310m/hQ?由計(jì)算結(jié)果可得知，風(fēng)機(jī)吸氣部分左支管、右支管壓損不等，右支管壓損較大，即: 右 =299HaP風(fēng)網(wǎng)壓氣段壓損 壓 =1058 ，其風(fēng)網(wǎng)總壓損 =1375 。HaPa為了使左支管、右支管中壓損基本相近，故在左支管、右支管上安裝有旋閥，最后取定風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)壓 =1960 。a3 結(jié)論此花生紅衣脫皮機(jī)的使用，改變了以前人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低的缺點(diǎn)。同時(shí)也解決了以往花生紅衣脫皮機(jī)耗電量大、生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)。此花生紅衣脫皮機(jī)的研制滿足了大部分的需要。由于該機(jī)脫皮率高，花生仁的破碎率低，可以作為以脫完紅衣的花生仁為原材料進(jìn)行深加工的工廠的后盾，同時(shí)也解放了勞動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化去皮的全過程。當(dāng)然此機(jī)器也存在不足的地方，其中有一個(gè)就是花生仁進(jìn)料斗處有可能被花生仁堵住，雖然可以調(diào)節(jié)進(jìn)料口的大小，但是不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此可以在進(jìn)料斗的下方放一個(gè)振動(dòng)裝置，此振動(dòng)裝置可以使花生仁均勻的進(jìn)入花生紅衣脫皮裝置，這樣就不至于堵住進(jìn)料口。參考文獻(xiàn)：[1]周瑞寶.花生加工技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社,2003:1[2]袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制[J].食品研究與開發(fā),1991,(01)[3]王群.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械使用維護(hù)與故障排除.金盾出版社,1999:44[4]袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制[J].現(xiàn)代食品科技,1990,6(1)[5]譚體升.花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J]. 中國油脂,2007,32(2) [6]黃龍芳.熱帶食用作物加工[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社,1997:79-80[7]馬榮朝.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)常用機(jī)械的使用與技術(shù)管理.原子能出版社,2010:169