花生脫殼機畢業(yè)設計說明書

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1、 學 號： 201125090107 中州大學畢業(yè)設計 設計題目： 花生脫殼機 學 院： 工程技術學院 專 業(yè)： 機電一體化技術 班 級 一班 姓 名： # # # 指導教師： # # # 日 期： 2014 年 3 月 10 日  誠信聲明 本論文是我個人在老師指導下，按任務書要求，自己撰寫的論文。該論文凡引用他人的文章或

2、成果之處都在論文中注明，并表示了謝意。除此之外都是自己的工作成果。 若本論文及資料與以上聲明不符，本人承擔一切責任。 本人簽名： 日 期： 年 月 日 中州大學 機電一體化技術 專業(yè) 畢業(yè)設計任務書 班級： 11機電對口1班 學生： ### 學號 **************** 設計題目： 花生脫殼機設計 摘要：設計花生脫殼機，用來脫花生外殼的設備，適用于生產油炸花生米、花生糕點、花生糖

3、、花生奶、花生蛋白粉、作為大型花生榨油廠榨油生產的榨前預處理。要求脫殼率高（94%----98%），脫殼后的花生仁破碎率為2%----6%，表面不褐變，蛋白質不變性。脫殼的同時，殼、仁自動分離，生產效率產量1200kg/h---1800kg/h。 設計內容及要求： 1、花生脫殼機總體設計,滿足生產效率及質量要求； 2、設計并繪制脫殼機裝配圖 A０一張 3、設計并繪制脫殼機裝配圖四張以上零件圖　　 　　 A２三張 A 3一張 4、設計說明書

4、 一份 指導老師（簽字）： 年 月 日 目 錄 誠信聲明1 畢業(yè)設計任務書2 目錄3 摘要6 關鍵詞6 1 前言7 2 花生脫殼機的概述8 2.1 研究重點8 2.2 花生脫殼機的分類9 2.2.1按結構分類9 2.2.2按工作原理分類10 2.3 結構特點12 2.4 基本原理13 2.5 設計依據(jù)14 3 傳動方案擬定15 4 電動機選擇15 5 刮板設計16

5、 5.1 刮板計算16 5.1.1 刮板半徑及轉速初定16 5.1.2 刮板所需功率計算16 5.2 刮板結構17 6 V帶傳動設計18 6.1 V帶傳動計算18 6.2 V帶傳動結構20 7 軸的設計22 7.1 軸的計算22 7.2 軸的結構22 7.3 軸的校核23 8 半柵籠24 9 箱體25 10殼仁分離裝置25 11機架26 12 料斗26 13 結論26 參考文獻28 致謝29 附錄29  花生脫殼機的設計

6、 學 生：郜青超 指導老師：吳耀宇 （中州大學，鄭州，450044） 摘 要:花生不僅是優(yōu)質油料作物，而且是主要的蛋白資源，加工品類多，產業(yè)鏈條長，現(xiàn)已成為中國重要的出口創(chuàng)匯產品和農業(yè)結構調整重點發(fā)展和扶持的種植品種。在消費結構和出口結構不斷調整和優(yōu)化的雙重拉動下，花生生產得到長足發(fā)展，并逐漸向主產區(qū)相對集中，優(yōu)勢產業(yè)帶基本形成。但是中國花生生產機械化發(fā)展卻嚴重滯后，特別是用工量占生產全過程1/3以上、作業(yè)成本占生產總成本50%以上的收獲作業(yè)，目前主要依靠人工完成，勞動強度大、作業(yè)成本高、效率低、損失大、成本高已成為生產發(fā)展與產業(yè)成長的主要瓶頸，國內對花生機械化收

7、獲技術裝備的需求日趨迫切。 關鍵詞 花生脫殼機； 工作原理； 結構； 花生仁破碎率 Design of Peanut Sheller Author:Gao Qingchao Tutor: Wu Yaoyu (ZhongZhou University,ZhengZhou,450044) Abstract:Peanuts are not only high-quality oil-bearing crops, and is the main protein resou

8、rces, processing and bewildering variety of industrial chain length, has become Chinas important export products and focus on the development of agricultural structure adjustment and support the cultivation of varieties. In the consumption structure and continuously adjust and optimize the export st

9、ructure of the double pull, the peanut production has made rapid progress, and gradually to the relative concentration of the main producing areas, dominant industrial belt shape. But Chinas peanut production has seriously lagged behind the development of mechanization, especially in labor accounts

10、for the whole production process 1 / 3 of the above, operating costs account for more than 50% of total production cost of harvesting operations, mainly rely on manual completion of the current, labor-intensive, operating costs are high , low efficiency, loss of large, high cost of production develo

11、pment and industry has become a major bottleneck in the growth of the domestic peanut mechanized harvesting techniques and equipment needs of the increasingly urgent. Key words：Peanut Sheller；Principle Of Work ；Structure ；Peanutbroken rate 1 前言 花生中富含脂肪和蛋白質，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。利

12、用花生在制取油脂、制取花生蛋白、生產花生儀器以及在花生貿易出口時，都需要對花生進行預處理加工?；ㄉ念A處理主要包括花生的剝殼和分級、破碎、軋胚和蒸炒等。 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一起進行聯(lián)合作業(yè)，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的要求，實行機械化脫殼迫在眉睫。 花生剝殼的原理很多，因此產生了很多種不同的花生剝殼機械?；ㄉ鷦儦げ考腔ㄉ鷦儦C的關鍵工作部件，剝殼部件的技術水平決定了機具作業(yè)中花生仁破碎率、花生果一

13、次剝凈率及生產效率等重要的經濟指標。在目前的生產銷售中，花生仁破碎率是社會最為關心的主要指標。 八十年代以前的花生剝殼機械，破碎率一般都大于8%，有時高達l5%以上。加工出的花生仁，只能用來榨油，不能作種用，更達不到出口標準。為了降低破碎率而探討新的剝殼原理，研制新式剝殼部件，便成為花生剝殼機械的重要研究課題。 目前我國在花生脫殼技術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年代初的技術水平上徘徊，所以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。脫殼機械在技術性能和作業(yè)環(huán)節(jié)上存在以下問題：

14、 (1) 脫殼率低，脫殼后的花生仁破碎率高，損失較大。 (2) 機器性能不穩(wěn)定，適應性差。 (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，同時能耗較高。 有些產品僅進行了樣機試制或少量試生產，未進行大量生產性考核和示范應用，作業(yè)性能及商品性等方面還存在不少問題。 2 花生脫殼機概述 2.1 研究重點 自從進入21世紀以來，國內外關于花生脫殼機械的開發(fā)與推廣應用日益增多，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應用中的經驗進行總結，不斷完善

15、其功能，使其呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭。 提高花生脫殼機械的通用性和適應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)境來設計，其通用性、兼容性和適應性較差。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品種花生果脫殼作業(yè)需要的脫殼機具，并提高制造工藝水平，降低制造成本，以適應不同加工企業(yè)的需要?；ㄉ摎C械能否適應這種發(fā)展趨勢，將直接影響到花生脫殼機械能否更好的推廣應用與健康發(fā)展。 對花生脫殼機械的關鍵技術與工作部件進行重點攻關，改革傳統(tǒng)結構，研究新

16、的脫殼機理，優(yōu)化結構設計；同時在整體配置上進一步改進和完善，提高脫殼率，降低花生仁破損率。目前國內外的花生脫殼機械均存在脫殼率和破損率之間的矛盾，處理好這一關鍵技術將關系到花生脫殼機械的發(fā)展前景。 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)質量。因此應通過機電一體化手段，開發(fā)設計自動喂料、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，提高產品質量與生產率，滿足部分大、中型加工企業(yè)的需要，以開拓國內和國外市場。 新技術原理、新結構材料、新工藝將不斷應用于花生機械的研制開發(fā)中，隨著液壓技術、

17、電子技術、控制技術以及化工、冶金工業(yè)的發(fā)展，許多復雜的機械機構、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計目標應用于脫殼機械的設計制造。隨著國內外高新技術的進一步發(fā)展，如何將這些高新技術更好的應用到實際生產中，也是目前花生脫殼機械需要盡快解決的問題。 花生生產機械化是農業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分，是農業(yè)和農村經濟持續(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，但是多應用于經濟發(fā)達地區(qū)與示范推廣區(qū)，并且小型機械多

18、、大型機械少，低檔機械多、高性能機械少。在一些地區(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，勞動生產率低，區(qū)域性發(fā)展不平衡。進入21世紀，我國花生生產機械化開始了新的發(fā)展階段，農業(yè)結構調整發(fā)生了新的變化，也對花生機械的發(fā)展產生了積極而深遠的影響，不僅拉動了新的有效需求，而且構筑了適合花生生產機械化發(fā)展的新舞臺，為花生生產機械化真正成為農村經濟發(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)推進花生生產機械化的過程中，相繼出臺了鼓勵和扶持農民購買花生機械、開展花生機械作業(yè)服務的優(yōu)惠政策和措施，調動了農民購買花生機械的積極性，形成了新的市場需求。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展，國內外對花生深加工

19、產品的需求不斷增大，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)的科技進步，為花生脫殼機械的發(fā)展提供了空間。 2.2 花生脫殼機的分類 2.2.1 按結構分類 (1)封閉式紋桿滾筒式。六十年代初， 我國在吸收國外技術的基礎上，研制了TH-340型花生剝殼機，其剝殼部件是在一個圓筒上鑲上若干根紋桿組成的封閉式紋桿滾筒，下面裝有若干根圓鋼條組成的柵條式凹板。在該機構中花生進口大(3O-50毫米)，出口小(1O-25毫米)，工作時，花生果在滾筒的推動下由進口向出口端運動，在滾筒和凹板的沖擊、擠壓、揉搓作用下直

20、接脫殼，花生受列剝殼機的直接搓擦作用，系強制脫殼，故破碎率高。剝殼時， 直徑同凹板柵縫一樣大小的單粒果及雙粒果便從柵縫中分離出來，所以一次剝凈率低，最高80％。為了將混在一起的花生仁和未脫果分離開來，采用柵條式凹板的剝殼機一般要配置分離機構。后來研制并生產的TH-47O型，6 BH-570型等型式的剝殼機，結構與其大同小異，剝殼質量均不理想。 （2）封閉橡膠板滾筒式。該機的剝殼部件是由封閉膠輥和直立膠板組成，剝殼原理系擠壓式，作業(yè)時，花生果在膠輥的推動下，通過剝殼間隙(5—20毫米)，由膠輥和膠板的擠壓作用脫殼，避開了剝殼部件的揉搓作用,破碎率有所降低，但仍在5％以上。另外，因直徑小于

21、剝殼間隙的小果未經剝殼便被分離出來，故一次剝凈率很低，只有30%左右。所以不得不增設循環(huán)機構，以使花生經多次擠壓脫殼，致使機器結構復雜、龐大，造價較高。 （3）開式紋桿滾筒式。剝殼部件采用了由兩根金屬紋桿組成的開式紋桿滾筒和用編織絲網(wǎng)制成的編織凹板，作業(yè)時，花生果在滾筒的推動下，受擠壓揉搓脫殼，該結構與封閉滾筒式不同，花生果受到開式滾筒的攪拌作用，剝殼力帶有柔性，故其破碎率較低，可控制在3%-5% 。另外，與柵條式凹板不同，因系編織網(wǎng)孔凹板，剝殼時，只有直徑小于網(wǎng)孔尺寸的單粒癟果末脫殼而被網(wǎng)孔分離，雙粒長果則漏不出來，仍被剝殼，故剝凈率較高。 （4）立式剝殼式。剝殼部件采用了由

22、兩根扁鋼條焊接而成的立式轉子，下面裝著用編織絲網(wǎng)制成的編織平底篩。在剝殼室內，花生果受立式轉子的推動而相互磨擦，從而達到剝殼的目的，此方法系柔性揉搓剝殼。實踐證明，該機破碎率較低，可控制在3％以下。其缺點是由于采用立式傳動， 故傳動機構較為復雜。 （5）開式扁條滾筒式。采用了由三根扁鋼條制成的開式扁條滾筒，和用編織絲網(wǎng)制成的凹板結構。作業(yè)時，花生果在扁條的推動下隨滾筒轉動，在滾筒和凹板之間形成一個活動層，花生果在該活動層內互相揉搓而脫殼。由于在該機構中，避開了剝殼部件的直接擠壓， 沖擊的作用，而是花生搓花生，系柔性剝殼，故破碎率較低， 該機鑒定時實測破傷率(破碎率+損傷率)為91%。另

23、外脫凈率及生產效率等指標亦較理想。 2.2.2 按工作原理分類 目前國內花生脫殼機從其脫殼原理、結構和材料上基本可分為以打擊、揉搓為主的鋼紋桿——鋼柵條凹板 以擠壓、揉搓為主的橡膠滾筒一一橡膠浮動凹板兩大類，但脫殼質量均不高，破損率都大于8 %，剝出的花生米只能用于榨油和食用，滿足不了外貿出口和作種子的要求。探索先進的脫殼原理是解決脫殼機現(xiàn)存問題的重要途徑。 （1）撞擊法脫殼。撞擊法脫殼是物料高速運動時突然受阻而受到沖擊力，使外殼破碎而實現(xiàn)脫殼的目的。其典型設備為由高速回轉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生一個較大的離心力撞擊壁面，只要

24、撞擊力足夠大，莢果外殼就會產生較大的變形，進而形成裂縫。當莢果離開壁面時，由于外殼具有不同的彈性變形而產生不同的運動速度，莢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量的因素有，籽粒的水分含量、甩料盤的轉速、甩料盤的結構特點等。 （2）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，使莢果的外殼被撕裂而實現(xiàn)脫殼。其典型的設備為由一個固定圓盤和一個轉動圓盤組成的圓盤剝殼機。莢果經進料口進入定磨片和動磨片的間隙中，動磨片轉動的離

25、心力使籽粒沿徑向向外運動，也使莢果與定磨片問產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生裂紋直至破裂，并與殼仁脫離，達到脫殼的目的。該種方法影響因素有，莢果的水分含量、圓盤的直經、轉速高低、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。 （3）剪切法脫殼。花生莢果在固定刀架和轉鼓間受到相對運動著的刀板的剪切力的作用，外殼被切裂并打開，實現(xiàn)外殼與果仁的分離。其典型設備為由刀板轉鼓和刀板座為主要工作部件的刀板剝殼機。在刀板轉鼓和刀板座上均裝有刀板，刀板座呈凹形，帶有調節(jié)機構，可根據(jù)花生莢果的大小調節(jié)刀板座與刀板轉鼓之間的間隙

26、。當?shù)栋遛D鼓旋轉時，與刀板之間產生剪切作用，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。該種方法影響因素有，原料水分含量、轉鼓轉速的高低、刀板之間的間隙大小等。 （4）擠壓法脫殼。擠壓法脫殼是靠一對直徑相同轉動方向相反，轉速相等的圓柱輥，調整到適當間隙，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。 （5）搓撕法

27、脫殼。搓撕法脫殼是利用相對轉動的橡膠輥筒對籽粒進行搓撕作用而進行脫殼的。兩只膠輥水平放置，分別以不同轉速相對轉動，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?；ㄉv果進入膠輥工作區(qū)時，與兩輥面相接觸，如果此時莢果符合被輥子嚙人的條件，即嚙人角小于摩擦角，就能順利進入兩輥問．此時莢果在被拉人輥間的同時，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，莢果受壓產生彈性—— 塑性變形，此時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有，線速差、膠壓輥的硬度、軋

28、入角、軋輥半徑、軋輥間間隙等。 （6）壓力膨脹法。原理是先使一定壓力的氣體進入花生殼內，維持一段時間，以使花生莢果內外達到氣壓平衡，然后瞬間卸壓，內外壓力平衡打破，殼體內氣體在高壓作用下產生巨大的爆破力而沖破殼體，從而達到脫殼的目的。主要影響因素有，充氣壓力、穩(wěn)定壓力維持時間、籽粒的含水率等。 （7）真空法。將花生莢果放在真空爆殼機中，在真空條件下，將具有相當水分的莢果加熱到一定溫度，在真空泵的抽吸下，莢果吸熱使其外殼的水分不斷蒸發(fā)而被移除，其韌性與強度降低，脆性大大增加；真空作用又使殼外壓力降低，殼內部相對處于較高壓力狀態(tài)。殼內的壓力達到一定數(shù)值時，就會使外殼爆裂。

29、（8）激光法。用激光逐個切割堅果外殼。試驗顯示，用這種方法幾乎能夠達到96%的整仁率，但因其費用昂貴、效率低下等原因，很難得到推廣。 （9）其他技術方法。在脫殼技術方面，除了在原理和設備上進行研究外，人們還在工藝上進行了研究以提高籽粒的脫殼率及脫殼質量。物料的粒度范圍大，必須先按大小分級，再進行脫殼，才能提高脫殼率，減少破損率?；ㄉv果的含水率對脫殼效果有很大的影響，含水率大，則外殼的韌性增加。含水率小，則果仁的粉末度大。因此應使花生莢果盡量保持最適當?shù)暮?，以保證外殼和果仁具有最大彈性變形和塑性變形的差異，即外殼含水率低到使其具有最大的脆性，脫殼時能被充分破裂，同時又要保持仁的可塑

30、性，不能因水分太少而使果仁在外力作用下粉末度太大，可減少果仁破損率。 2.3 結構特點 根據(jù)刮板式花生脫殼機的剝殼原理可知道，花生是從上至下依次經過集料斗、剝殼箱、柵格、下箱出口、分選口，花生仁收集斗這些部件的，因此設計剝殼機的整體結構的依據(jù)就出來了。設計過程是從上往下，從花生的裝集開始，最上面是集料斗，集料斗下方是剝殼箱，集料斗可與剝殼箱設計為一個整體。在剝殼箱內，花生必須經過刮板的撞擊和擠壓作用才能進行剝殼，因此，將刮板設計置在剝殼箱內。 花生經過刮板的撞擊和擠壓進行剝殼后，要經過位于剝殼箱底部的柵格，于是可以把柵格設計成一個半圓柵籠，將其固定在剝殼箱的下半箱內?；ㄉ┻^柵格后經過剝

31、殼箱底部的出口往下落，在下落過程中，設計一個風機的吹入口，其作用是將經過剝殼的花生殼與花生仁進行分離，重量稍重的不被風吹走，而重量較輕的花生殼將被風機吹來的氣流帶入到花生殼收集通道，通道的底部設計成一定角度。經過分離的花生仁往下落，落入花生仁收集通道，將此通道與花生殼收集通道的底面設計成一個整體，這樣的設計可以讓被風吹走的花生仁通過自身的重量往下回滾到花仁收集通道。其結構簡圖如圖1所示 圖1結構簡圖 Fig.1 structural diagram 為保證整機的各部分的安裝，需設計一個機架，機架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

32、機架的上方。 2.4 基本原理 花生脫殼機是借助轉動軸上的刮板與籠柵的擠壓和打擊作用，將花生果外殼破碎的一種機械設備，其特點是結構簡單、操作方便。它主要由進料機構、剝殼機構和支承機構等部分組成。花生果進入存料斗后，經下部的入料窄口形成薄層流落下來進入剝殼箱內，與高速旋轉的刮板相互碰撞，在刮板的錘擊下，花生殼發(fā)生破裂，從而進行第一次剝殼。部分花生果在下落過程中沒有與刮板發(fā)生碰撞，有些發(fā)生碰撞了而花生殼卻未撞裂，這部分花生落入到由圓鋼棒排列成的柵格上，由于柵格頂部與刮板的旋轉外徑間的間距不足以容納一個花生果，因此花生果將在落入柵格的同時被刮板再次錘擊和擠壓，從而使這些花生果的果殼也被壓碎。剝殼

33、后的仁與殼通過柵格間的間隙落下，在下落的同時，受到風機吹來的經調節(jié)好的氣流作用，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。其工作流程如圖2所示 圖2 工作流程圖 Fig.2 Work flow chart 2.5 設計依據(jù) 刮板的旋轉必須確保能將部分花生殼撞碎，當花生果與鋼質物體相對速度達到5 m/s時，可使花生殼破碎而不會破壞到花生仁，可根據(jù)此依據(jù)設計刮板的轉速與半徑。 3 傳動方案擬定

34、 由于刮板式花生去殼機的工作軸旋轉速度較高，達到=382.2r/min可有兩種選擇 第一種是采用一級V帶傳動 第二種是采用兩級混合傳動 若采用兩級傳動方案，將會致使機器的結構復雜，而且成本升高，所以選用一級V帶傳動。 4 電動機選擇 根據(jù)所給的功率及同步轉速，可選用的電機型號有兩種 Y90L-4型 Y100L-6型 根據(jù)電動機的滿載轉速和刮板轉速可算出總傳動比，現(xiàn)將此兩種電動機的數(shù)據(jù)和傳動比列于下表1 表1 兩種電動機的數(shù)據(jù)和傳動比 Table

35、1 Two kinds of motor and transmission of the data 方案號 電機型號 額定功率 同步轉速 滿載轉速 總傳動比 i kw r/min r/min（%） 1 Y100L-6 1．5 1000 940 2．459 2 Y90L-4 1．

36、5 1500 940 3．663 由上表可知： 方案1總傳動比雖小，轉速低，但價格高，作為家用機械的電機不是太合算 故選擇方案2，即電機型號為Y90L-4。 查表得 此種電動機的中心高H=90mm 外伸軸徑為24mm 軸的外伸長度為50mm 傳動裝置的運動和參數(shù)計算 軸的轉速 軸的輸入功率 =1.35kw 軸的轉矩 5 刮板設計 5.1 刮板計算 5.1.1 刮板半徑及轉速初定 刮板的旋轉必須確保能將部分花生殼撞碎，當花生果與鋼質物體相對速度達到5時，可使花生殼破碎而不會破

37、壞到花生仁，可根據(jù)此依據(jù)設計刮板的轉速與半徑。 當花生下落位置在之間，設計時采用最小碰撞半徑為計算半徑 取半徑R=250mm，則n=382.2r/min 結論：R=250mm， n=382.2r/min 5.1.2 刮板所需功率計算 根據(jù)公式可計算出刮板所需的功率 刮板對花生做功 ：刮板改變花生的動能 ：刮板改變花生的勢能

38、 所以 根據(jù)所給產量要求 1500kg/h,即0.417kg/s,此為花生仁的產量，折合花生果產量為0.417/純仁率,根據(jù)國家標準，湖南所處地理位置可取花生的純仁率為69%,折合花生果產量為0.604kg/s,此即每秒進入剝殼箱內被破碎的花生果的重量?；ㄉ佑|刮板時初速度設為1m/s，方向向下，脫離刮板時速度為15m/s,方向向左，脫離刮板時

39、相對初位置高度為500mm t=1s m=0.604kg/s =1m/s =15m/s R=0.5m =(0.302+67.95+2.96)W=71.212w 加上刮板與花生在柵格中擠壓所需要的能量，P也不會超過500w。為計算電動機的所需工率Pd，先要確定從電動機到工作機之間的總效率。設、分別為滾動軸承和V帶傳動的效率，于是有 =-0.8668 電動機所需功率不會超過700W，由于給定電動機的功率為1.5kW，遠大于此計算值，故所給電動機的功率完全符合要求。 5

40、.2 刮板結構 刮板結構是整個機器的關鍵部分，它的作用就是對花生果進行剝殼。此結構采用四鋼板十字交叉固定在旋轉筒架上。其結構如圖3所示 圖3刮板結構圖 Fig.3 Scraper structural diagram 因為采用的是打擊和擠壓兩種方式配合進行剝殼，所以對刮板的強度有一定要求，而且刮板的表面必須進行處理，表面滲碳1-1.5mm，熱處理硬度HRC56-62。刮板選用四塊8mm厚鋼板，長寬=500mm129mm，刮板外緣距旋轉中心距離250mm。固定刮板的筒架結構，其內徑為26mm，外徑120mm，刮板固定支架長度為140mm，截面尺寸40mm20mm，每塊刮板由兩

41、根固定支架固定，兩者間采用M10螺栓聯(lián)接。 采用材料是45號鋼 6 V帶傳動的設計 6.1 V帶傳動的計算 首先列出設計的基本條件 電機型號：Y90L-4 額定功率：1.5kw 轉速：=1400r/min 傳動比：=3.663 假設每天運轉時間t<10h 1）確定計算功率 查表得工作情況系數(shù) =1.1 ==1.11.5=1.65(kw) 2）選擇V帶帶型 根據(jù)、查得最適合的帶型為A型 3）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

42、 驗算帶的速度 v=<= 因此所選帶的速度合適 4）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 =1972.36mm 由V帶的基準長度系中選取基準長度 計算實際中心距a 5)驗算主動輪上的包角 主動輪包角合適 6)計算V帶的根數(shù)z 由,,=3.663查表得

43、 代入數(shù)值，經計算 Z=1.984 取z=2 7) 計算預緊力 8)計算作用在軸上的壓軸力 代入數(shù)值計算得 =482.7N 6.2 V帶輪結構 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，主要結構尺寸如表2  表2 帶輪主要結構尺寸 Table 2 Belt

44、 round the main structure size 單位：mm 尺寸類型 小帶輪 大帶輪 75 280 基準寬度 11.0 11.0 基準線上槽深 2.75 2.75 基準線下槽深 8

45、.7 8.7 槽間距e 150.3 150.3 第一槽對稱面至端面距離f 輪緣厚d 12 12 帶輪寬B 35 35 外徑 80.5

46、 285.5 輪槽角 極限偏差 48 32 輪輻厚 8

47、 20 16 7 軸的設計 7.1 軸的計算 軸的轉速 軸的輸入功率 =1.35kw 軸的轉矩 初步確定軸的最小直徑 先按經驗公式算郵軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調質處理。查表選取，于是得 擬定軸上零件的裝配方案 7

48、.2 軸的結構 1）為滿足V帶輪的軸向定位，1-2軸右端制一軸肩，故取2-3段直徑=22mm，左端用軸端擋圈定位，取直徑D=22mm。V帶輪與軸配合的轂孔長試為35mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上，故1-2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。 表3 軸承6205基本參數(shù) Table 3 Bearing 6205 basic parameters 基本

49、尺寸 安裝尺寸 極限轉速 D B 脂潤滑 油潤滑 25 52 15 1 31 46 1 12000 16000 3）安裝刮板架段軸直徑。刮板架段安裝寬度取。 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）取刮板距箱體內壁，取，。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長

50、度。 6）軸上零件的周向固定 V帶輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，按其直徑查手冊得平鍵截面如下 =22mm V帶輪與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 7）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角 7.3 軸的校核 根據(jù)軸的結構確定軸承的支點位置，已知B/d=30/18>1可知e =0.5d =9，則Fr的作用點與支點的距離為L=43 Fr= Fttanα==90.46N 則彎矩MH=FrL=90.4643=3889.78 Nmm

51、MV=FtL=248.5543=10687.65 Nmm 則 11373.48 Nmm 扭矩 Nmm 按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強度。根據(jù)上面的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取=0.6，軸的計算應力 20.16MPa 前已選定軸的材料為45鋼，調質處理 查表得 =60MPa。因此<,故安全 8 半柵籠 半柵籠在機器中的作用是讓已經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”。其結構如圖4所示

52、 圖4 半柵籠結構圖 Fig.4 A cage structural diagram 半柵籠的每一個柵格都只能容許一個花生仁大小的物體通過，被剝殼的花生由于花生殼的破裂，被變成破碎的花生殼和整粒的花生仁，花生仁的大小剛好可以穿過柵格，而花生果因為太大，無法通過柵格，將被阻擋在剝殼箱內，繼續(xù)進行剝殼直到其外殼破碎為止。柵條是利用兩塊墻板對兩端進行固定的，墻板材料為HT200，柵條材料為20號鋼。柵條采用圓截面長條，長度為538mm，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。柵條的兩頭裝砌在墻板的圓形槽內，組成半圓柵籠，柵條間距為1

53、0mm，這樣可使剝出的花生仁能通過柵格，而未剝殼的剛不能通過。裝砌完成后要太上鎖緊條，防止柵條松動。半柵籠內徑為。 9 箱體 箱體的作用是提供給刮板一個封閉的剝殼環(huán)境，并對相關結構起到支承和定位作用。 為了便于軸系部件的安裝和拆卸，將箱體做成剖分式，箱由箱座和箱蓋組成，取軸的中心線所在平面為剖分面。箱座和箱蓋采用普通螺栓聯(lián)接，用圓錐銷定位。箱體結構如圖5所示： a) b) 圖5 箱體結構簡圖 F

54、ig.5 Box structure diagram 箱體的材料選用HT200，鑄造成型。 10 殼仁分離裝置 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。 花生經過箱體內的剝殼過程后，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機吹來的氣流帶入到花生殼收集通道。 10.1 風機的選擇 出風口時風速為5m/s

55、 根據(jù)流量公式 Q=νS3600 = 523600 = 36000(m3/h) 當出風口為2m2，風量10立方米每分鐘時，計算出風口風速： ν=Q/(S3600) = 1060/(23600) = 0.083(m/s) 當流速為50m/s，流量為1060立方每小時，計算出風口面積： D=[Q4/(3.143600)] = [6004/(53.143600)] = 0.065 m S=(D/2)^23.14 = (0.065/2)^23.14 = 0.033 m2 所以選擇的風機型號為： 型號：4-72-10C 轉速：1450(r/min) 功率：55

56、(KW) 風量：40441(m3/h) 壓力：3202(Pa) 11 機架 整個機架采用L63636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。 12 料斗 料斗的材料選用HT200，結構簡圖如圖6所示： ‘ 圖6 料斗結構簡圖 Fig.6 Hopper structure diagram 13 結論 花生脫殼機是借助轉動軸上的刮板與籠柵的擠壓和打擊作用，

57、將花生果外殼破碎的一種機械設備，其特點是結構簡單、操作方便。它主要由進料機構、剝殼機構和支承機構等部分組成?；ㄉM入存料斗后，經下部的入料窄口形成薄層流落下來進入剝殼箱內，與高速旋轉的刮板相互碰撞，在刮板的錘擊下，花生殼發(fā)生破裂，從而進行第一次剝殼。部分花生果在下落過程中沒有與刮板發(fā)生碰撞，有些發(fā)生碰撞了而花生殼卻未撞裂，這部分花生落入到由圓鋼棒排列成的柵格上，由于柵格頂部與刮板的旋轉外徑間的間距不足以容納一個花生果，因此花生果將在落入柵格的同時被刮板再次錘擊和擠壓，從而使這些花生果的果殼也被壓碎。剝殼后的仁與殼通過柵格間的間隙落下，在下落的同時，受到風機吹來的經調節(jié)好的氣流作用，果殼因重量

58、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。 通過這次比較完整的花生脫殼機設計，我認識到了單純的理論知識學習和實際設計之間的差距。通過這次畢業(yè)設計既鍛煉了我的綜合運用所學的專業(yè)基礎知識，解決實際應用問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設計手冊、設計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力的水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經驗得到了豐富，并且使我的毅力，意志力以及耐力都得到了不同程度的提高。這些都是我希望得到的也是畢業(yè)設計的目的所在。雖然畢業(yè)設計內容繁多，過程繁瑣，但我的收獲也是非常的多。各種設計方案的

59、適用條件，各種零部件的選用標準，我都是隨著設計的不斷深入而不斷熟悉并學會應用的。從畢業(yè)設計中學來的這些寶貴的知識和經驗，必然會讓我在未來的工作學習中表現(xiàn)出更高的應變能力，更強的溝通力和理解力。 參考文獻 [1] 周瑞寶．花生加工技術[M]. 北京.化學工業(yè)出版社.2006.6 [2] 段淑芬，胡文廣，李秀平．世界花生生產現(xiàn)狀分析[J]．花生學報.2010.6 [3] 孟憲珍．花生脫殼機的設計和試驗[J]．國外農機.2006.6 [4] 尚書旗，劉曙光，王方燕．花生生產機械的應用現(xiàn)狀與進展分析[J]．花生學報.2003.6 [5] 張效鵬.花生脫殼機的不同部件對花生脫殼性能的影響[J]．萊陽農學院學報.2000.7 [6] 王延耀，張巖，尚書旗．氣爆式花生脫殼性能的試驗研究[J]．農業(yè)工程學報.2008.5 [7] 王智才．我國農機市場需求及發(fā)展前景[J]．農機質量與監(jiān)督.2002.5 [8] 石一兵 .食品機械與設備[M]. 北京.中國商業(yè)出版社.2002.6 [9] 肖旭霖 食品機械與設備[M]. 北京 科學出版社.2006.6 [10] 中國標準出版社 中國食品工業(yè)標準匯編[M] 北京.中國標準出版社.2004.6 [11] 唐增寶，何永然，劉安俊.機械設計課程設計[M]. 武漢.華中理工大學出版社.2009.3 [12] 濮良貴，紀名剛