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1、一種手搖式花生脫殼機的研制
摘要]針對花生脫殼的現(xiàn)狀，研制了一種手搖式花生脫殼機，介紹了整機的主要結構組成和工作原理，并對脫殼裝置、鼓風裝置、振動篩選裝置等主要功能部件的設計進行了分析說明。
[關鍵詞]花生;脫殼;手搖式
[中圖分類號]TS04[文獻標識碼]A
花生，也稱“長生果〞，在我國的栽培歷史悠久，因其維生素B1、B2、E、K的含量豐富，對降低膽固醇，防治動脈硬化、高血壓和心臟病，增強記憶力，抗老化，止血等有一定成效，備受全國人民喜愛。在進行花生制品的加工時，首先要脫殼，此過程不能破壞花生仁的外表面，更不能壓碎花生仁，因此，花生的脫殼在花生加工中起著非常重要的作用。
目前，國
2、內(nèi)外有大量關于花生剝殼機的研究，從剝殼原理上講，主要有擠壓式、打擊揉搓式、擠壓揉搓式、氣爆式等。揉搓式剝殼機利用滾筒-凹板篩結構，花生果在剝殼滾筒轉動作用下，受到反復搓擦，使外殼破裂，從凹板柵條的間隙中擠出花生仁，到達剝殼的目的。擠壓式花生剝殼機采用橡膠滾筒與橡膠板擠壓使花生仁脫殼，脫殼率高，破損率小，加工本錢低。
從花生剝殼的動力來講，主要有手工剝殼和電動脫殼。手工剝殼費時費力，效率低下;電動脫殼設備機組通常體積較大，價格昂貴，僅適用于加工廠大批量的花生加工，對于廣闊的散戶花生種植家庭而言，搬運不便，不適合室外作業(yè)，性價比不高，因此大量花生種植戶很難享受技術進步帶來的實惠。本文介紹一種簡易
3、的手搖式花生脫殼機，其結構簡單、外形小巧、操作便利，適合家用及出行攜帶。
1總體結構及工作原理
該手搖式花生脫殼機由把手、脫殼裝置、鼓風裝置、振動篩和機架等組成，如圖1所示。脫殼裝置安裝在機架頂部，由轉軸3和殼體4組成，殼體固定在機架上，截面呈U形，兩端封閉，側壁由平行于轉軸3的格柵組成，花生由此參加;轉軸3與把手1固連，位于殼體內(nèi)軸段局部安裝有平行于該軸且沿圓周陣列的壓板，如圖2所示。手搖式鼓風裝置安裝在脫殼裝置的側下方，由把手通過一對圓柱齒輪和行星輪系傳動增速，向脫殼裝置下部提供風力，便于花生殼和花生仁的別離。振動篩安裝在脫殼裝置和鼓風裝置的下方，包括矩形篩網(wǎng)8、固定軸7和驅動軸1
4、6，驅動軸16的運動由中間齒輪軸12通過六桿機構將轉動轉換成擺動獲得。
要求整機的最大外形尺寸不超過通常的家用微波爐尺寸，重量輕巧;花生剝殼效率不低于80kg/h，脫殼率96%以上，花生仁的破損率低于4%。
花生投入殼體內(nèi)，動力由把手1輸入，通過傳動裝置把運動和動力分別輸送至脫殼裝置、鼓風裝置和振動篩：轉軸3與把手1通過固定連接隨把手一起轉動，轉軸3上的壓板與殼體格柵間歇作用，將花生外殼碾碎，花生殼和花生仁從殼體底部隔柵掉落;轉軸3通過一對大小圓柱齒輪傳動帶動中間齒輪軸12增速轉動，該軸又與行星輪系桿固連，通過行星輪系，較大倍率增速后由小太陽輪帶動鼓風機主軸旋轉，鼓風裝置提供風力將
5、從脫殼裝置中落下的花生殼吹出，花生仁由于密度較大落入下面的振動篩上;中間齒輪軸12通過六桿機構使驅動軸16獲得上下擺動，進而帶動篩網(wǎng)振動，落在篩網(wǎng)上的花生仁通過篩網(wǎng)的格柵落入放在篩網(wǎng)下的收取裝置中。
2主要工作部件的設計
殼體與機架固連，花生進入殼體之后，是通過殼體側壁格柵與轉軸壓板之間摩擦擠壓作用，使花生脫殼的，然后花生仁和花生殼一起從殼體格柵間隙中掉落，設計時，殼體格柵間隙要合理，過大的間隙會讓花生未經(jīng)擠壓破碎就完好掉落，過小的間隙又會讓花生脫殼后仍然無法從格柵間隙中掉落，導致屢次碾壓破壞花生仁。
根據(jù)人機工程原理，設定手搖的轉速為60r/min，鼓風機速度為1800r/mi
6、n，因此，風機主軸與手搖把手之間的轉動比為30，依此設計鼓風機的傳動機構。該傳動局部為一對定軸齒輪和一組行星輪系構成的復合輪系，傳動比的分配如下：定軸輪系傳動比為3，行星輪系為10。
定軸輪系設計。選用直齒圓柱齒輪，取模數(shù)m=2，大圓柱齒輪2的齒數(shù)取90，與之嚙合的小齒輪2的齒數(shù)取30。
行星輪系設計。小太陽輪的齒數(shù)Zm=11，固定大太陽輪〔內(nèi)齒輪〕的齒數(shù)Zn=99，那么由行星輪系的傳動比得總傳動比
為了得到往復搖擺的振動，設計如圖3所示的六桿機構，機構運動簡圖中的構件代號與圖1的總體結構圖一致，該六桿機構自由度為1，主動件為構件18，從動件為構件14?？煽闯蓛山M四桿機構的串聯(lián)組合，
7、即構件18〔主動〕、17、13〔從動〕、機架組成的平行四邊件雙曲柄機構與構件13〔主動〕、15、14〔從動〕、機架組成的曲柄搖桿機構串聯(lián)。構件15、14鉸接于軸16上，振動篩的驅動軸16由此獲得擺動動作。
曲柄搖桿機構的設計：取行程速比系數(shù)K=1.1，搖桿擺角，曲柄的極位夾角，取曲柄長度為LCD=15mm，據(jù)此可算出各桿相對長度：LCE=48mm，LEF=88.7mm，LDF=90.36mm。
經(jīng)驗算，最小傳動角γmin=58≥40～50，所設計的機構傳動性能良好。
雙曲柄〔平行四邊形〕機構的設計：曲柄長度LAB=LCD=15mm，根據(jù)其他部件裝配關系連桿長度LBC=123mm。
8、振動篩板的作用是將脫殼后的花生殼和花生仁篩選分開，篩板上設計了兩根軸，一根是篩板的驅動軸16，另一根是篩板的旋轉軸，篩板在驅動軸的帶動下做上下圓弧擺動，擺動幅度15mm，為了使花生仁能更好地掉落，將篩板傾斜一定的角度，與水平夾角呈5度，篩板上有20根直徑為2mm的鋼筋，每兩根之間的距離是8mm。
3樣機制作
按照設計圖紙制造出了相關零部件，裝配得到整臺樣機，如圖4所示。最大外形尺寸480〔長〕*310〔寬〕*347〔高〕mm，整機質量23kg。體積小巧，無需電源，適合家用和出行攜帶。經(jīng)初步樣機的試驗，剝殼效果良好，剝殼率到達97%，花生仁的破損率小于3%。
4結論
該花生剝殼機利用手搖式的人工動力，通過齒輪輪系和連桿機構來實現(xiàn)動力的傳動和分配，使得剝殼、振動篩選和殼仁別離等功能的動力都源于手柄，無需電源，僅轉動把手就能實現(xiàn)剝殼、篩選和別離等功能，結構簡單，操作和維護方便。在該機構的結構和原理根底上，稍加改進就可應用于其他殼類果子的剝殼，易于推廣應用。
[參考文獻]
【1】張怡.中國花生生產(chǎn)布局變動解析[J].中國農(nóng)村經(jīng)濟，2021〔11〕.
【2】楊明軒.擠壓式花生剝殼機的技術改造[J].機械，2021〔09〕.
一種手搖式花生脫殼機的研制
