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塔里木大學(xué)
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
農(nóng)機(jī)16-3
學(xué)生姓名
楊新荷
學(xué)號
8031212306
課題名稱
花生剝殼機(jī)的設(shè)計(jì)
起止時(shí)間
2014年10月25日—— 2015年5月25日（共 14周）
指導(dǎo)教師
李傳峰
職稱
副教授
課題內(nèi)容
花生脫殼機(jī)設(shè)計(jì)目的是為了提高花生加工的加工效率，該設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠，調(diào)整方便，功率消耗少，有一定的通用性，本設(shè)計(jì)的成功實(shí)現(xiàn)了花生加果園機(jī)械化水平的提高，也提高了勞動(dòng)效率，減輕人們的體力勞動(dòng)。
本課題的研究內(nèi)容：
1）查找相關(guān)文獻(xiàn)，了解花生脫殼機(jī)的工作原理。
2）查找專利及相關(guān)文獻(xiàn)，熟悉了解花生脫殼機(jī)的結(jié)構(gòu)。
3）依據(jù)查找到的專利及文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)花生脫殼機(jī)的三維實(shí)體模型，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。
擬定工作進(jìn)度（以周為單位）
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(bào)告，并制定總體方案。
第三到十周：設(shè)計(jì)花生脫殼機(jī)的三維實(shí)體模型，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(jī)進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
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(zhǔn)備答辯。
第十四周：答辯
主要參考文獻(xiàn)
[1] 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊下冊，北京：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1985
[2] 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊單行本機(jī)構(gòu) 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.
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[4] 濮良貴，機(jī)械零件 北京：高等教育出版社，1982
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[8]. 李建東，花生脫殼裝置的實(shí)驗(yàn)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(jī)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(jī)械的應(yīng)用現(xiàn)狀與進(jìn)展分析[J] 花生學(xué)報(bào)，2003
任務(wù)下達(dá)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(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。
花生剝殼機(jī)的設(shè)計(jì)
楊新荷
（塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）
摘 要：花生脫殼機(jī)是將花生莢果去掉外殼得到花生仁的場上作業(yè)機(jī)械。由于花生本身的生理特點(diǎn)決定了花生脫殼不能與花生田間收獲一起進(jìn)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(jìn)行脫殼?；ㄉ摎C(jī)在減輕人們的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)率方面起到了積極作用，促進(jìn)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(shí)行脫殼機(jī)械花迫在眉睫。但是，目前國內(nèi)外花生脫殼機(jī)對花生破碎率和損傷率的指標(biāo)要求都比較高，超出種用籽和商品化的標(biāo)準(zhǔn)，限制了使用范圍。因此，降低花生脫殼機(jī)的破碎率和損傷率仍是研制花生脫殼機(jī)的關(guān)鍵問題。針對花生果的物理特性本論文設(shè)計(jì)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(jià)格便宜，滿足小型規(guī)模的生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)了花生剝殼的機(jī)械化，應(yīng)用本機(jī)器后，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動(dòng)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(jì)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(shí)，都需要對花生進(jìn)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?；ㄉ诩庸せ蜃鳛槌隹谏唐窌r(shí)，需要進(jìn)行脫殼加工?；ㄉ谥迫∮椭瑫r(shí)，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(jìn)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(jī)器來代替手工脫殼。花生剝殼機(jī)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(jìn)行剝殼，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動(dòng)，同時(shí)還提高了花生剝殼的效率。
花生脫殼機(jī)是將花生莢果去掉外殼而得到花生仁的場上作業(yè)機(jī)械。由于花生本身的生理特點(diǎn)決定了花生脫殼不能與花生的田間收獲同時(shí)進(jìn)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(jìn)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(shí)行脫殼機(jī)械化迫在眉睫。
關(guān)鍵詞：花生；刮板；脫殼裝置
本設(shè)計(jì)的花生脫殼機(jī)的脫殼工作原理為：花生果從上料斗進(jìn)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。花生在下落過程中，設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)機(jī)的吹入口，其作用是將花生殼與花生仁進(jìn)行分離，重量稍輕的花生殼將被風(fēng)機(jī)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(jìn)入到花生仁收集通道。
1 刮板式花生脫殼機(jī)的結(jié)構(gòu)
刮板式花生脫殼機(jī)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(jī)械設(shè)備，其特點(diǎn)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(dòng)力裝置、刮板裝置、編織網(wǎng)孔凹板、去雜裝置和機(jī)架幾部分組成。
花生莢果進(jìn)入存料斗后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流落下來進(jìn)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(gè)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(shí)，受到風(fēng)機(jī)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(dá)到了殼仁分離的目的。
2 電動(dòng)機(jī)選擇
本設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)作為機(jī)器動(dòng)力來源，通過V帶傳動(dòng)帶動(dòng)滾筒軸實(shí)現(xiàn)預(yù)期工作-單機(jī)傳動(dòng)，簡單可行。
電動(dòng)機(jī)類型的選擇：
根據(jù)電源及工作機(jī)工作條件，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)功率的選擇：
由于刮板式花生脫殼機(jī)的工作軸轉(zhuǎn)速較高，達(dá)到
本設(shè)計(jì)選用Y90L-4型電動(dòng)機(jī)
則傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)計(jì)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(jì)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(yàn)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(jì)
刮板結(jié)構(gòu)是整個(gè)機(jī)器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對花生果進(jìn)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?yàn)楣伟宓拈L度較長，受力面積較大，所以對刮板的強(qiáng)度有一定要求，采用的材料是45號鋼，而且刮板的表面進(jìn)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(gè)圓形滾筒，避免花生在工作過程中聚集到中間不與刮板進(jìn)行搓擦。
5 編織網(wǎng)凹板的設(shè)計(jì)
編織網(wǎng)凹板在機(jī)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(jìn)行分離，其分離的原理就是“小個(gè)通過，大個(gè)不過”。編織網(wǎng)凹板的每一個(gè)網(wǎng)格都只能容許一個(gè)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?yàn)樘螅瑹o法通過網(wǎng)格，將被阻擋在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)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。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(jìn)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(jìn)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(jì)
殼仁分離裝置分為兩個(gè)部分，一個(gè)是氣流通道，它的一端接風(fēng)機(jī)，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(jìn)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(jìn)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(jī)吹來的氣流帶入到花生殼收集通道。
7 結(jié)論
（1）該機(jī)械能在地面平整的情況下，先將花生從進(jìn)料斗喂入，通過刮板和
參考文獻(xiàn)
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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
課題名稱 花生剝殼機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 楊新荷
學(xué) 號 8031212306
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級 農(nóng) 機(jī) 16-3
指導(dǎo)教師 李傳峰/賀曉偉
起止時(shí)間 2014.10.25-2015.5.25
機(jī)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(bào)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(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；
4、本課題需要重點(diǎn)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(jìn)度計(jì)劃；
7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。
二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開題報(bào)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(jì)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(yù)?；ㄉ庸r(shí)要先把殼剝?nèi)?，花生剝殼機(jī)是重要的加工機(jī)械之一。花生剝殼機(jī)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(jī)具有重要的價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
花生剝殼一般可分手剝和機(jī)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(jī)剝。機(jī)剝的機(jī)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(jī)和剝殼工藝還有不足之處，因而花生機(jī)械剝殼普遍存在著生仁破碎率高；出仁率低等問題，有待進(jìn)一步研究改進(jìn)。
花生剝殼部件是花生剝殼機(jī)械的關(guān)鍵工作部件。剝殼部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了機(jī)具作業(yè)時(shí)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(jì)指標(biāo)。在目前的生產(chǎn)銷售中，花生仁破碎率是社會(huì)最為關(guān)心的主要指標(biāo)。
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(shí)，都需要對花生進(jìn)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(jī)械，破碎率一般都大于5%，有時(shí)高達(dá)13%以上。加工出的花生仁，只能用來榨油，不能作種用，也達(dá)不到出口標(biāo)準(zhǔn)。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(jī)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(jī)構(gòu)形式的新式剝殼部件，其主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，特別是破碎率指標(biāo)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(jī)。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(shí)行脫殼機(jī)械化迫在眉睫。
二 本課題國內(nèi)外同類設(shè)計(jì)概況
我國花生脫殼機(jī)的研制自1965年原八機(jī)部下達(dá)花生脫殼機(jī)的研制課題以來，已有幾十種花生脫殼機(jī)問世。只進(jìn)行單一脫殼功能的花生脫殼機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，以小型家用為主的花生脫殼機(jī)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(jī)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(jī)械的研究和發(fā)展不盡如人意。資料中有關(guān)花生剝殼機(jī)的研究和介紹太少。花生剝殼的原理很多，因此產(chǎn)生了很多種不同的花生剝殼機(jī)械?；ㄉ鷦儦C(jī)的結(jié)構(gòu)主要由機(jī)架、輸送風(fēng)機(jī)、輸送管道、剝殼部件、清選風(fēng)扇、分離篩箱、出殼口、機(jī)罩、喂入斗等部分組成?；ㄉ鷦儦げ考腔ㄉ鷦儦C(jī)的關(guān)鍵工作部件，剝殼部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了機(jī)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(jì)指標(biāo)。在目前的生產(chǎn)銷售中，花生仁破碎率是社會(huì)最為關(guān)心的主要指標(biāo)。
目前我國普遍采用的花生剝殼機(jī)基本上有兩種類型：一種是刀籠式的花生剝殼機(jī)；還有一種是用砂盤輾谷機(jī)改進(jìn)而成的花生剝殼機(jī)，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(jī)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(jī)械極具潛力。
國內(nèi)已經(jīng)通過鑒定和推廣使用的機(jī)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(jī)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。花生果在剝殼機(jī)室內(nèi)在滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)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(yán)重。具有關(guān)資料介紹，一般破碎率大于8%，有的高達(dá)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(dòng)力而且勞動(dòng)強(qiáng)度也較大。而隨著我國花生產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步調(diào)整，花生產(chǎn)量逐年增加，花生的機(jī)械化脫殼程度將大幅提高，。
國外一些技術(shù)先進(jìn)的國家(如美國)，花生剝殼已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)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(jī)，清選機(jī)，去石機(jī)，剝殼機(jī)，光電精選機(jī)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(jī)，每小時(shí)可剝殼7000~9000kg,單滾筒剝殼機(jī)每小時(shí)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(diǎn)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(jī)械脫殼時(shí)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(jī)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(jī)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(jì)帶輪篩網(wǎng)料斗大小。
（2）設(shè)計(jì)完各零部件后，進(jìn)行裝配組合，試驗(yàn)設(shè)計(jì)的可靠性。
（3）運(yùn)用Solidworks軟件，繪制三維零件圖和裝配圖。
（4）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。
五 工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
工作方案：
1、設(shè)計(jì)并繪制出花生脫殼機(jī)總體機(jī)架。
2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇方案及大小設(shè)計(jì)。
3、花生脫殼機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì)。
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(dá)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(jìn)。
進(jìn)度計(jì)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(bào)告，并制定總體方案。
第三周至十周：設(shè)計(jì)花生脫殼機(jī)試驗(yàn)裝置的三維實(shí)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(jī)進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
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(zhǔn)備答辯。
第十四周：答辯
六 參考文獻(xiàn)
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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
16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)
花生剝殼機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 楊新荷
學(xué) 號 8031212306
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級 16-3
指導(dǎo)老師 李傳峰
日 期 2016.05
塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制
前 言
花生脫殼機(jī)是將花生莢果去掉外殼得到花生仁的場上作業(yè)機(jī)械。由于花生本身的生理特點(diǎn)決定了花生脫殼不能與花生田間收獲一起進(jìn)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(jìn)行脫殼。花生脫殼機(jī)在減輕人們的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)率方面起到了積極作用，促進(jìn)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(shí)行脫殼機(jī)械花迫在眉睫。但是，目前國內(nèi)外花生脫殼機(jī)對花生破碎率和損傷率的指標(biāo)要求都比較高，超出種用籽和商品化的標(biāo)準(zhǔn)，限制了使用范圍。因此，降低花生脫殼機(jī)的破碎率和損傷率仍是研制花生脫殼機(jī)的關(guān)鍵問題。針對花生果的物理特性本論文設(shè)計(jì)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(jià)格便宜，滿足小型規(guī)模的生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)了花生剝殼的機(jī)械化，應(yīng)用本機(jī)器后，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動(dòng)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(jì)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(jī)采用的脫殼原理 1
1.3花生脫殼機(jī)械存在的問題 2
1.4花生脫殼機(jī)研究重點(diǎn) 2
1.5花生脫殼機(jī)應(yīng)用前景展望 3
2刮板式花生脫殼機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu) 4
2.1刮板式花生脫殼機(jī)的工作原理 4
2.2刮板式花生脫殼機(jī)的結(jié)構(gòu) 4
3刮板式花生脫殼機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5
3.1傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 5
3.2 V帶和帶輪的設(shè)計(jì) 5
3.3刮板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7
3.4滾筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 8
3.5編織網(wǎng)凹板設(shè)計(jì) 10
3.6除雜裝置的設(shè)計(jì) 11
3.7 機(jī)架 12
致 謝 14
參考文獻(xiàn) 15
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
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。花生除經(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(jì)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(shí)，都需要對花生進(jìn)行初級處理加工?；ㄉ某跫壧幚碇饕ɑㄉ膭儦ず头旨?、破碎、軋胚和蒸炒等。
花生在加工或作為出口商品時(shí)，需要進(jìn)行脫殼加工?；ㄉ谥迫∮椭瑫r(shí)，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(jìn)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(jī)器來代替手工脫殼?；ㄉ鷦儦C(jī)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(jìn)行剝殼，從而大大地減輕了農(nóng)民的體力勞動(dòng)，同時(shí)還提高了花生剝殼的效率。
花生脫殼機(jī)是將花生莢果去掉外殼而得到花生仁的場上作業(yè)機(jī)械。由于花生本身的生理特點(diǎn)決定了花生脫殼不能與花生的田間收獲同時(shí)進(jìn)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(jìn)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(shí)行脫殼機(jī)械化迫在眉睫。
1.2目前花生脫殼機(jī)采用的脫殼原理
目前應(yīng)用比較廣泛的花生機(jī)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(yùn)動(dòng)時(shí)突然受阻而受到?jīng)_擊力，使外殼破裂而實(shí)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(jī)。甩料盤使花生莢果產(chǎn)生一個(gè)較大的離心力撞擊壁面，只要撞擊力足夠大，花生外殼就會(huì)產(chǎn)生較大的變形，進(jìn)而形成裂縫。當(dāng)花生果離開壁面時(shí)，由于外殼具有不同的彈性變形而產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)速度，花生果所受到的彈性力較小，運(yùn)動(dòng)速度也不如外殼，阻止了外殼迅速向外移動(dòng)而使其在裂縫處裂開，從而實(shí)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(jī)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(diǎn)等。
碾搓法脫殼花生莢果在固定磨片和運(yùn)動(dòng)著的磨片間受到強(qiáng)烈的碾搓作用，使花生莢果的外殼被撕裂而實(shí)現(xiàn)脫殼。其典型的設(shè)備為由一個(gè)固定圓盤和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤組成的圓盤剝殼機(jī)。莢果經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入定磨片和動(dòng)磨片的間隙中，動(dòng)磨片轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力使籽粒沿徑向向外運(yùn)動(dòng)，也使莢果與定磨片問產(chǎn)生方向相反的摩擦力；同時(shí)，磨片上的牙齒不斷對外殼進(jìn)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(dá)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(yùn)動(dòng)著的刀板的剪切力的作用，外殼被轉(zhuǎn)鼓切裂并打開，實(shí)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(jī)。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(jī)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(dāng)?shù)栋遛D(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(dòng)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(dāng)?shù)拇笮?，使花生莢果通過間隙時(shí)受到輥的擠壓而破殼。莢果能否順利地進(jìn)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(dòng)的橡膠輥筒對花生莢果進(jìn)行搓撕作用而進(jìn)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(dòng)，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(jìn)入膠輥工作區(qū)時(shí)，與兩輥面相接觸，如果此時(shí)花生莢果符合被輥?zhàn)訃说臈l件，即嚙入角小于摩擦角，就能順利進(jìn)入兩輥間．此時(shí)花生莢果在被拉入輥間的同時(shí)，受到兩個(gè)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(dāng)莢果到達(dá)輥?zhàn)又行倪B線附近時(shí)法向擠壓力最大，花生莢果受壓產(chǎn)生彈性—塑性變形，此時(shí)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(jī)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(jì)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(jī)械脫殼時(shí)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(jī)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(jī)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(jī)制造，制造的工藝水平較低，同時(shí)能量消耗較高。⑤ 有些產(chǎn)品僅進(jìn)行了樣機(jī)試制或少量試生產(chǎn)，未進(jìn)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(jī)研究重點(diǎn)
我國加入WTO以來，國內(nèi)外關(guān)于花生脫殼機(jī)械的研究與推廣應(yīng)用日益增多，針對現(xiàn)有花生脫殼機(jī)械存在的優(yōu)點(diǎn)與不足，在未來的發(fā)展過程中，對花生脫殼機(jī)械在生產(chǎn)應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)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(jī)械的通用性和適應(yīng)性
提高花生脫殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性仍是當(dāng)前的主要研究方向之一。目前，許多花生脫殼機(jī)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(jì)的，其通用性、兼容性和適應(yīng)性較差。提高花生脫殼機(jī)械的通用性和兼容性，使研制的花生脫殼機(jī)械通過更換主要的零部件能夠同時(shí)對其他帶殼物料進(jìn)行脫殼加工。研制通過變換主要工作部件即能滿足不同堅(jiān)果脫殼作業(yè)需要的脫殼機(jī)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?；ㄉ摎C(jī)械能否適應(yīng)這種發(fā)展趨勢，將直接影響到花生脫殼機(jī)械能否更好的推廣應(yīng)用與健康發(fā)展。
（2）提高機(jī)械脫殼率降低破損率
對花生脫殼機(jī)械的關(guān)鍵技術(shù)與工作部件進(jìn)行重點(diǎn)研究開發(fā)，改革傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研究新的脫殼機(jī)理，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；同時(shí)在整體配置上進(jìn)一步改進(jìn)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(jī)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(jī)械的發(fā)展前景。
（3）提高機(jī)械自動(dòng)化程度
向自動(dòng)控制和自動(dòng)化方向發(fā)展大多數(shù)機(jī)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(jī)電一體化手段，開發(fā)設(shè)計(jì)自動(dòng)喂料、自動(dòng)定位脫殼裝置，保證均勻喂料與有效定位，實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)化操作，進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)械機(jī)構(gòu)、動(dòng)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(shí)間，延長使用壽命，降低勞動(dòng)使用費(fèi)用等將作為主要設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)用于脫殼機(jī)械的設(shè)計(jì)制造。隨著國內(nèi)外高新技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如何將這些高新技術(shù)更好的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，也是目前花生脫殼機(jī)械需要盡快解決的問題 [5][6]。
1.5花生脫殼機(jī)應(yīng)用前景展望
花生生產(chǎn)機(jī)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(jì)持續(xù)快速發(fā)展的重要保證，近年來，花生機(jī)械裝備總量不斷穩(wěn)步增長，作業(yè)水平進(jìn)一步提高，社會(huì)化服務(wù)規(guī)模不斷擴(kuò)大，雖然目前花生脫殼機(jī)械化水平較高，但是多應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)與示范推廣區(qū)，并且小型機(jī)械多、大型機(jī)械少，低檔機(jī)械多、高性能機(jī)械少。在一些比較落后的偏遠(yuǎn)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(dòng)生產(chǎn)率低，區(qū)域性發(fā)展不平衡。進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國花生生產(chǎn)機(jī)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(jī)械的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響，不僅拉動(dòng)了新的有效需求，而且構(gòu)筑了適合花生生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的新舞臺，為花生生產(chǎn)機(jī)械化真正成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)器提供了廣闊的市場發(fā)展條件。在一些地區(qū)推進(jìn)花生生產(chǎn)機(jī)械化的過程中，相繼出臺了鼓勵(lì)和扶持農(nóng)民購買花生機(jī)械、開展花生機(jī)械作業(yè)服務(wù)的政策和措施，調(diào)動(dòng)了農(nóng)民購買花生機(jī)械的積極性，使花生脫殼機(jī)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(jī)械化作業(yè)水平成為必然?；ㄉ摎C(jī)在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面起到了積極的作用，促進(jìn)了花生加工業(yè)化的科技進(jìn)步，為花生脫殼機(jī)械的發(fā)展提供了很大的空間 。
2刮板式花生脫殼機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)
2.1刮板式花生脫殼機(jī)的工作原理
本設(shè)計(jì)的花生脫殼機(jī)的脫殼工作原理為：花生果從上料斗進(jìn)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(jì)一個(gè)風(fēng)機(jī)的吹入口，其作用是將花生殼與花生仁進(jìn)行分離，重量稍輕的花生殼將被風(fēng)機(jī)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(jìn)入到花生仁收集通道。
2.2刮板式花生脫殼機(jī)的結(jié)構(gòu)
刮板式花生脫殼機(jī)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(jī)械設(shè)備，其特點(diǎn)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(dòng)力裝置、刮板裝置、編織網(wǎng)孔凹板、去雜裝置和機(jī)架幾部分組成。
1.刮板 2.軸 3.風(fēng)機(jī) 4.風(fēng)機(jī)架 5.機(jī)架 6.出料斗 7.電動(dòng)機(jī) 8.柵條 9.鎖緊板 10.進(jìn)料斗
圖2-1 刮板式花生脫殼機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖
花生莢果進(jìn)入存料斗后，經(jīng)下部的入料窄口形成薄層流落下來進(jìn)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(gè)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(shí)，受到風(fēng)機(jī)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(dá)到了殼仁分離的目的。
3刮板式花生脫殼機(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)
3.1.1電機(jī)的選擇
本設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)作為機(jī)器動(dòng)力來源，通過V帶傳動(dòng)帶動(dòng)滾筒軸實(shí)現(xiàn)預(yù)期工作-單機(jī)傳動(dòng)，簡單可行。
電動(dòng)機(jī)類型的選擇：
根據(jù)電源及工作機(jī)工作條件，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)功率的選擇：
由于刮板式花生脫殼機(jī)的工作軸轉(zhuǎn)速較高，達(dá)到
本設(shè)計(jì)選用Y90L-4型電動(dòng)機(jī)
則傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)計(jì)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(jì)
3.2.1V帶的設(shè)計(jì)
以每天工作時(shí)間10h進(jìn)行設(shè)計(jì)
確定計(jì)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(zhǔn)直徑：
由主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑系中選取
從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為
(3-5)
驗(yàn)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(zhǔn)長度：
根據(jù)：
初步確定中心距
計(jì)算帶的基準(zhǔn)長度
(3-7)
由V帶的基準(zhǔn)長度系中選取基準(zhǔn)長度
計(jì)算實(shí)際中心距a
(3-8)
驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角：
(3-9)
主動(dòng)輪包角合適
計(jì)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(jì)算 Z=1.984
取z=2
計(jì)算預(yù)緊力：
(3-11)
計(jì)算作用在軸上的壓軸力：
(3-12)
代入數(shù)值計(jì)算得
=482.7N
3.2.2V帶輪的設(shè)計(jì)
帶輪材料選用HT200
根據(jù)基準(zhǔn)直徑的大小選用不同的帶輪類型，小徑帶輪采用實(shí)心式，大徑帶輪采用輪輻式。
3.3刮板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
刮板結(jié)構(gòu)是整個(gè)機(jī)器的關(guān)鍵部分，它的作用就是對花生果進(jìn)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?yàn)楣伟宓拈L度較長，受力面積較大，所以對刮板的強(qiáng)度有一定要求，采用的材料是45號鋼，而且刮板的表面進(jìn)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(gè)圓形滾筒，避免花生在工作過程中聚集到中間不與刮板進(jìn)行搓擦。
3.4滾筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yàn)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(dòng)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(dòng)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(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊（第3版）》[10]作為依據(jù)。
軸的校核設(shè)計(jì)如下：
（1）軸的總體設(shè)計(jì)信息如下
軸的轉(zhuǎn)向方式：單項(xiàng)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(jì)的軸式實(shí)心軸
所選材料牌號：45調(diào)質(zhì)
硬度（HB）：230
抗拉強(qiáng)度：650MPa
屈服點(diǎn)：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(jì)的軸為實(shí)心軸
A值定為：115
許用剪力的范圍：25~45MPa
滿足設(shè)計(jì)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(xiǎn)截面的x坐標(biāo)：684mm
直徑25mm
危險(xiǎn)截面的彎矩M106000N·m
扭矩T：33.732N·m
截面的計(jì)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(jì)
編織網(wǎng)凹板在機(jī)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(jìn)行分離，其分離的原理就是“小個(gè)通過，大個(gè)不過”。編織網(wǎng)凹板的每一個(gè)網(wǎng)格都只能容許一個(gè)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?yàn)樘?，無法通過網(wǎng)格，將被阻擋在剝殼箱內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)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?；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(jìn)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(jìn)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(jì)
殼仁分離裝置分為兩個(gè)部分，一個(gè)是氣流通道，它的一端接風(fēng)機(jī)，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(jìn)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(jìn)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(jī)吹來的氣流帶入到花生殼收集通道。
3.4.1風(fēng)機(jī)的選擇
所需風(fēng)量計(jì)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(jī)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(jì)算得：
Q=1357
風(fēng)壓計(jì)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(dāng)時(shí)取
ko=0.75
m—混合濃度比：
m=0.10
計(jì)算得：
H=854Pa
根據(jù)計(jì)算：風(fēng)機(jī)風(fēng)量為1357，風(fēng)機(jī)風(fēng)壓為1235Pa
故本機(jī)風(fēng)選機(jī)構(gòu)采用離心式風(fēng)機(jī)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(jī)架
整個(gè)機(jī)架采用L63*63*6角鋼焊接而成，起到其它幾個(gè)部分的支承、定位、連接作用，并將電機(jī)安裝在機(jī)架里面。剝殼機(jī)安裝在機(jī)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(jī)械產(chǎn)品——花生脫殼機(jī)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了花生剝殼的機(jī)械化，應(yīng)用本機(jī)器后，可使廣大農(nóng)民群眾大大節(jié)省勞動(dòng)量，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。該機(jī)的關(guān)鍵部分是刮板與編織網(wǎng)凹板結(jié)構(gòu)，因?yàn)榛ㄉ鷦儦さ恼麄€(gè)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(dá)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(jī)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(jì)是對我的四年的大學(xué)生活做出的總結(jié)，同時(shí)為將來工作進(jìn)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(gè)良好的基礎(chǔ)。從方案的論證到最終的設(shè)計(jì)，涉及的領(lǐng)域包括：機(jī)械制圖，機(jī)械原理，工程材料，機(jī)械設(shè)計(jì)等等。通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，提高我計(jì)算、制圖能力；使我們能熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊、圖集、規(guī)范，熟悉有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械方面知識得到系統(tǒng)的鞏固和提升。在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)，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(jì)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(jì)過程基本順利完成。
總的說來，雖然在這次設(shè)計(jì)中自己學(xué)到了很多的東西取得一定的成績，但同時(shí)也存在一定的不足和缺陷，我想這都是這次設(shè)計(jì)的價(jià)值所在，以后的日子以后自己應(yīng)該更加努力認(rèn)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(lì)我在今后的人生旅途上不斷進(jìn)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(jī)會(huì)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(jì)，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(gè)任務(wù)，更讓我對自己的專業(yè)知識有了一個(gè)更好的鞏固和加強(qiáng)，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(lì)不僅使我樹立了深遠(yuǎn)的學(xué)術(shù)目標(biāo)、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(yán)謹(jǐn)?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(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力將使我終生受益。
時(shí)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(shí)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(huì)的時(shí)候，就不再會(huì)有這些美好的心境，等待著的是工作和生活的壓力，那個(gè)時(shí)候最懷念的還是這段時(shí)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(lì)和幫助，在這里我把最深的祝福獻(xiàn)給你們，希望你們的生活永遠(yuǎn)幸?？鞓?！
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